一篇文章了解RPC框架原理

小咪咪 2022-03-14 13:50 298阅读 0赞

Java面经 2019-03-03 06:30:00

作者：Yasin
    原文：https://blog.csdn.net/u013592964/article/details/80441205

**1.RPC框架的概念**

RPC（Remote Procedure Call）--远程过程调用，通过网络通信调用不同的服务，共同支撑一个软件系统，微服务实现的基石技术。使用RPC可以解耦系统，方便维护，同时增加系统处理请求的能力。

![一篇文章了解RPC框架原理][RPC]

上面是一个简单的软件系统结构，我们拆分出来用户系统和订单系统做为服务存在，让不同的站点去调用。

只需要引入各个服务的接口包，在代码中调用RPC服务就跟调用本地方法一样，我刚接触到这种调用方式的时候颇为惊奇，我明明调用的就是java语言方法啊（已java为例，现在RPC框架一般都支持多语言），怎么就调用了远程的服务了呢？？

**2.RPC框架的原理解析**

最近自己写了一个简单的RPC框架KRPC，本文原理分析结合中代码，均为该框架源码 http://github.com/yangzhenkun/krpc

**2.1 流程纵览**

![一篇文章了解RPC框架原理][RPC 1]

如上图所示，我将一个RPC调用流程概括为上图中5个流程，左边3个为客户端流程，右边两个为服务端流程。 下面就各流程进行解析

**2.2 客户端调用**

服务调用方在调用服务时，一般进行相关初始化，通过配置文件/配置中心 获取服务端地址 用户调用：

![一篇文章了解RPC框架原理][RPC 2]

一开始接触RPC调用方法肯定就有疑惑，它不是一个接口吗，直接调用应该没啥效果啊，我也没有引入实现包。

带着这个疑惑，我们就进入下一个知识点，**动态代理**

**2.3动态代理**

动态代理这东西意如其名，它代理你帮你做事情。 上面我们不说道直接调用一个接口中的方法，并且没有用该接口的实现类调用，那么方法是怎么生效的呢？

可以看到这个用户服务这个service是由ProxyFactory代理工程创造的，在该ProxyFactory\#create()方法中就跟一个代理处理器绑定在一起了

![一篇文章了解RPC框架原理][RPC 3]

这个类实现了InvocationHandler接口（JDK提供的动态代理技术），每次去调用接口方法，最终都交由该handler进行处理。 这个环节一般会获取方法的一些信息，例如方法名，方法参数类型，方法参数值，返回对象类型。

同时这个环节会提供序列化功能，一般的RPC网络传输使用TCP（哪怕使用HTTP）传输，这里也要将这些参数进行封装成我们定义的数据接口进行传输。

**2.4网络传输**

我们通过将方法参数进行处理后，就要使用发起网络请求，使用tcp传输的就利用socket通信进行传输，这一块我开源项目中使用的同步堵塞的方案进行请求，也可以使用一些非堵塞方案进行请求，效率会更高一些。

**2.5服务端数据接受**

这一块使用netty，可以快速一个高性能、高可靠的一个服务端。

![一篇文章了解RPC框架原理][RPC 4]

上面代码是我项目中使用的服务端代码。关于netty网上学习的资料很多，这里也只是宏观的讲解RPC原理，就不展开。

**2.6真实调用**

服务端获取客户端请求的数据后， 调用请求中的方法，方法参数值，通过反射调用真实的方法，获取其返回值，将其序列化封装，通过netty进行数据返回，客户端在接受数据并解析，这就完成了一次rpc请求调用的全过程。

method = clazz.getMethod(request.getMethodName(),requestParamTypes);
    method.setAccessible(true);
    result = method.invoke(service, requestParmsValues)

上面代码片段为通过反射调用真实方法

**2.7 服务端的动态加载**

通过2.2到2.6的说明，一次RPC请求过程大致如此，但是一个RPC框架会有很多细节需要处理。

其实在一次请求调用前，服务端肯定要先启动。

服务端作为一个容器，跟我们熟知的tomcat一样，它可以动态的加载任何项目。所以在服务端启动的时候，必须要进行一个动态加载的过程。在KRPC中，我使用了URLClassLoader动态加载一个指定路径的jar包，任何业务服务的实现所依赖的jar包都可以放入该路径中。

**3.总结**

一个RPC框架大致需要动态代理、序列化、网络请求、网络请求接受(netty实现)、动态加载、反射这些知识点。现在开源及各公司自己造的RPC框架层出不穷，唯有掌握原理是一劳永逸的。掌握原理最好的方法莫不是阅读源码，自己动手写是最快的。

http://github.com/yangzhenkun/krpc

这是原作者最近开始写的一个RPC框架，麻雀虽小五脏俱全，虽然这个框架还在开发中（还有一些功能没有完成），欢迎一起讨论，star，这个框架中有很多地方可以改进的点。

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[RPC]: http://p9.pstatp.com/large/pgc-image/7f0da68d482044f7890d8ae5048c9c04
[RPC 1]: http://p9.pstatp.com/large/pgc-image/ca5e1ced2fdd416e83c578d0cfdaab90
[RPC 2]: /images/20220313/c0bd1f286b1c428fae8756268d2b43da.png
[RPC 3]: /images/20220313/9f56b05d302a4da4b3904b800f1b0c85.png
[RPC 4]: /images/20220313/d1256b7046a24588b9aa02b1af2bfeda.png
[MVC_MVP_MVVM]: https://www.toutiao.com/i6645141449815884302/?group_id=6645141449815884302
[RPC 5]: https://www.toutiao.com/i6643689061888295437/?group_id=6643689061888295437
[CDN]: https://www.toutiao.com/i6631319548207301123/?group_id=6631319548207301123
[RPC 6]: https://www.toutiao.com/i6619097825588281863/?group_id=6619097825588281863
[Netty]: https://www.toutiao.com/i6625875305598812679/?group_id=6625875305598812679