为什么要有RPC?今天带你全面认识RPC

桃扇骨 2023-10-07 19:49 60阅读 0赞

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为什么要有PRC?

http接口是在接口不多、系统与系统交互较少的情况下，解决信息孤岛初期常使用的一种通信手段；优点就是简单、直接、开发方便。利用现成的http协议进行传输。但是如果是一个大型的网站，内部子系统较多、接口非常多的情况下，RPC框架的好处就显示出来了，首先就是长链接，不必每次通信都要像http一样去3次握手什么的，减少了网络开销；其次就是RPC框架一般都有注册中心，有丰富的监控管理；发布、下线接口、动态扩展等，对调用方来说是无感知、统一化的操作。第三个来说就是安全性。后就是 近流行的服务化架构、服务化治理，RPC框架是一个强力的支撑。socket只是一个简单的网络通信方式，只是创建通信双方的通信通道，而要实现rpc的功能，还需要对其进行封装，以实现更多的功能。RPC一般配合netty框架、spring自定义注解来编写轻量级框架，其实netty内部是封装了socket的，较新的jdk的IO一般是NIO，即非阻塞IO，在高并发网站中，RPC的优势会很明显。

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什么是RPC?

RPC（Remote Procedure Call Protocol）远程过程调用协议，它是一种通过网络从远程计算机程序上请求服务，而不需要了解底层网络技术的协议。简言之，RPC使得程序能够像访问本地系统资源一样，去访问远端系统资源。比较关键的一些方面包括：通讯协议、序列化、资源（接口）描述、服务框架、性能、语言支持等。简单的说，RPC就是从一台机器(客户端)上通过参数传递的方式调用另一台机器(服务器)上的一个函数或方法(可以统称为服务)并得到返回的结果。

提供者在注册中心注册服务，调用者从注册中心获取提供者地址，最后就可以调用提供者提供的接口。

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RPC架构组件

一个基本的RPC架构里面应该至少包含以下4个组件：

1、 客户端（Client）:服务调用方（服务消费者）

2、 客户端存根（Client Stub）:存放服务端地址信息，将客户端的请求参数数据信息打包成网络消息，再通过网络传输发送给服务端

3、 服务端存根（Server Stub）:接收客户端发送过来的请求消息并进行解包，然后再调用本地服务进行处理

4、 服务端（Server）:服务的真正提供者

具体调用过程：

1、 服务消费者（client客户端）通过调用本地服务的方式调用需要消费的服务；

2、 客户端存根（client stub）接收到调用请求后负责将方法、入参等信息序列化（组装）成能够进行网络传输的消息体；

3、 客户端存根（client stub）找到远程的服务地址，并且将消息通过网络发送给服务端；

4、 服务端存根（server stub）收到消息后进行解码（反序列化操作）；

5、 服务端存根（server stub）根据解码结果调用本地的服务进行相关处理；

6、 本地服务执行具体业务逻辑并将处理结果返回给服务端存根（server stub）；

7、 服务端存根（server stub）将返回结果重新打包成消息（序列化）并通过网络发送至消费方；

8、 客户端存根（client stub）接收到消息，并进行解码（反序列化）；

9、 服务消费方得到最终结果；而RPC框架的实现目标则是将上面的第2-10步完好地封装起来，也就是把调用、编码/解码的过程给封装起来，让用户感觉上像调用本地服务一样的调用远程服务。

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RPC框架需要解决的问题？

1、 如何确定客户端和服务端之间的通信协议？

2、 如何更高效地进行网络通信？

3、 服务端提供的服务如何暴露给客户端？

4、 客户端如何发现这些暴露的服务？

5、 如何更高效地对请求对象和响应结果进行序列化和反序列化操作？

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RPC的实现基础？

1、 需要有非常高效的网络通信，比如一般选择Netty作为网络通信框架；

2、 需要有比较高效的序列化框架，比如谷歌的Protobuf序列化框架；

3、 可靠的寻址方式（主要是提供服务的发现），比如可以使用Zookeeper来注册服务等等；

4、 如果是带会话（状态）的RPC调用，还需要有会话和状态保持的功能；

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RPC使用了哪些关键技术？

1、动态代理：生成Client Stub（客户端存根）和Server Stub（服务端存根）的时候需要用到 Java动态代理技术，可以使用JDK提供的原生的动态代理机制，也可以使用开源的：CGLib代理，Javassist字节码生成技术。

2、序列化和反序列化在网络中，所有的数据都将会被转化为字节进行传送，所以为了能够使参数对象在网络中进行传输，需要对这些参数进行序列化和反序列化操作。目前比较高效的开源序列化框架：如Kryo、FastJson和Protobuf等。

3、NIO通信：出于并发性能的考虑，传统的阻塞式 IO 显然不太合适，因此我们需要异步的IO，即 NIO。Java 提供了 NIO 的解决方案，Java 7 也提供了更优秀的 NIO.2 支持。可以选择Netty或者MINA来解决NIO数据传输的问题。

4、服务注册中心：比如Redis、Zookeeper、Consul 、Etcd。一般使用ZooKeeper提供服务注册与发现功能，解决单点故障以及分布式部署的问题(注册中心)。

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主流RPC框架有哪些？

1、RMI：利用java.rmi包实现，基于Java远程方法协议(Java Remote Method Protocol) 和java的原生序列化。

2、Hessian：是一个轻量级的remoting onhttp工具，使用简单的方法提供了RMI的功能。基于HTTP协议，采用二进制编解码。

3、protobuf-rpc-pro是一个Java类库，提供了基于 Google 的 Protocol Buffers 协议的远程方法调用的框架。基于 Netty 底层的 NIO 技术。支持 TCP 重用/ keep-alive、SSL加密、RPC 调用取消操作、嵌入式日志等功能。

4、Thrift：是一种可伸缩的跨语言服务的软件框架。它拥有功能强大的代码生成引擎，无缝地支持C + +，C\#，Java，Python和PHP和Ruby。thrift允许你定义一个描述文件，描述数据类型和服务接口。依据该文件，编译器方便地生成RPC客户端和服务器通信代码。初由facebook开发用做系统内语言之间的RPC通信，2007年由facebook 贡献到apache基金 ，现在是apache下的opensource之一 。支持多种语言之间的RPC方式的通信：php语言client可以构造一个对象，调用相应的服务方法来调用java语言的服务，跨越语言的C/S RPC调用。底层通讯基于SOCKET。

5、Avro：出自Hadoop之父Doug Cutting, 在Thrift已经相当流行的情况下推出Avro的目标不仅是提供一套类似Thrift的通讯中间件,更是要建立一个新的，标准性的云计算的数据交换和存储的Protocol。支持HTTP，TCP两种协议。

6、Dubbo：Dubbo是 阿里巴巴公司开源的一个高性能优秀的服务框架，使得应用可通过高性能的 RPC 实现服务的输出和输入功能，可以和 Spring框架无缝集成。

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