常用RPC框架及如何设计一个RPC框架

Posted 2023-05-05

参考技术A 上一篇 <<< 微服务架构与SOA面向服务架构的区别
下一篇 >>> SpringCloud与SpringCloudAlibaba的区别

推荐阅读：
<<< 架构演变之单体架构
<<< 架构演变之分布式架构
<<< 架构演变之面向服务架构(SOA)
<<< WebService使用实例
<<< 架构演变之微服务架构
<<< 微服务架构与SOA面向服务架构的区别
<<< SpringCloud与SpringCloudAlibaba的区别
<<< 为什么要使用SpringCloud

rpc框架dubbo学习入门及环境搭建（spring boot+Kotlin）

rpc简介及实现

rpc是remote procedure call的简写，意思为远程过程调用。

rpc应用较多的情景是分布式开发，那什么是分布式开发呢？

原本我也是想自己解释的，奈何网上大佬解释得很清楚了，这里就不献丑了，建议阅读完下面推荐的几篇再继续往下

• 【转】分布式架构的演进（JavaWeb）
• 如何给老婆解释什么是RPC
• 如何实现一个简单的RPC

刚开始的时候，服务和调用都是在同一机器，这叫本地过程调用

之后，由于客户量增长，一个服务器并不能满足要求，之后便是把调用和服务分开，分别部署在不同的机器，负责调用服务方法的称之为客户机，负责提供服务方法的称为服务机

上图的原理可能步骤有点多，但是只要记住一点，客户机是把数据通过Socket或者是其他协议传递到了服务机，让服务机进行处理，从而以相同的协议方式把数据传递回来

如何实现一个简单的RPC一文中，大佬已经实现了一个简洁的rpc框架，然后对于这个rpc框架，并提出来的一些可以优化的点：

1. 缺乏通用性

我通过给Calculator接口写了一个CalculatorRemoteImpl，来实现计算器的远程调用，下一次要是有别的接口需要远程调用，是不是又得再写对应的远程调用实现类？这肯定是很不方便的。

2、集成Spring

在实现了代理对象通用化之后，下一步就可以考虑集成Spring的IOC功能了，通过Spring来创建代理对象，这一点就需要对Spring的bean初始化有一定掌握了。

3、长连接or短连接

总不能每次要调用RPC接口时都去开启一个Socket建立连接吧？是不是可以保持若干个长连接，然后每次有rpc请求时，把请求放到任务队列中，然后由线程池去消费执行？只是一个思路，后续可以参考一下Dubbo是如何实现的。

4、 服务端线程池

我们现在的Server端，是单线程的，每次都要等一个请求处理完，才能去accept另一个socket的连接，这样性能肯定很差，是不是可以通过一个线程池，来实现同时处理多个RPC请求？同样只是一个思路。

5、服务注册中心

正如之前提到的，要调用服务，首先你需要一个服务注册中心，告诉你对方服务都有哪些实例。Dubbo的服务注册中心是可以配置的，官方推荐使用Zookeeper。如果使用Zookeeper的话，要怎样往上面注册实例，又要怎样获取实例，这些都是要实现的。

6、负载均衡

如何从多个实例里挑选一个出来，进行调用，这就要用到负载均衡了。负载均衡的策略肯定不只一种，要怎样把策略做成可配置的？又要如何实现这些策略？同样可以参考Dubbo，Dubbo - 负载均衡

7、结果缓存

每次调用查询接口时都要真的去Server端查询吗？是不是要考虑一下支持缓存？

8、多版本控制

服务端接口修改了，旧的接口怎么办？

9、异步调用

客户端调用完接口之后，不想等待服务端返回，想去干点别的事，可以支持不？

10、优雅停机

服务端要停机了，还没处理完的请求，怎么办？

PS：使用rpc的时候，需要考虑到网络问题，需要采用重试机制

由上述的这些问题，之后便是出现了一些优秀的rpc框架，如dubbo、spring cloud等

dubbo简介

Dubbo是阿里巴巴开源的基于 Java 的高性能 RPC（远程过程调用） 分布式服务框架（SOA），致力于提供高性能和透明化的RPC远程服务调用方案，以及SOA服务治理方案，其内部使用了 Netty、Zookeeper，保证了高性能高可用性。

dubbo结构图：

节点	角色说明
Provider	暴露服务的服务提供方
Consumer	调用远程服务的服务消费方
Registry	服务注册与发现的注册中心
Monitor	统计服务的调用次数和调用时间的监控中心
Container	服务运行容器

其中，注册中心Registry和监控中心Monitor都是可选的，所以，我们下文先简单实现dubbo（点对点传输数据）

复制<dependency>
    <groupId>com.starsone</groupId>
    <artifactId>dubbo-api</artifactId>
    <version>0.0.1</version>
</dependency>

dubbo简单实现

项目说明：
项目基于spring boot，分为三个部分，api，consumer和provider

• api主要是用来声明一些服务的接口（maven项目）
• provider则是对服务接口的具体实现（spring boot项目，通过maven依赖api项目）
• consumer则是远程调用provider提供的服务接口（spring boot项目，通过maven依赖api），

本质上consumer相当于客户机，而provider相当于客户机

1.新建项目

使用IDEA，建立一个空白的项目，之后新建module

之后IDEA会弹出一个新建module的窗口

依次新建api、provider、cousmer三个module

api选择maven项目，之后填写相关的包名信息直接新建即可（不需要选择具体的maven结构），而另外两个则是spring boot项目，选择spring initializr新建即可，同样，不要勾选其他的依赖，填写好包名相关信息新建即可

2.api项目声明服务接口

在api项目中，我们新建一个CalculatorService接口，里面定义一个add的方法

复制public interface CalculatorService {
    int add(int a,int b);
}

3.配置api项目的依赖

原本，之后的provider和consumer项目都是需要引用dubbo-spring-boot-starter这个依赖，dubbo-spring-boot-starter依赖中已经包含了dubbo依赖，这样就可以不需要写dubbo的依赖了

由于之后我们的provider和consumer项目都是需要引用api这个项目，所以，我们可以把provider和consumer所需要的依赖dubbo-spring-boot-starter添加到api这个项目中

之后的provider和consumer项目也就是依赖了api项目，也成功依赖了dubbo-spring-boot-starter

复制<dependency>
    <groupId>org.apache.dubbo</groupId>
    <artifactId>dubbo-spring-boot-starter</artifactId>
    <version>2.7.5</version>
</dependency>

4.provider和consumer项目引用api项目依赖

由于之前我们创建的api项目是maven项目，所以添加依赖就很简单，在provider和consumer各自的pom.xml添加依赖即可

5.provider实现api中的服务接口

我们在provider项目中新建一个类CalculatorServiceImpl，去实现CalculatorService接口

复制@Service(interfaceName = "calculatorService")
class CalculatorServiceImpl:CalculatorService {
    override fun add(a: Int, b: Int): Int {
        val result = a+b
        println("$a+$b=$result")
        return result
    }
}

注意，这里的Service注解是dubbo包里面的注解，而不是spring中的Service，定义接口名interfaceName为calculatorService，方便之后容器进行查找

6.配置provider项目

我们需要修改spring boot的配置文件，这里我使用yml的形式进行配置，阅读比较舒适

复制spring:
  application:
    name: dubbo-provider-application
dubbo:
  scan:
    #扫描指定包是否包含有dubbo中Service注解的类
    base-packages: com.starsone.provider.service
  protocol:
    name: dubbo #协议，默认为dubbo（其他协议webserovice、Thrift、Hessain、http）
    port: 12345 #端口,默认为20880
  registry:
    address: N/A #不需要注册中心

PS:如果不想在配置文件制定扫描包含有Service注解的类，可以在provider项目中的application类中添加开启dubbo自动扫描的注解@EnableDubbo

provider项目结构图：

7.运行provider

由于我们没有引入注册中心，所以得先运行provider，获得ip地址

之后consumer项目中，才能让springr容器去根据ip地址+端口号去找到对应的实例并自动装载

由输出日志，我们可以看到ip地址

8.consumer获得service对象

复制@Component
class MyRunner:ApplicationRunner {
    @Reference(url ="dubbo://192.168.52.1:12345",interfaceName = "calculatorService" )
    private lateinit var calculatorService: CalculatorService

    override fun run(args: ApplicationArguments?) {
        println(calculatorService.add(5,14))
    }
}

这里，由于是为了简单考虑，没有使用web依赖，所以，使用了ApplicationRunner这个接口进行测试，spring容器在加载完成会自动回调此接口

Reference注解是dubbo中的注解，consumer项目运行之后，consumer中的dubbo就会根据此url和一些其他的信息进行数据的传递，远程调用provider中的服务，之后，provider接收数据并进行处理，返回数据给consumer，是不是有了rpc的感觉？

9.配置consumer及测试

配置的话，只配置了应用的名称

之后，我们运行consumer的application，可以看到结果

同样，在provider项目，也是打印出了consumer项目传递过来的参数

引入注册中心

前面的实现，是没有注册中心的，属于一种直连的方式，但是，实际上，分布式开发，具有多台服务机

客户机应该是向注册中心请求，由注册中心查询当前空闲的服务机，并根据某种策略，选择其中一台服务机，将其ip地址返回给客户机，之后客户机通过ip地址，与该服务机进行连接，进行rpc操作

dubbo框架中，推荐使用ZooKeeper作为注册中心

ZooKeeper是一个分布式的，开放源码的分布式应用程序协调服务，是Google的Chubby一个开源的实现，是Hadoop和Hbase的重要组件。它是一个为分布式应用提供一致性服务的软件，提供的功能包括：配置维护、域名服务、分布式同步、组服务等。

1.下载zookeeper

http://mirror.bit.edu.cn/apache/zookeeper/

注意，这里下载的版本最好与项目中的依赖版本一致

2.导入zookeeper依赖

我们需要修改api项目中的依赖，这样provider和consumer两个项目的依赖也是得以修改

复制<dependency>
    <groupId>org.apache.zookeeper</groupId>
    <artifactId>zookeeper</artifactId>
    <version>3.4.14</version>
    <exclusions>
        <exclusion>
            <groupId>org.slf4j</groupId>
            <artifactId>slf4j-log4j12</artifactId>
        </exclusion>
        <exclusion>
            <groupId>log4j</groupId>
            <artifactId>log4j</artifactId>
        </exclusion>
        <exclusion>
            <groupId>io.netty</groupId>
            <artifactId>netty</artifactId>
        </exclusion>
    </exclusions>
</dependency>

<!-- Zookeeper客户端 -->
<dependency>
    <groupId>org.apache.curator</groupId>
    <artifactId>curator-recipes</artifactId>
    <version>4.2.0</version>
</dependency>

3.配置provider和consumer的注册中心

provider：

consumer：

4.取消consumer指定url

由于我们使用的是注册中心，所以，不需要指定url了，把Reference注解中的url删掉

5.运行zookeeper

解压下载的zookeeper压缩包，进入到conf目录，把zoo_sample.cfg文件改为zoo.cfg

进入bin目录，点击zkserver.cmd文件，运行zookeeper

6.运行provider和consumer

先运行provider，之后运行consumer，可以看到结果