分布式架构核心RPC原理

Posted 2021-01-16

在应用的迭代演进过程中，随着系统访问量提高，业务复杂度提高，代码复杂度提高，应用逐渐从单体式架构向面向服务的分布式架构转变。RPC（Remote Procedure Call Protocol远程过程调用）是分布式架构的核心，按响应方式分如下两种：

同步调用：客户端调用服务方方法，等待直到服务方返回结果或者超时，再继续自己的操作

异步调用：客户端把消息发送给中间件，不再等待服务端返回，直接继续自己的操作。

同步调用的实现方式有WebService和RMI。Web Service提供的服务是基于web容器的，底层使用http协议，因而适合不同语言异构系统间的调用。RMI实际上是Java语言的RPC实现，允许方法返回 Java 对象以及基本数据类型，适合用于JAVA语言构建的不同系统间的调用。

异步调用的JAVA实现版就是JMS(Java Message Service)，目前开源的的JMS中间件有Apache社区的ActiveMQ和Kafka，另外有阿里的RocketMQ，昨天（2016年11月28日）看到的新闻阿里已经将此组件捐献给Apache社区基金组织。

下面重点对RPC同步调用的原理进行探讨。简单来说一个RPC架构里包含如下4个组件:

1、 客户端(Client)：服务调用方

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打包成网络消息，再通过网络发送给服务方

3、 服务端存根(Server Stub)：接受客户端发送过来的消息并解包，再调用本地服务

4、 服务端(Server)：真正的服务提供者。

这4个组件调用时序图如下：

1、 服务调用方（client）调用以本地调用方式调用服务；

2、 client stub接收到调用后负责将方法、参数等组装成能够进行网络传输的消息体；在Java里就是序列化的过程

3、 client stub找到服务地址，并将消息通过网络发送到服务端；

4、 server stub收到消息后进行解码,在Java里就是反序列化的过程；

5、 server stub根据解码结果调用本地的服务；

6、 本地服务执行处理逻辑；

7、 本地服务将结果返回给server stub；

8、 server stub将返回结果打包成消息，Java里的序列化；

9、 server stub将打包后的消息通过网络并发送至消费方

10、 client stub接收到消息，并进行解码, Java里的反序列化；

11、 服务调用方（client）得到最终结果。

RPC框架的目标就是把2-10步封装起来，把调用、编码/解码的过程封装起来，让用户像调用本地服务一样的调用远程服务。要做到对客户端（调用方）透明化服务， RPC框架需要考虑解决如下问题：

1、 服务端提供的服务如何发布，客户端如何发现服务；

2、 如何对请求对象和返回结果进行序列化和反序列化；

3、 如何更高效进行网络通信。

以上问题在一些开源的RPC框架里都有比较好的解决，如阿里的Dubbo，Facebook的Thrift。有兴趣的同学可以对这两个框架进行深入学习研究。

RPC是每个分布式应用的必用之术，本文只是进行了一个粗略的描述，希望能对大家所有帮助，抛砖引玉，引起更多人对底层技术实现的兴趣。

欢迎工作一到五年的Java工程师朋友们加入Java架构开发：855801563

群内提供免费的Java架构学习资料（里面有高可用、高并发、高性能及分布式、Jvm性能调优、Spring源码，MyBatis，Netty,Redis,Kafka,mysql,Zookeeper,Tomcat,Docker,Dubbo,nginx等多个知识点的架构资料）合理利用自己每一分每一秒的时间来学习提升自己，不要再用"没有时间“来掩饰自己思想上的懒惰！趁年轻，使劲拼，给未来的自己一个交代