RPC原理及实现

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了RPC原理及实现相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

一、什么是RPC

RPC 的全称是 Remote Procedure Call 是一种进程间通信方式。它允许程序调用另一个地址空间(通常是共享网络的另一台机器上)的过程或函数,而不用程序员显式编码这个远程调用的细节。即无论是调用本地接口/服务的还是远程的接口/服务,本质上编写的调用代码基本相同。

比如两台服务器A,B,一个应用部署在A服务器上,想要调用B服务器上应用提供的函数或者方法,由于不在一个内存空间,不能直接调用,这时候需要通过--就可以应用RPC框架的实现来解决。

RPC 会隐藏底层的通讯细节(不需要直接处理Socket通讯或Http通讯)

RPC 是一个请求响应模型。客户端发起请求,服务器返回响应(类似于Http的工作方式)

RPC 在使用形式上像调用本地函数(或方法)一样去调用远程的函数(或方法)。

二、常见RPC框架

几种比较典型的RPC的实现和调用框架。

(1)RMI实现,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)THRIFT是一种可伸缩的跨语言服务的软件框架。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。

三、RPC框架实现原理

在RPC框架中主要有三个角色:Provider(供应商)、Consumer(消费者)和Registry(登记处)。如下图所示:

技术图片

 

节点角色说明:

* Server: 暴露服务的服务提供方。

* Client: 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。

四、RPC调用流程

RPC基本流程图:

技术图片

 

一次完整的RPC调用流程(同步调用,异步另说)如下:

1)服务消费方(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;

3)client stub找到服务地址,并将消息发送到服务端;

4)server stub收到消息后进行解码;

5)server stub根据解码结果调用本地的服务;

6)本地服务执行并将结果返回给server stub;

7)server stub将返回结果打包成消息并发送至消费方;

8)client stub接收到消息,并进行解码;

9)服务消费方得到最终结果。

RPC框架的目标就是要2~8这些步骤都封装起来,让用户对这些细节透明。

五、服务注册&发现

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服务提供者启动后主动向注册中心注册机器ip、port以及提供的服务列表;

服务消费者启动时向注册中心获取服务提供方地址列表,可实现软负载均衡和Failover;

六 、使用到的技术

1、动态代理

生成 client stub和server stub需要用到 Java 动态代理技术 ,我们可以使用JDK原生的动态代理机制,可以使用一些开源字节码工具框架 如:CgLib、Javassist等。

2、序列化

为了能在网络上传输和接收 Java对象,我们需要对它进行 序列化和反序列化操作。

* 序列化:将Java对象转换成byte[]的过程,也就是编码的过程;

* 反序列化:将byte[]转换成Java对象的过程;

可以使用Java原生的序列化机制,但是效率非常低,推荐使用一些开源的、成熟的序列化技术,例如:protobuf、Thrift、hessian、Kryo、Msgpack

关于序列化工具性能比较可以参考:jvm-serializers

3、NIO

当前很多RPC框架都直接基于netty这一IO通信框架,比如阿里巴巴的HSF、dubbo,Hadoop Avro,推荐使用Netty 作为底层通信框架。

4、服务注册中心

可选技术:

* Redis

* Zookeeper

* Consul

* Etcd

以上是关于RPC原理及实现的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

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