rpc原理与应用

  • IPC和RPC?

RPC

RPCR emote P rocedure C all),又叫做远程过程调用 。它本身并不是一个具体的协议,而是一种调用方式

gRPC 是 Google 最近公布的开源软件,基于最新的 HTTP2.0 协议,并支持常见的众多编程语言。

HTTP2.0 是基于二进制的 HTTP 协议升级版本,目前各大浏览器都在快马加鞭的加以支持。

这个 RPC 框架是基于 HTTP 协议实现的,底层使用到了 Netty 框架的支持。

Dubbo 是阿里集团开源的一个极为出名的 RPC 框架,在很多互联网公司和企业应用中广泛使用。协议和序列化框架都可以插拔是及其鲜明的特色。

同样的远程接口是基于 Java Interface,并且依托于 Spring 框架方便开发。可以方便的打包成单一文件,独立进程运行,和现在的微服务概念一致。

Thrift 是 Facebook 的一个开源项目,主要是一个跨语言的服务开发框架。它有一个代码生成器来对它所定义的 IDL 定义文件自动生成服务代码框架。

用户只要在其之前进行二次开发就行,对于底层的 RPC 通讯等都是透明的。不过这个对于用户来说的话需要学习特定领域语言这个特性,还是有一定成本的。

什么是RPC

RPC【Remote Procedure Call】是指远程过程调用,是一种进程间通信方式,他是一种技术的思想,而不是规范。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。即程序员无论是调用本地的还是远程的函数,本质上编写的调用代码基本相同。

也就是说两台服务器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/方法,由于不在一个内存空间,不能直接调用,需要通过网络来表达调用的语义和传达调用的数据。为什么要用RPC呢?就是无法在一个进程内,甚至一个计算机内通过本地调用的方式完成的需求,比如不同的系统间的通讯,甚至不同的组织间的通讯,由于计算能力需要横向扩展,需要在多台机器组成的集群上部署应用。RPC就是要像调用本地的函数一样去调远程函数;

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RPC基本原理

stub可以理解为存根

  • **客户端存根,**存放服务端的地址消息,再将客户端的请求参数打包成网络消息,然后通过网络远程发送给服务方。
  • 服务端存根,接收客户端发送过来的消息,将消息解包,并调用本地的方法。

一般包括客户端、服务器端、服务注册中心

**◎客户端存根:**用于存放服务器端的地址信息,将客户端的请求参数等信息打包成网络消息,再通过网络传输发送给服务器端。

**◎服务器端存根:**接收客户端发送过来的请求消息并解包,然后调用本地服务处理。

存根之间通过网络传输

同步调用和异步调用

这个过程有点类似于 Java 中的 Callable 和 Runnable 接口,我们进行异步执行的时候,如果需要知道执行的结果,就可以使用 Callable 接口,并且可以通过 Future 类获取到异步执行的结果信息。并提前写上对结果的操作逻辑。

如果不关心执行的结果,直接使用 Runnable 接口就可以了,因为它不返回结果,当然啦,Callable 也是可以的,我们不去获取 Future 就可以了。

步骤解析:

RPC两个核心模块:通讯,序列化。

RPC主要基于TCP/IP

IDL:接口描述语言

调用方法=方法名+参数+返回值

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。

gRPC

gRPC 是 Google 最近公布的开源软件,基于最新的 HTTP2.0 协议,并支持常见的众多编程语言。底层使用到了 Netty 框架的支持。

服务端:

监听端口,注册服务,启动服务器

客户端:

调用函数,传参数,接收返回值

客户端只有接口,用动态代理的方式实例化接口,在invoke方法中获取方法名等信息发给服务端

proto文件(IDL)

框架:

自定义RPC协议

header+body

RPC IO 优化

任何服务都是类似的,大量请求过来时,得用线程池、异步、协程等各种手段优化,提高并发,从而提高吞吐,减小延迟。

有的 RPC 框架能解决这些问题,比如有些 RPC 框架内置协程模型,支持 M 比 N 模型、协程窃取等等。如果 RPC 框架不管,就需要用额外的线程池库、异步库(promise、future)、协程库来手动控制请求的执行流并发执行。

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