分布式【RPC 常见面试题】

一、注册中心

策略：服务注册原理、注册中心结构、zookeeper的原理、几个注册中心的区别、分布式算法、分布式事务。

项目细节：服务注册、服务发现、服务注销、监听机制

1. 介绍一下服务注册中心怎么做的？

   （1）服务发现：

   • 服务注册/反注册：保存服务提供者和服务调用者的信息
   • 服务订阅/取消订阅：服务调用者订阅服务提供者的信息，最好有实时推送的功能
   • 服务路由（可选）：具有筛选整合服务提供者的能力。

   （2）服务配置（不包括其它无关配置）：

   • 配置订阅：服务提供者和服务调用者订阅微服务相关的配置
   • 配置下发（可选）：主动将配置推送给服务提供者和服务调用者

   （3）服务健康检测

   • 检测服务提供者的健康情况

2. 一个注册中心,至少需要具备哪些条件?

   （项目中RPC服务注册中心需要注意什么?）

   （如果让你设计一个服务注册中心，怎么设计？）

   服务注册接口：服务提供者通过调用服务注册接口来完成服务注册。

   服务反注册接口：服务提供者通过调用服务反注册接口来完成服务注销。

   心跳汇报接口：服务提供者通过调用心跳汇报接口完成节点存活状态上报。

   服务订阅接口：服务消费者通过调用服务订阅接口完成服务订阅，获取可用的服务提供者节点列表。

   服务变更查询接口：服务消费者通过调用服务变更查询接口，获取最新的可用服务节点列表。

   服务查询接口：查询注册中心当前注册了哪些服务信息。

   服务修改接口：修改注册中心中某一服务的信息。

3. 注册中心单机还是分布式的，其中一个挂了怎么办？一致性，可靠性怎么保证的？超时控制，加锁和管道支持并发，单机（考虑了多机情况

4. 常用的服务注册中心, 注册中心的差异

5. 为什么用Zookeeper做注册中心？(优点，与其他选型对比下)

   （使用zookeeper有什么好处？）

   （说一下zookeeper，为什么使用zookeeper，不选其他注册中心？）

   （了解Nacos和Zookeeper的区别吗？）

   （为什么不选择Redis作为注册中心？（zookeeper临时节点自动宕机自动清除））

   （为什么要用Zookeeper（服务注册、发现））

   （Zookeeper和Eureka分别是满足CAP中的哪些）

6. 集群一般有几个节点，为什么？

   5个，宕机后选举要大于一半成为leader。

7. socket过程中发生的系统调用

8. zookeeper服务发现

9. zookeeper服务容灾？zookeeper服务节点挂掉之后，怎么删除它？

   容灾：在集群若干台故障后，整个集群仍然可以对外提供可用的服务。

   一般配置奇数台去构成集群，以避免资源的浪费。

   三机房部署是最常见的、容灾性最好的部署方案。

   删除：使用临时节点，会话失效，节点自动清除。

10. Zookeeper有几种角色？

    群首（leader），追随者（follower），观察者（observer）

11. CAP理论解释下？P是什么？

    • 一致性（Consistency）多个副本之间的数据一致性

    • 可用性（Availability）在合理规定的时间内，是否能返回一个明确的结果。

    • 分区容错性（Partition tolerance）在分区故障下，仍然可以对外提供正常的服务。

      一个分布式系统在以上三个特性中：最多满足其中的两个特性。

12. Zookeeper集群节点宕机了怎么发现剔除的？

    发现：watcher机制

    剔除：临时节点？

13. 服务熔断和服务降级有什么区别？

    **服务熔断：**如果某个目标服务调用慢或者有大量超时，此时，熔断该服务的调用，对于后续调用请求，不在继续调用目标服务，直接返回，快速释放资源。如果目标服务情况好转则恢复调用。

    **服务降级：**当服务器压力剧增的情况下，根据当前业务情况及流量对一些服务和页面有策略的降级，以此释放服务器资源以保证核心任务的正常运行。

14. zookeeper原理？羊群效应，怎么解决，解决之后又有什么问题，又怎么解决，纯粹搞成了循环依赖了。zab协议，具体说来。

    羊群效应：

15. ZAB算法讲一下（讲了ZAB是paxos的改版，Mysql是paxos、redis sentinel是raft、zookeeper是ZAB、ZAB的具体实现）

16. zk的分布式算法zab，如果选举的时候zxid都相同呢？（比较SID）

17. dubbo 怎么注册到zookeeper以及 dubbo 协议，zookeeper协议，

18. zookeeper的节点类型?（持久，临时，顺序）

19. 分布式数据一致性协议都知道哪些（2PC 3PC Paxos）

20. Raft了不了解

21. 分布式事务的几种解决方案（2PC，3PC，TCC，基于消息，然后顺带讲了一下优缺点） 分布式事务的几种方式吧（2pc、3pc、tcc、基于消息）以及区别

22. Zookeeper 是如何保证一致性的？

    zookeeper 的一致性，为了防止单机挂掉，zookeeper维护了一个集群，实现自身的高可用。

    重点回答zookeeper的ZAB协议

    事务的顺序一致性：全局唯一事务ID,ZXID

23. 你知道Zookeeper的分布式锁实现方式吗？（临时节点，如果服务器挂了，锁会自己消失）

24. ZooKeeper的作用？

    项目答：注册中心。

    扩展答：

    1.数据发布/订阅

    2.自动化的DNS服务

    3.数据库复制处理

    4.基于zookeeper分布式系统机器间的通信方式

    5.命名服务

    6.集群管理（监控、控制）

    7.Master选举

    8.分布式锁

    9.分布式队列

25. zookeeper有什么特性，讲一下（临时节点、持久节点、ZAB）

26. 服务下线还有没有别的实现方法（这就算引导了，结合前面的问题，使用临时节点）

27. zookeeper宕机与dubbo直连的情况？

    zookeeper注册中心宕机-->dubbo直连,可以调服务

    zookeeper宕机了，消费者可以通过本地缓存通信调提供者的服务

    现象：zookeeper注册中心宕机，还可以消费dubbo暴露的服务。

    原因：健壮性

    监控中心宕掉不影响使用，只是丢失部分采样数据
    数据库宕掉后，注册中心仍能通过缓存提供服务列表查询，但不能注册新服务
    注册中心对等集群，任意一台宕掉后，将自动切换到另一台
    注册中心全部宕掉后，服务提供者和服务消费者仍能通过本地缓存通讯
    服务提供者无状态，任意一台宕掉后，不影响使用
    服务提供者全部宕掉后，服务消费者应用将无法使用，并无限次重连等待服务提供者恢复
    

28. 任何一个请求(流量)过来都会打到注册中心么?（不会，第一次会，有本地缓存）

29. 有一大批流量总是被打到一个实例上面,这个实例的兄弟实例分到的流量很少,怎么办?

    (通过合理负载均衡)

30. 有一个实例挂了怎么办?

    （zookeeper心跳检测更新列表并利用watcher机制发给服务消费者）

31. 注册中心怎么进行心跳检测

32. 注册中心对于服务端掉线时怎么处理

    (移出ip链表，发送给服务消费者，等待服务器上线，重新连接)

33. 服务端用的哪个类监听的（ServerSocket）

34. 自己实现的定时器是啥？

35. RPC心跳怎么实现的？

    是服务端给服务注册中心心跳还是服务端给客户端心跳？

    服务调用方怎么知道服务不可用了？

    (zookeeper的心跳检测+更新ip列表+watcher发送给服务调用方)：注册中心发送

    (利用netty的IdleStateHandler实现心跳服务)：客户端给服务端发送PING消息

36. 怎么实现的类似本地调用？

    本地知道类名+服务名，直接调用

37. 如果是你如何设计一个nacos ，rpc如何调用。

38. 如果注册中心服务器宕机怎么保证高可用？

    高可用：通过设置减少系统不能提供服务的时间。

    在zookeeper主要考虑***容灾和扩容***两方面提高高可用。

39. 服务的地址怎么知道？(注册中心)

40. 服务注册信息的拆分要怎么做?

41. 服务注册中心的功能除了放在额外的服务器上实现还能放在哪里？怎么实现?

42. RPC服务注册、服务发现、服务注销怎么做的？

    服务注册怎么进行服务注销监听?

    RPC项目zookeeper怎么实现注册、发现的？（临时节点存储ip+端口+负载均衡策略）

43. 了解过zookeeper的问题吗?

    （崩溃恢复无法提供服务、写的性能瓶颈是一个问题、选举过程速度缓慢、无法进行有效的权限控制）

二、序列化与反序列化以及协议

JSON：

• JSON 进行序列化的额外空间开销比较大，对于大数据量服务这意味着需要巨大的内存和磁盘开销；
• JSON 没有类型，但像 Java 这种强类型语言，需要通过反射统一解决，所以性能不会太好（比如反序列化时先反序列化为String类，要自己通过反射还原）。

Kryo：

• 使用变长的int和long保证这种基本数据类型序列化后尽量小
• 需要传入完整类名或者利用 register() 提前将类注册到Kryo上，其类与一个int型的ID相关联，序列中只存放这个ID，因此序列体积就更小
• 不是线程安全的，要通过ThreadLocal或者创建Kryo线程池来保证线程安全
• 不需要实现Serializable接口
• 字段增、减，序列化和反序列化时无法兼容
• 必须拥有无参构造函数

Hessian：

• 使用固定长度存储int和long
• 将所有类字段信息都放入序列化字节数组中，直接利用字节数组进行反序列化，不需要其他参与，因为存的东西多处理速度就会慢点。
• 把复杂对象的所有属性存储在一个Map中进行序列化。所以在父类、子类存在同名成员变量的情况下，Hessian序列化时，先序列化子类，然后序列化父类，因此反序列化结果会导致子类同名成员变量被父类的值覆盖
• 需要实现Serializable接口
• 兼容字段增、减，序列化和反序列化
• 必须拥有无参构造函数
• Java 里面一些常见对象的类型不支持，比如：
  • Linked 系列，LinkedHashMap、LinkedHashSet 等；
  • Locale 类，可以通过扩展 ContextSerializerFactory 类修复；
  • Byte/Short 反序列化的时候变成 Integer。

Protobuf：

• 序列化后体积相比 JSON、Hessian 小很多
• IDL 能清晰地描述语义，所以足以帮助并保证应用程序之间的类型不会丢失，无需类似XML 解析器；
• 序列化反序列化速度很快，不需要通过反射获取类型；
• 打包生成二进制流
• 预编译过程不是必须的

策略：几个序列化协议的区别以及优缺点、Kryo的原理和安全性、两个接口区别。

项目细节：在项目怎么定义序列化协议，怎么定义序列化相关的类以及项目序列化的细节，

1. 序列化和反序列化有什么作用

   （1）实现了数据的持久化 ：永久性保存对象，保存对象的字节序列到本地文件或者数据库中；

   （2）序列化实现远程通 ：通过序列化以字节流的形式使对象在网络中进行传递和接收；

   （3）通过序列化在进程间传递对象；

2. Serializable和Externalizable懂吗？（不知道Externalizable）

   1、Serializable序列化时不会调用默认的构造器，而Externalizable序列化时会调用默认构造器的！

   2、Serializable：一个对象想要被序列化，它的类就要实现 此接口，这个对象的所有属性都可以被序列化和反序列化来保存、传递。

   Externalizable：自定义序列化可以控制序列化的过程和决定哪些属性不被序列化。

   3、使用Externalizable时，必须按照写入时的确切顺序读取所有字段状态。否则会产生异常。

3. serializable关键字的作用（实现原理）？几种序列化协议？ProtoBuff的优点？

4. 序列化传输？

5. 有没有阅读过序列化（Java Serialization、Fastjson）之后的数据

6. RPC 不同序列化协议了解吗？优缺点是？各种序列号协议的特点？序列化方式有哪几个，区别是什么，自己写过吗？

   优点	缺点
   Kryo	速度快，序列化后体积小	跨语言支持较复杂
   Hessian	默认支持跨语言	较慢
   Protostuff	速度快，基于protobuf	需静态编译
   Protostuff-Runtime	无需静态编译，但序列化前需预先传入schema	不支持无默认构造函数的类，反序列化时需用户自己初始化序列化后的对象，其只负责将该对象进行赋值
   Java	使用方便，可序列化所有类	速度慢，占空间

7. 为什么选用ProtoBuff？

8. 为什么选KRYO序列化？（面试官提示了压缩)，java 的压缩算法

9. 序列化怎么做的（序列化怎么实现）？Kryo原理了解吗？

10. 你说到你自定义了一个简单协议，自定义的协议头里包括哪些内容，多少字节，各自的作用是什么（魔数，消息长度，请求id，消息类型）

11. 由RPC项目问到了序列化反序列化，问到了对象有一个属性是对象引用，怎么序列化。

12. 如何实现编解码及序列化？

13. 那你这个序列化还是针对Java语言的，如何实现跨语言的序列化或者RPC框架？

    Java

    RPC框架要想跨语言，本质是在解决序列化/反序列化的跨语言问题

三、Netty

策略：BIO、NIO、AIO三者区别

1.TCP 的粘包的概念是对的吗（面试官：TCP 是面向字节流的，所以这个概念本身是一个伪概念，本身就是可以粘的。但是这种现象还是要解决的）

1. 简述AIO、BIO、NIO的具体使用、区别及原理

2. BIO，NIO，AIO的痛点，怎么优化?

3. IO/NIO/AIO区别？介绍Reactor，介绍Proactor？

   为什么BIO比NIO性能差？简单讲讲区别？

   假设有100个连接，采用NIO的方式要服务端要分配几个线程，采用BIO的方式呢？

   为啥要用异步IO不用多线程，不是一样可以加速吗？

4. 说说你对Netty的认识？

5. NIO中Channel的作用

6. NIO的设计架构？JDK中NIO有哪些重要组件？

7. 为什么选用Netty来做通信框架？还知道其他网络通信框架？

8. Netty怎么实现高性能的？Netty高性能主要依赖了哪些特性？Netty为什么快（基于NIO+零拷贝）Netty为啥效率高（零拷贝，线程模型）

9. netty bytebuf工作原理，和NIO里buffer区别？

10. 除了Netty还知道哪些网络传输框架吗？

11. 为什么大多数rpc框架都用netty（聊了下Netty的特点）？你为什么会用到Netty?

12. 同步、异步调用方式的具体实现

13. Netty使用场景

14. Netty的线程模型

15. RPC过程网络上发生了什么

16. RPC多个请求是在一个连接完成的吗

17. Netty服务调用如何变成同步的？（不知道）（回答netty中的Reactor模型）

    Netty异步编程怎么做的？

18. 基于Netty实现通信，使用了哪些TCP优化参数？

    你说网络通信使用的Netty，你都通过那些设置对Netty进行过调优（我表示Netty的bootstrap的option设置基本都是模仿Netty官方案例搞的，然后他问了我backlog是什么意思）

19. tcp粘包

    粘包半包怎么解决的（LineBased和LengthBased,我是用的是LineBased）

    为什么要使用LineBased，怎么分割的（/r/n，当时没有考虑太多，觉得这个比较简单）

20. Netty解决粘包的几种方式

    Netty 拆包粘包的实质，Netty线程池中的线程建立连接之后，这条连接是不是始终于这个请求，对于Netty来说是不是只占用服务端的一个套接字，了解zero copy嘛

    项目中如何解决粘包、拆包的问题（基于字符或者基于长度）

    你这个报文传输的时候会不会遇到报文粘连的情况？如何解决？

21. Netty底层原理

22. Netty中的select过程

23. 零拷贝讲讲（mmap优化，sendfile）

24. Netty的两个线程池，为什么两个，有什么区别，具体说来。

    Netty初始化的时候需要初始化两个线程池，你能简单说一说吗？

25. 怎么实现保持长连接的（Netty保证的，应该是使用了TCP的长连接特性）

26. 如何实现心跳保持（IDLE编解码器监听事件）

27. 多少个线程，为什么这么设置？（netty自带的，默认CPU*2）

四、负载均衡

策略：负载均衡算法（四种）、负载均衡器设置、负载均衡作用

项目实现：

1. 项目中负载均衡怎么实现的（看项目代码）

   怎么实现负载均衡策略的（我只做了最简单的轮询、加权、随机，通过在zookeeper中配置，然后将引用按照权重将Channel的引用加入到一个List当中）

先设置一个负载均衡接口LoadBalancer，然后用继承接口得到轮询、随机两个类，然后在NacosServiceDiscovery设置一个loadBalancer属性及它的函数，

在SocketTestClient的创建client时传入loadBalancer参数到SocketClient类中，serviceDiscovery

测试类中

SocketClient client = new SocketClient(CommonSerializer.KRYO_SERIALIZER, new RoundRobinLoadBalancer());

构造函数

serviceDiscovery = new NacosServiceDiscovery(loadBalancer);

NacosServiceDiscovery中

public NacosServiceDiscovery(LoadBalancer loadBalancer){
if (loadBalancer == null){
this.loadBalancer = new RandomLoadBalancer();
}else {this.loadBalancer = loadBalancer;}}

lookupService方法调用

Instance instance = loadBalancer.select(instances);

1. 项目中负载均衡算法用到那些

   轮询、随机

2. 解释一下什么是负载均衡？

   指将负载（工作任务）进行平衡、分摊到多个操作单元上进行运行

   之后结合算法回答

负载均衡了解哪些(dubbo的四种策略说了下（轮询、随机、一致性哈希、最小活跃数）

(1) RandomLoadBalance:随机负载均衡。随机的选择一个。是Dubbo的默认负载均衡策略(Dubbo 中的随机负载是按照权重设置随机概率)。

(2) RoundRobinLoadBalance:轮询负载均衡。轮询选择一个(Dubbo中有权重的概念，按公约后的权重设置轮询比率)。

问题：存在慢的提供者请求的问题，比如：第二胎机器很慢，但没挂，当请求调到第二台时就卡在那，久而久之，所有请求都卡在调到第二台上

(3) LeastActiveLoadBalance:最少活跃调用数，相同活跃数的随机。活跃数指调用前后计数差。

好处：使慢的 Provider 收到更少请求，因为越慢的 Provider 的调用前后计数差会越大。

(4) ConsistentHashLoadBalance:一致性哈希负载均衡。一致性hash：添加删除机器前后映射关系一致，当然，不是严格一致。实现的关键是环形Hash空间。将数据和机器都hash到环上，数据映射到顺时针离自己最近的机器中。

好处：当某一台提供者挂时，原本该发往该提供者的请求，基于虚拟节点，平摊到其他提供者，不会引起剧烈变动
4. RPC调用中使用随机算法和轮转算法做负载均衡的优缺点

优点：实现简单，水平扩展方便

缺点：因为相同的请求会被落到不同的机器上，浪费内存啊，内存有限，Cache会被淘汰，频繁淘汰，当然使得命中率低下啊。
5. dubbo负载均衡算法，一致性哈希的实现？

1.问简单的话，用4.(4)

2.难的话源码
6. Dubbo为什么推荐基于随机的负载均衡？

1.实现简单，水平扩展方便

2.在一个截面上碰撞的概率高，但调用越大分布越均匀，而且按概率使用权重后也比较均匀，有利于动态调整提供者权重
7. 负载均衡作用

（1）根据集群中每个节点的负载情况将用户请求转发到合适的节点上, 以避免单点压力过大的问题

（2）负载均衡可实现集群高可用及伸缩性

高可用：某个节点故障时，负载均衡器会将用户请求转发到其他节点,从而保证所有服务持续可用.

伸缩性：根据系统整体负载情况，可以很容易地添加或移除节点。
8. 如何设计负载均衡器

负载均衡器工作原理有两大方法：

1. 接收客户端请求，将请求转发给集群中的各台服务器处理，服务器将处理结果返回给负载均衡器，负载均衡器将处理结果转发给相应的客户端。

2. 接收客户端请求，将请求转发给集群中的各台服务器处理，服务器将处理结果直接返回给相应的客户端。

3. 负载均衡如何保证健壮性？

   （采用心跳机制检测宕机节点。）

4. 一个服务可能有多台机器可以调用?（利用负载均衡算法）

五、RPC 和 HTTP

1. RPC 有没有可能会用 HTTP 协议？（有，如 grpc 就是 HTTP2.0）

2. RPC 和 HTTP的对比？为什么要用 RPC？

   1、传输协议：

   RPC：基于HTTP协议，TCP协议

   HTTP：基于HTTP协议

   2、传输效率：

   RPC：(1)使用自定义的TCP协议，请求报文体积更小，

   (2)使用HTTP2协议，也可以很好的减小报文体积，提高传输效率

   HTTP：(1)基于http1.1的协议，请求中会包含很多无用的内容，

   (2)基于HTTP2.0，那么简单的封装下可以作为一个RPC来使用，这时标准的RPC框架更多的是服务治理。

   3、性能消耗：

   RPC：可以基于thrift实现高效的二进制传输

   HTTP：大部分是基于JSON实现的，字节大小和序列化耗时都比thrift要更消耗性能

   4、负载均衡：

   RPC：基本自带了负载均衡策略

   HTTP：需要配置Nginx、HAProxy配置

   5、服务治理：（下游服务新增，重启，下线时如何不影响上游调用者）

   RPC：能做到自动通知，不影响上游

   HTTP：需要事先通知，如修改NGINX配置。

3. RPC 传输速度比 HTTP 更快吗？

   不一定，但一般会快。取决于序列化协议和传输协议，

   比如二进制编码肯定比 JSON 节省体积，自定义 tcp 协议/HTTP2.0 比 tcp/HTTP1.1 要快

4. 用的TCP还是HTTP2传输的？

   自己项目、DUBBO：TCP

   grpc：http2.0

5. HTTP 和 RPC 的关系? RPC 和 HTTP 的区别?

6. 为什么spring cloud用的是http

   HTTP Restful本身轻量，易用，适用性强，可以很容易的跨语言，跨平台，或者与已有系统交互，

   目前很多大型项目多语言共存，http是最通用的协议，可以很好地解决跨语言跨平台兼容性

7. 为什么我们要使用RPC而不是使用HTTP？

8. 你这个RPC框架是基于HTTP请求的吗？

   不是，基于TCP

9. RPC 是用的时候连一次，还是连一次后就长连接？

   自己的RPC是长连接（Netty 中提供了 IdleStateHandler 类专门用于处理心跳，所以是长连接

   没有这个，默认一般是短连接）

   （这个被问过好几次，我猜是长连接，有大佬知道吗）