RPC远程服务调用详解和gRPC简介

RPC (Remote Procedure Call)是远程过程调用,比如说现在有两台服务器A, B,一个在A服务器上的应用想要调用B服务器上的应用提供的某个,由于不在两个方法不在一个内存空间,不能直接调用,需要通过网络表达调用的语义和传达调用的数据。常存在于分布式系统中。

在分布式计算,远程过程调用(RPC)是一个计算机通信协议。该协议允许运行于一台计算机的程序调用另一个地址空间(通常为一个开放网络的一台计算机)的子程序,而程序员就像调用本地程序一样,无需额外地为这个交互作用编程(无需关注细节)。RPC是一种服务器-客户端(Client/Server)模式,经典实现是一个通过发送请求-接受回应进行信息交互的系统。

为何有http协议之后,还要RPC调用?

RPC跟HTTP不是对立面,RPC中可以使用HTTP作为通讯协议。RPC是一种设计、实现框架,通讯协议只是其中一部分。

RPC的本质是提供了一种轻量无感知的跨进程通信的方式,在分布式机器上调用其他方法与本地调用无异(远程调用的过程是透明的,你并不知道这个调用的方法是部署在哪里,通过RPC能够解耦服务)RPC是根据语言的API来定义的,而不是基于网络的应用来定义的,调用更方便,协议私密更安全、内容更小效率更高。

RPC模式分为三层,

①用户和服务器(负责处理业务逻辑,调用本地 Stub)

②Stub处理客户端和服务端约定好的语法、语义的封装和解封装

③RPCRuntime负责最底层的网络传输

简单的说,RPC就是从一台机器(客户端)上通过参数传递的方式调用另一台机器(服务器)上的一个函数或方法(可以统称为服务)并得到返回的结果。

RPC架构组件:

一个基本的RPC架构里面应该至少包含以下4个组件:

1 客户端Client:服务调用方(服务消费者)

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数据信息打包成网络消 息,再通过网络传输发送给服务端

3 服务端存根Server Stub:接收客户端发送过来的请求消息并进行解包,然后再调用本地服务进行处理

4 服务端Server:服务的真正提供者

具体调用过程:

1 服务消费者(client客户端)通过调用本地服务的方式调用需要消费的服务;

2 客户端存根(client stub)接收到调用请求后负责将方法、入参等信息序列化(组装)成能够进行网络传输的消息体;

3 客户端存根(client stub)找到远程的服务地址,并且将消息通过网络发送给服务端;

4 服务端存根(server stub)收到消息后进行解码(反序列化操作);

5 服务端存根(server stub)根据解码结果调用本地的服务进行相关处理;

6 本地服务执行具体业务逻辑并将处理结果返回给服务端存根( server stub );

7 服务端存根(server stub)将返回结果重新打包成消息(序列化)并通过网络发送至消费方;

8 客户端存根(client stub)接收到消息,并进行解码(反序列化);

9 服务消费方得到最终结果;

而RPC框架的实现目标则是将上面的第2-10步完好地封装起来,也就是把调用、编码/解码的过程给封装起来,让用户感觉上像调用本地服务一样的调用远程服务

RPC解决的三大问题:

①协议约定问题(Stub)指的是怎么规定远程调用的语法,怎么传参数等。用上面的类比,你怎么告诉你的朋友要玩什么游戏?是直接说游戏的名字,王者荣耀,绝地求生,还是说简称,王者,吃鸡,或者用 1 代表王者,2 代表吃鸡,只说 1 或 2。

②传输协议问题(RPCRuntime)指的是在网络发生错误、重传、丢包或者有性能问题时怎么办?用上面的类比,你打电话时,刚说了打什么游戏,但是还没有收到对方回复,电话信号不好断了,这时候怎么处理?

③服务发现问题(插件比如:etcd)指的是如何知道服务端有哪些服务可以调用,从哪个端口访问?服务端可能实现多个远程调用,在不同的进程上,随机监听端口,客户端要怎么才能知道这些端口呢?

gRPC是谷歌开源的一个RPC框架,面向移动和HTTP/2设计,产自 Google,基于ProtoBuf序列化协议进行开发,支持多种语言(Golang、Python、Java等)。因为gRPC 对HTTP/2 协议的支持使其在 Android、IOS 等客户端后端服务的开发领域具有良好的前景。gRPC 提供了一种简单的方法来定义服务,同时客户端可以充分利用 HTTP/2 stream 的特性,从而有助于节省带宽、降低 TCP 的连接次数、节省CPU的使用等。

内容交换格式采用ProtoBuf(Google Protocol Buffers),开源已久,提供了一种灵活、高效、自动序列化结构数据的机制,作用与XML,Json类似,但使用二进制,(反)序列化速度快,压缩效率高。

传输协议 采用http2,性能比http1.1好了很多

和很多RPC系统一样,服务端负责实现定义好的接口并处理客户端的请求,客户端根据接口描述直接调用需要的服务。客户端和服务端可以分别使用gPRC支持的不同语言实现。

rpc是一种协议,grpc是基于rpc协议实现的一种框架。

grpc的解决rpc三大问题:

①协议约定。gRPC 的协议是 Protocol Buffers,是一种压缩率极高的序列化协议,Google 在 2008 年开源了 Protocol Buffers,支持多种编程语言,所以gRPC支持客户端与服务端可以用不同语言实现。

②传输协议。gRPC的数据传输用的是Netty Channel,Netty是一个高效的基于异步IO的网络传输架构。Netty Channel中,每个gRPC 请求封装成 HTTP 2.0的Stream。

③服务发现。gRPC本身没有提供服务发现的机制,需要通过其他组件.

grpc是一种实现了rpc协议的框架,并且分别通过protocol buffer、netty channel以及服务发现组件解决rpc的协议约定、传输协议、服务发现三大问题。

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