RPC 框架通信原理

RPC是指远程过程调用,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;

比如说,一个方法可能是这样定义的:
Employee getEmployeeByName(String fullName)
那么:

  • 首先,要解决通讯的问题,主要是通过在客户端和服务器之间建立TCP连接,远程过程调用的所有交换的数据都在这个连接里传输。连接可以是按需连接,调用结束后就断掉,也可以是长连接,多个远程过程调用共享同一个连接。
  • 第二,要解决寻址的问题,也就是说,A服务器上的应用怎么告诉底层的RPC框架,如何连接到B服务器(如主机或IP地址)以及特定的端口,方法的名称名称是什么,这样才能完成调用。比如基于Web服务协议栈的RPC,就要提供一个endpoint URI,或者是从UDDI服务上查找。如果是RMI调用的话,还需要一个RMI Registry来注册服务的地址。
  • 第三,当A服务器上的应用发起远程过程调用时,方法的参数需要通过底层的网络协议如TCP传递到B服务器,由于网络协议是基于二进制的,内存中的参数的值要序列化成二进制的形式,也就是序列化(Serialize)或编组(marshal),通过寻址和传输将序列化的二进制发送给B服务器。
  • 第四,B服务器收到请求后,需要对参数进行反序列化(序列化的逆操作),恢复为内存中的表达方式,然后找到对应的方法(寻址的一部分)进行本地调用,然后得到返回值。
  • 第五,返回值还要发送回服务器A上的应用,也要经过序列化的方式发送,服务器A接到后,再反序列化,恢复为内存中的表达方式,交给A服务器上的应用
    为什么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是系统间的一种通信方式,系统间常用的通信方式还有http,webservice,rpc等,一般来讲rpc比http和webservice性能高一些,常见的RPC框架有:thrift,Finagle,dubbo,grpc,json-rpc等。
一个通用的网络RPC框架,它应该包括如下功能:
1.具有服务的分层设计,借鉴Future/Service/Filter概念
2.具有网络的分层设计,区分协议层、数据层、传输层、连接层
3.独立的可适配的codec层,可以灵活增加HTTP,Memcache,Redis,MySQL/JDBC,Thrift等协议的支持。
4.将多年各种远程调用High availability的经验融入在实现中,如负载均衡,failover,多副本策略,开关降级等。
5.通用的远程调用实现,采用async方式来减少业务服务的开销,并通过future分离远程调用与数据流程的关注。
6.具有状态查看及统计功能
7.当然,最终要的是,具备以下通用的远程容错处理能力,超时、重试、负载均衡、failover……QiuRPC是一个采用JAVA实现的小巧的RPC框架,一共3K多行代码,已在github开源出来,项目地址为:GitHub – i1see1you/QiuRPC: 一个简单的RPC框架,实现了RPC的基本功能,开发者也可以自定义扩展,可以供大家学习探讨或者在小项目中使用,目前QiuRPC具有如下特点:
1. 服务端基于注解,启动时自动扫描所有RPC实现,基本零配置
2. 客户端实现Filter机制,可以自定义Filter
3. 基于netty的Reactor IO多路复用网络模型
4. 数据层提供protobuff和hessian的实现,可以扩展ISerializer接口自定义实现其他
5. 负载均衡算法采用最少活跃调用数算法,可以扩展ILoadBlance接口自定义实现其他
6. 客户端支持服务的同步或异步调用

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