浅谈RPC

一、RPC概念

RPC(Remote Procedure Call):远程过程调用,它是一种通过网络从远程计算机程序上请求服务,而不需要了解底层网络技术的思想。

RPC 是一种技术思想而非一种规范或协议,常见 RPC 技术和框架有:

二、目前流行的开源 RPC 框架

应用级的服务框架:阿里的 Dubbo/Dubbox、Google gRPC、Spring Boot/Spring Cloud。
远程通信协议:RMI、Socket、SOAP(HTTP XML)、REST(HTTP JSON)。
通信框架:MINA 和 Netty。
Facebook 的 Thrift、Twitter 的 Finagle 等。

重点介绍三种:

  • Dubbo:国内最早开源的 RPC 框架,极为出名,由阿里巴巴公司开发并于 2011 年末对外开源,仅支持 Java 语言。协议和序列化框架都可以插拔是极其鲜明的特色。
  • gRPC:Google 于 2015 年对外开源的跨语言 RPC 框架,支持多种语言。RPC 框架是基于 HTTP 协议实现的,底层使用到了 Netty 框架的支持。
  • Thrift:最初是由 Facebook 的开源 RPC 框架,主要是一个跨语言的服务开发框架,2007 年贡献给了 Apache 基金,成为 Apache 开源项目之一,支持多种语言。用户只要在其之上进行二次开发就行,应用对于底层的 RPC 通讯等都是透明的。不过这个对于用户来说需要学习特定领域语言这个特性,还是有一定成本的。

Motan:新浪微博内部使用的 RPC 框架,于 2016 年对外开源,仅支持 Java 语言;
Tars:腾讯内部使用的 RPC 框架,于 2017 年对外开源,仅支持 C++ 语言;
Spring Cloud:国外 Pivotal 公司 2014 年对外开源的 RPC 框架,仅支持 Java 语言;

三、RPC 框架的重要组成

一个 RPC 的核心功能主要有 5 个部分组成,分别是:客户端、客户端 Stub、网络传输模块、服务端 Stub、服务端等:

  • 客户端(Client):服务调用方。
  • 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。
  • 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。
  • 服务端(Server):服务的真正提供者。
  • Network Service:底层传输,可以是 TCP 或 HTTP。


四、RPC 框架实现

1、RPC调用流程:

(1). 服务消费方(client)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 反射调用 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。

2、RPC 框架实现需要使用到的技术

1)服务注册中心(寻址)

服务发现与注册的核心是,服务启动时,将服务名称和服务地址写入到配置中心,客户端调用的时候,先从服务注册中心读取去查询对方服务都有哪些实例,所要调用服务的服务器地址,如果有多个,进一步处理负载均衡问题,连接服务器并调用。

Dubbo 的服务注册中心是可以配置的,官方推荐使用 Zookeeper。

2)动态代理问题

服务调用者用的服务实际是远程服务的本地代理,其实就是通过动态代理来实现。Java里至少提供了两种方式来提供动态代码生成,一种是jdk动态代理,另一种是字节码生成,动态代理相比字节码生成使用起来更方便,但动态代理方式在性能上比字节码要差,而字节码生成在代码可读性上要差很多。

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。

3)序列化问题

客户端怎么把参数值传给远程的函数呢?在本地调用中,我们只需要把参数压到栈里,然后让函数自己去栈里读就行。但是在远程过程调用时,客户端跟服务端是不同的进程,不能通过内存来传递参数。这时候就需要客户端把参数先转成一个字节流,传给服务端后,再把字节流转成自己能读取的格式。只有二进制数据才能在网络中传输,序列化和反序列化的定义是:

  • 将对象转换成二进制流的过程叫做序列化
  • 将二进制流转换成对象的过程叫做反序列化

这个过程叫序列化和反序列化。同理,从服务端返回的值也需要序列化反序列化的过程。

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

4)网络通讯问题(NIO )

所有的数据都需要通过网络传输,因此就需要有一个网络传输层。因此,它所使用的协议其实是不限的,能完成传输就行,在 RPC 中可选的网络传输方式有多种,可以选择 TCP 协议、UDP 协议、HTTP 协议。

尽管大部分 RPC 框架都使用 TCP 协议,但其实 UDP 也可以,而 gRPC 干脆就用了 HTTP2。可以自己写 Socket,或者用 Asio,ZeroMQ,Netty 之类。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。

RPC 主要用于公司内部的服务调用,性能消耗低,传输效率高,实现复杂。
HTTP 主要用于对外的异构环境,浏览器接口调用,App 接口调用,第三方接口调用等。
RPC 使用场景(大型的网站,内部子系统较多、接口非常多的情况下适合使用 RPC):
长链接。不必每次通信都要像 HTTP 一样去 3 次握手,减少了网络开销。
注册发布机制。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。
安全性,没有暴露资源操作。
微服务支持。就是最近流行的服务化架构、服务化治理,RPC 框架是一个强力的支撑。

©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 214,444评论 6 496
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 91,421评论 3 389
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 160,036评论 0 349
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 57,363评论 1 288
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 66,460评论 6 386
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 50,502评论 1 292
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 39,511评论 3 412
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 38,280评论 0 270
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 44,736评论 1 307
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 37,014评论 2 328
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 39,190评论 1 342
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 34,848评论 5 338
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 40,531评论 3 322
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 31,159评论 0 21
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 32,411评论 1 268
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 47,067评论 2 365
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 44,078评论 2 352

推荐阅读更多精彩内容