什么是RPC
RPC把网络交互类比为“client访问server上的函数”:client向server发送request后开始等待,直到server收到、处理、回复client后,client又再度恢复并根据response做出反应。RPC既能解决大部分网络访问,又能隔离更低层的网络细节。简单来说,就是像访问本地方法一样去访问远程服务器上的方法,那么我们下面看下为什么要用RPC。
RPC的实现原理
在远程调用时,我们需要执行的函数体是在远程的机器上的,也就是说,Multiply是在另一个进程中执行的。这就带来了几个新问题:
Call ID映射。我们怎么告诉远程机器我们要调用Multiply,而不是Add或者FooBar呢?在本地调用中,函数体是直接通过函数指针来指定的,我们调用Multiply,编译器就自动帮我们调用它相应的函数指针。但是在远程调用中,函数指针是不行的,因为两个进程的地址空间是完全不一样的。所以,在RPC中,所有的函数都必须有自己的一个ID。这个ID在所有进程中都是唯一确定的。客户端在做远程过程调用时,必须附上这个ID。然后我们还需要在客户端和服务端分别维护一个 {函数 <--> Call ID} 的对应表。两者的表不一定需要完全相同,但相同的函数对应的Call ID必须相同。当客户端需要进行远程调用时,它就查一下这个表,找出相应的Call ID,然后把它传给服务端,服务端也通过查表,来确定客户端需要调用的函数,然后执行相应函数的代码。
序列化和反序列化。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。甚至有时候客户端和服务端使用的都不是同一种语言(比如服务端用C++,客户端用Java或者Python)。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。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。
网络传输。远程调用往往用在网络上,客户端和服务端是通过网络连接的。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。网络传输层需要把Call ID和序列化后的参数字节流传给服务端,然后再把序列化后的调用结果传回客户端。只要能完成这两者的,都可以作为传输层使用。因此,它所使用的协议其实是不限的,能完成传输就行。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。Java的Netty也属于这层的东西。
所以,要实现一个RPC框架,其实只需要把以上三点实现了就基本完成了。
Call ID映射可以直接使用函数字符串,也可以使用整数ID。映射表一般就是一个哈希表。
序列化反序列化可以自己写,也可以使用Protobuf或者FlatBuffers之类的。
网络传输库可以自己写socket,或者用asio,ZeroMQ,Netty之类。
为什么要使用RPC
http接口是在接口不多、系统与系统交互较少的情况下,解决信息孤岛初期常使用的一种通信手段;
优点就是简单、直接、开发方便。利用现成的http协议进行传输。
但是如果是一个大型的网站,内部子系统较多、接口非常多的情况下,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。
再次就是安全性。
最后,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
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