什么是RPC?

RPC（Remote Procedure Call）- 远程过程调用。它是一种通过网络从远程计算机上请求服务，而不需要了解底层网络协议的技术。也就是说两台服务器A和B, 一个部署在A服务器上，想要调用部署在B服务器上的某个服务的某个方法，由于不再同一个内存空间，所以不能直接调用，需要通过网络来表达调用的语义和传输调用的数据。

RPC协议假定某些传输协议的存在，如TCP或UDP, 为通信程序之间携带传输数据。在OSI网络通信模型中， RPC协议跨越了传输层和应用层。RPC使得开发网络分布式多程序在内的应用程序更加方便。现在业界有很多优秀的RPC框架，如Spring Cloud, Dubbo, Thrift等。

RPC起源

RPC这个概念术语起源于上个世纪８０年代，由Bruce Jay Nelson提出。这里我们追溯一下，当时开发RPC的原动机是什么？在Nelson的论文“Implementing Remote Procedure Calls”中他提到以下几点：

简单： RPC概念的语义十分清晰和简单，这样建立分布式计算程序就更容易。
高效：过程调用看起来非常简单和高效。
通用：在单机计算中过程往往是不同算法部分间最重要的通信机制。

通俗一点说，就是大多数程序员对于本地调用很熟悉，那我们吧RPC做成和本地调用完全类似，就很容易被接受，使用起来毫无障碍。

RPC结构

Nelson的论文指出实现RPC的程序包括5个部分：

User
User-stub
RPCRuntime
Server-stub
Server

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这里的user是client端， user想发起一个远程调用时，实际时通过本地调用user-stub。user-stub负责将调用的接口、方法和参数通过约定的协议进行编码并通过本地的RPCRuntime传输给远端的实例。远端RPCRuntime收到请求后交给server-stub进行解码后，发起本地端调用，调用结果再返回给user端。

以上是粗粒度的RPC实现概念结构，接下来我们进一步细化它应该由哪些结构组成，如下图所示：

image.png

RPC服务方通过RpcServer去导出（export）远程接口方法，而客户端通过RpcClient去导入（import）远程接口方法。

RPC客户端像调用本地接口方法一样去调用远程接口方法， RPC框架提供接口的代理实现，实际的调用将委托给代理RpcProxy。代理封装调用信息并将调用转交给RpcInvoker去实际执行。在客户端的RpcInvoker通过连接器RpcConnector去维持与服务端的通道RpcChannel，并使用RpcProtocol执行协议编码（encode）并将编码后的请求消息同通过通道发送给服务方。

RPC服务端接收器RpcAcceptor接收客户端的调用请求，同样使用RpcProtocol执行协议解码（decode）。解码后的调用信息传递给RpcProcessor去控制处理调用过程，最后再委托给RpcInvoker去实际执行并返回调用结果。如下时各个部分的详细职责：

1. RpcServer
    负责导出（export）接口

2. RpcClient
   负责导入（import）接口

3. RpcProxy
    负责Rpc的代理实现

4. RpcInvoker
    客户方实现： 负责编码调用信息和发送调用请求至服务方并等待调用结果返回。
    服务方实现： 负责调用服务方具体的实现接口并返回调用结果

5. RpcProtocol
   负责协议编码/解码

6. RpcConnector
   负责维护客户端和服务端的连接通道并将数据发送服务方

7.RpcAcceptor
   负责接收客户端请求并返回调用结果

8. RpcProcessor
   负责在服务方控制调用过程， 包括管理调用线程池、超时时间等

9. RpcChannel
   数据传输通道

RPC工作原理

RPC的设计由Client、 Client stub、Network、Server、Server stub等构成。其中Client就是用来调用服务的， Client stub是用来把调用的方法和参数进行序列化的（pack/unpack）， Network负责再网络中传输调用信息和返回结果， Server stub负责反序列化， Server就是服务的提供者，最终调用的就是Server实现的方法。

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1、Client像调用本地方法一样调用远程方法
2、Client stub 封装调用信息，并进行序列化
3、客户端通过sockets将序列化后消息发送给服务方
4、服务端通过sockets接收消息
5、 Server stub将消息反序列化
6、 Server stub将消息解码并调用本地服务
7、本地服务执行并将结果返回给Server stub
8、Server stub将返回结果封装并序列化
9、服务端通过sockets发送序列化后结果
10、客户端接收消息并交给Client stub反序列化和解码
11、客户端得到最终结果

RPC调用分为2种：
1、同步调用：客户方等待调用执行完成并返回调用结果
2、异步调用：客户方调用完成后不用等待调用结果返回，但客户方可以通过回调通知等方式获取返回结果。如果客户方不关系调用结果，则会变成单向调用。

RPC能干什么

RPC 的主要功能目标是让构建分布式计算（应用）更容易，在提供强大的远程调用能力时不损失本地调用的语义简洁性。为实现该目标，RPC 框架需提供一种透明调用机制，让使用者不必显式的区分本地调用和远程调用，在之前给出的一种实现结构，基于 stub 的结构来实现。下面我们将具体细化 stub 结构的实现。