从零开始实现RPC框架 - RPC原理及实现

RPC概述

RPC(Remote Procedure Call)即远程过程调用,允许一台计算机调用另一台计算机上的程序得到结果,而代码中不需要做额外的编程,就像在本地调用一样。

现在互联网应用的量级越来越大,单台计算机的能力有限,需要借助可扩展的计算机集群来完成,分布式的应用可以借助RPC来完成机器之间的调用。

RPC框架原理

在RPC框架中主要有三个角色:Provider、Consumer和Registry。如下图所示:

节点角色说明: * Server: 暴露服务的服务提供方。 * Client: 调用远程服务的服务消费方。 * Registry: 服务注册与发现的注册中心。

RPC调用流程

RPC基本流程图:

一次完整的RPC调用流程(同步调用,异步另说)如下: 1)服务消费方(client)调用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。

RPC框架的目标就是要2~8这些步骤都封装起来,让用户对这些细节透明。

服务注册&发现

服务提供者启动后主动向注册中心注册机器ip、port以及提供的服务列表; 服务消费者启动时向注册中心获取服务提供方地址列表,可实现软负载均衡和Failover;

使用到的技术

1、动态代理 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。

2、序列化 为了能在网络上传输和接收 Java对象,我们需要对它进行 序列化和反序列化操作。 * 序列化:将Java对象转换成byte[]的过程,也就是编码的过程; * 反序列化:将byte[]转换成Java对象的过程;

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

关于序列化工具性能比较可以参考:jvm-serializers

3、NIO 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。

4、服务注册中心 可选技术: * Redis * Zookeeper * Consul * Etcd

编程实践

本人基于 Netty4 + Zookeeper + protostuff + Spring 实现了一个简单、高效的RPC框架Mango:https://github.com/TiFG/mango,欢迎大家fork/star。

开源的优秀RPC框架

  • 阿里巴巴 Dubbo:https://github.com/alibaba/dubbo
  • 新浪微博 Motan:https://github.com/weibocom/motan
  • gRPC:https://github.com/grpc/grpc
  • rpcx :https://github.com/smallnest/rpcx
  • Apache Thrift :https://thrift.apache.org/

原文发布于微信公众号 - Golang语言社区(Golangweb)

原文发表时间:2018-06-18

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