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关于RPC 这些你可能不知道吧!

时间:2019-10-08 11:14:27来源:IT技术作者:seo实验室小编阅读:55次「手机版」
 

rpc

之前对RPC一直是云里雾里的,我们在了解RPC之前应该先弄明白这几个问题:

1.RPC 是什么?

2.RPC框架有什么职责?

3.RPC服务跟我们常用的HTTP服务有什么区别?就是某种情况下我们用RPC,而不用HTTP了!

4.为什么说"搞定微服务架构,先搞定RPC框架"?(搞微服务的同学可以了解下,其余的可以略过...)

我们首先来了解下第一个问题:

RPC是什么 ?   百度百科上对于RPC的定义是: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协议

下面可能有大量引用的内容进行解释,只要能弄明白就好   哈哈(主要是个人认为他们解释的很好  =_=  引用地址在文章最后)

什么是 RPC ( Remote Procedure Call Protocol ),远程过程调用?

先来看下什么是本地函数调用,当我们写下:

int result = Add(1, 2);

这段代码的时候,我们知道,我们传入了 1 , 2 两个入参数,调用了本地代码段中的一个 Add 函数,得到了 result 出参。此时, 传入数据,传出数据,代码段在同一个进程空间里,这是本地函数调用 。

那有没有办法,我们能够调用一个跨进程(所以叫 “ 远程 ” ,典型的,这个进程部署在另一台服务器上)的函数呢 ?

  

最容易想到的, 两个进程约定一个协议格式,使用 socket 通信,来传输【入参】【调用哪个函数】【出参】 。

假设请求报文协议是一个 11 字节的字节流:

( 1 )前 3 个字节填入函数名

( 2 )中间 4 个字节填入第一个参数

( 3 )末尾 4 个字节填入第二个参数

同时可以设计响应报文协议是一个 4 字节的字节流:

即处理结果。

调用方的代码可能变为:

request = MakePacket(“add”, 1, 2);

SendRequest_ToService_B(request);

response = RecieveRespnse_FromService_B();

int result = unMakePacket(respnse);

简单解释一下:

( 1 )讲传入参数变为字节流

( 2 )将字节流发给服务 B

( 3 )从服务 B 接受返回字节流

( 4 )将返回字节流变为传出参数

服务方的代码可能变为:

request = RecieveRequest();

args/function = unMakePacket(request);

result = Add(1, 2);

response = MakePacket(result);

SendResponse(response);

这个过程也很好理解:

( 1 )服务端收到字节流

( 2 )将字节流转为函数名与参数

( 3 )本地调用函数得到结果

( 4 )将结果转变为字节流

( 5 )将字节流发送给调用方

这个过程用一张图描述如上,调用方与服务方的处理步骤都是非常清晰的。 这个过程存在最大的问题是什么呢?

回答:调用方太麻烦了,每次都要关注很多底层细节

( 1 )入参到字节流的转化,即序列化应用层协议细节

( 2 ) socket 发送,即网络传输协议细节

( 3 ) socket 接受

( 4 )字节流到出参的转化,即反序列化应用层协议细节

能不能调用层不关注这个细节呢?

回答:可以, RPC 框架就是解决这个问题的,它能够让调用方“像调用本地函数一样调用远端的函数(服务)” 。

2.RPC框架有什么职责?

RPC框架要向调用方屏蔽各种复杂性,要向服务提供方也屏蔽各类复杂性

(1)调用方感觉就像调用本地函数一样

(2)服务提供方感觉就像实现一个本地函数一样来实现服务

所以整个RPC框架又分为client部分与server部分,负责把整个非(1)(2)的各类复杂性屏蔽,这些复杂性就是RPC框架的职责。

再细化一些,client端又包含:序列化、反序列化、连接池管理、负载均衡、故障转移、队列管理,超时管理、异步管理等等等等职责。

server端包含:服务端组件、服务端收发包队列、io线程工作线程、序列化反序列化、上下文管理器、超时管理、异步回调等等等等职责。

因为篇幅有限,这些细节不做深入展开。

总的来说:

(1)RPC框架是架构微服务化的首要基础组件,它能大大降低架构微服务化的成本,提高调用方与服务提供方的研发效率,屏蔽跨进程调用函数(服务)的各类复杂细节

(2)RPC框架的职责是:让调用方感觉就像调用本地函数一样调用远端函数、让服务提供方感觉就像实现一个本地函数一样来实现服务

3.RPC服务跟我们常用的HTTP服务有什么区别?

RPC(即Remote Procedure Call,远程过程调用)和HTTP调用的区别,不都是写一个服务然后在客户端调用么?先说一下他们最本质的区别,就是RPC主要是基于TCP/ip协议的,而HTTP服务主要是基于http协议的,我们都知道HTTP协议是在传输层协议TCP之上的(不熟悉OSI网络七层模型的可以自行了解下),所以效率来看的话,RPC当然是要更胜一筹啦!下面来具体说一说RPC服务和HTTP服务。

那么关于RPC服务

从三个角度来介绍RPC服务:分别是RPC架构,同步异步调用以及流行的RPC框架。

RPC架构

先说说RPC服务的基本架构吧。允许我可耻地盗一幅图哈~我们可以很清楚地看到,一个完整的RPC架构里面包含了四个核心的组件,分别是Client ,Server,Client Stub以及Server Stub,这个Stub大家可以理解为存根。分别说说这几个组件:

  • 客户端(Client),服务的调用方。
  • 服务端(Server),真正的服务提供者。
  • 客户端存根,存放服务端的地址消息,再将客户端的请求参数打包成网络消息,然后通过网络远程发送给服务方。
  • 服务端存根,接收客户端发送过来的消息,将消息解包,并调用本地的方法。

RPC主要是用在大型企业里面,因为大型企业里面系统繁多,业务线复杂,而且效率优势非常重要的一块,这个时候RPC的优势就比较明显了。实际的开发当中是这么做的,项目一般使用maven来管理。比如我们有一个处理订单的系统服务,先声明它的所有的接口(这里就是具体指java中的interface),然后将整个项目打包为一个jar包,服务端这边引入这个二方库,然后实现相应的功能,客户端这边也只需要引入这个二方库即可调用了。为什么这么做?主要是为了减少客户端这边的jar包大小,因为每一次打包发布的时候,jar包太多总是会影响效率。另外也是将客户端和服务端解耦,提高代码的可移植性。

同步调用与异步调用

什么是同步调用?什么是异步调用?同步调用就是客户端等待调用执行完成并返回结果。异步调用就是客户端不等待调用执行完成返回结果,不过依然可以通过回调函数等接收到返回结果的通知。如果客户端并不关心结果,则可以变成一个单向的调用。这个过程有点类似于Java中的callablerunnable接口,我们进行异步执行的时候,如果需要知道执行的结果,就可以使用callable接口,并且可以通过Future类获取到异步执行的结果信息。如果不关心执行的结果,直接使用runnable接口就可以了,因为它不返回结果,当然啦,callable也是可以的,我们不去获取Future就可以了。

流行的RPC框架

目前流行的开源RPC框架还是比较多的。下面重点介绍三种:

  1. gRPC是Google最近公布的开源软件,基于最新的HTTP2.0协议,并支持常见的众多编程语言。 我们知道HTTP2.0是基于二进制的HTTP协议升级版本,目前各大浏览器都在快马加鞭的加以支持。 这个RPC框架是基于HTTP协议实现的,底层使用到了Netty框架的支持。
  2. Thrift是facebook的一个开源项目,主要是一个跨语言的服务开发框架。它有一个代码生成器来对它所定义的IDL定义文件自动生成服务代码框架。用户只要在其之前进行二次开发就行,对于底层的RPC通讯等都是透明的。不过这个对于用户来说的话需要学习特定领域语言这个特性,还是有一定成本的。
  3. Dubbo是阿里集团开源的一个极为出名的RPC框架,在很多互联网公司和企业应用中广泛使用。协议和序列化框架都可以插拔是及其鲜明的特色。同样 的远程接口是基于Java Interface,并且依托于Spring框架方便开发。可以方便的打包成单一文件,独立进程运行,和现在的微服务概念一致。

偷偷告诉你集团内部已经不怎么使用dubbo啦,现在用的比较多的叫HSF,又名“好舒服”。后面有可能会开源,大家拭目以待。

http服务

其实在很久以前,我对于企业开发的模式一直定性为HTTP接口开发,也就是我们常说的RESTful风格的服务接口。的确,对于在接口不多、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。我们记得之前本科实习在公司做后台开发的时候,主要就是进行接口的开发,还要写一大份接口文档,严格地标明输入输出是什么?说清楚每一个接口的请求方法,以及请求参数需要注意的事项等。比如下面这个例子:

POST http://www.httpexample.com/restful/buyer/info/share

接口可能返回一个JSON字符串或者是XML文档。然后客户端再去处理这个返回的信息,从而可以比较快速地进行开发。但是对于大型企业来说,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。

总的来说:

RPC服务和HTTP服务还是存在很多的不同点的,一般来说,RPC服务主要是针对大型企业的,而HTTP服务主要是针对小企业的,因为RPC效率更高,而HTTP服务开发迭代会更快。总之,选用什么样的框架不是按照市场上流行什么而决定的,而是要对整个项目进行完整地评估,从而在仔细比较两种开发框架对于整个项目的影响,最后再决定什么才是最适合这个项目的。一定不要为了使用RPC而每个项目都用RPC,而是要因地制宜,具体情况具体分析。

最后一个问题:

为什么说"搞定微服务架构,先搞定RPC框架"?

服务化的一个好处就是,不限定服务的提供方使用什么技术选型,能够实现大公司团队的技术解耦 ,如下图:

服务 A 是欧洲团队提供服务,欧洲团队的技术背景是 Java ,可以用 Java 实现服务;

服务 B 是美洲团队提供服务,可以用 C++ 实现服务;

服务 C 是中国团队提供服务,可以用 Go 实现服务;

服务的上游调用方,按照接口、协议即可完成对远端服务的调用。

但实际上, 99.9% 的公司的团队规模有限,技术团队人数也有限,基本是使用同一套技术体系来调用和提供服务 的:

这样的话, 如果没有统一的服务框架, RPC 框架 , 各个团队的服务提供方就需要各自实现一套序列化、反序列化、网络框架、连接池、收发线程、超时处理、状态机等“业务之外”的重复技术劳动 ,造成整体的低效。所以, 统一 RPC 框架 把上述“业务之外”的技术劳动统一处理, 是服务化首要解决的问题 。

在达成【“使用统一的 RPC 框架”是正确的道路】这个一致的前提下,本文期望用简单通俗的言语简述一下一个通用 RPC 框架的技术点与实现。

部分内容出处链接:https://mp.weixin.qq.com/s/jUgmW3oflsTwyX-6kNZCfw   

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