從零開始實現RPC架構 - RPC原理及實現

RPC概述

RPC(Remote Procedure Call)即遠端程序呼叫，允許一台電腦調用另一台電腦上的程式得到結果，而代碼中不需要做額外的編程，就像在本地調用一樣。

現在互連網應用的量級越來越大，單台電腦的能力有限，需要藉助可擴充的電腦叢集來完成，分布式的應用可以藉助RPC來完成機器之間的調用。 RPC架構原理

在RPC架構中主要有三個角色：Provider、Consumer和Registry。如下圖所示：

節點角色說明：
* Server: 暴露服務的服務提供者。
* Client: 調用遠程服務的服務消費方。
* Registry: 服務註冊與發現的註冊中心。 RPC調用流程

RPC基本流程圖：

一次完整的RPC調用流程（同步調用，非同步另說）如下：
1）服務消費方（client）調用以本地調用方式調用服務；
2）client stub接收到調用後負責將方法、參數等組裝成能夠進行網路傳輸的訊息體；
3）client stub找到服務地址，並將訊息發送到服務端；
4）server stub收到訊息後進行解碼；
5）server stub根據解碼結果調用本地的服務；
6）本地服務執行並將結果返回給server stub；
7）server stub將返回結果打包成訊息並發送至消費方；
8）client stub接收到訊息，並進行解碼；
9）服務消費方得到最終結果。

RPC架構的目標就是要2~8這些步驟都封裝起來，讓使用者對這些細節透明。 服務註冊&發現

服務提供者啟動後主動向註冊中心註冊機器ip、port以及提供的服務列表；
服務消費者啟動時向註冊中心擷取服務提供者地址清單，可實現軟負載平衡和Failover； 使用到的技術

1、動態代理
產生 client stub和server stub需要用到 Java 動態代理技術 ，我們可以使用JDK原生的動態代理機制，可以使用一些開源位元組碼工具架構 如：CgLib、Javassist等。

2、序列化
為了能在網路上傳輸和接收 Java對象，我們需要對它進行 序列化和還原序列化操作。
* 序列化：將Java對象轉換成byte[]的過程，也就是編碼的過程；
* 還原序列化：將byte[]轉換成Java對象的過程；

可以使用Java原生的序列化機制，但是效率非常低，推薦使用一些開源的、成熟的序列化技術，例如：protobuf、Thrift、hessian、Kryo、Msgpack

關於序列化工具效能比較可以參考：jvm-serializers

3、NIO
當前很多RPC架構都直接基於netty這一IO通訊架構，比如阿里巴巴的HSF、dubbo，Hadoop Avro，推薦使用Netty 作為底層通訊架構。

4、服務註冊中心
可選技術：
* Redis
* Zookeeper
* Consul
* Etcd 編程實踐

本人基於 Netty4 + Zookeeper + protostuff + Spring 實現了一個簡單、高效的RPC架構Mango：https://github.com/TiFG/mango，歡迎大家fork/star。 開源的優秀RPC架構 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/