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什么是 RPC 框架

分类: 文章 • 2023-03-21 13:54:27

一.rpc框架解释

首先了解什么叫RPC，为什么要RPC，RPC（Remote Procedure Call Protocol)
是指远程过程调用，也就是说两台服务器A，B，一个应用部署在A服务器上，想要调用B服务器上应用提供的函数/方法，由于不在一个内存空间，不能直接调用，需要通过网络来表达调用的语义和传达调用的数据。

二：工作原理：

运行时,一次客户机对服务器的RPC调用,其内部操作大致有如下十步：

  1. 调用客户端句柄；执行传送参数
  2. 调用本地系统内核发送网络消息
  3. 消息传送到远程主机
  4. 服务器句柄得到消息并取得参数
  5. 执行远程过程
  6. 执行的过程将结果返回服务器句柄
  7. 服务器句柄返回结果，调用远程系统内核
  8. 消息传回本地主机
  9. 客户句柄由内核接收消息
  10. 客户接收句柄返回的数据

比如说，一个方法可能是这样定义的：
Employee getEmployeeByName(String fullName)那么：

  1. 首先，要解决通讯的问题，主要是通过在客户端和服务器之间建立TCP连接，远程过程调用的所有交换的数据都在这个连接里传输。连接可以是按需连接，调用结束后就断掉，也可以是长连接，多个远程过程调用共享同一个连接。
  2. 第二，要解决寻址的问题，也就是说，A服务器上的应用怎么告诉底层的RPC框架，如何连接到B服务器（如主机或IP地址）以及特定的端口，方法的名称名称是什么，这样才能完成调用。比如基于Web服务协议栈的RPC，就要提供一个endpoint URI，或者是从UDDI服务上查找。如果是RMI调用的话，还需要一个RMI Registry来注册服务的地址。
  3. 第三，当A服务器上的应用发起远程过程调用时，方法的参数需要通过底层的网络协议如TCP传递到B服务器，由于网络协议是基于二进制的，内存中的参数的值要序列化成二进制的形式，也就是序列化（Serialize）或编组（marshal），通过寻址和传输将序列化的二进制发送给B服务器。
  4. 第四，B服务器收到请求后，需要对参数进行反序列化（序列化的逆操作），恢复为内存中的表达方式，然后找到对应的方法（寻址的一部分）进行本地调用，然后得到返回值。
  5. 第五，返回值还要发送回服务器A上的应用，也要经过序列化的方式发送，服务器A接到后，再反序列化，恢复为内存中的表达方式，交给A服务器上的应用

什么是 RPC 框架

这里写图片描述

为什么RPC呢？就是无法在一个进程内，甚至一个计算机内通过本地调用的方式完成的需求，比如比如不同的系统间的通讯，甚至不同的组织间的通讯。由于计算能力需要横向扩展，需要在多台机器组成的集群上部署应用，RPC的协议有很多，比如最早的CORBA，Java RMI，Web Service的RPC风格，Hessian，Thrift，甚至Rest API。关于Netty而Netty框架不局限于RPC，更多的是作为一种网络协议的实现框架，比如HTTP，由于RPC需要高效的网络通信，就可能选择以Netty作为基础。除了网络通信，RPC还需要有比较高效的序列化框架，以及一种寻址方式。如果是带会话（状态）的RPC调用，还需要有会话和状态保持的功能。大体上来说，Netty就是提供一种事件驱动的，责任链式（也可以说是流水线）的网络协议实现方式。网络协议包含很多层次，很多部分组成，如传输层协议，编码解码，压缩解压，身份认证，加密解密，请求的处理逻辑，怎么能够更好的复用，扩展，业界通用的方法就是责任链，一个请求应答网络交互通常包含两条链，一条链（Upstream）是从传输层，经过一系列步骤，如身份认证，解密，日志，流控，最后到达业务层，一条链（DownStream）是业务层返回后，又经过一系列步骤，如加密等，又回到传输层。

三.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。

什么是 RPC 框架

四.RPC、RMI、SOAP、REST的区别

  1. RMI(remote method invocation，面向对象的远程方法调用)
  2. RPC（remote procedure call，远程过程调用）RPC（remote procedure call，远程过程调用）
  3. SOAP(simple object access protoal，简单对象访问协议)SOAP(simple object access protoal，简单对象访问协议)
  4. REST(representational state transfer，表达性状态转移)REST(representational state transfer，表达性状态转移)

可以都理解为调用远程方法的一些通信技术“风格”：

  1. RMI就好比它是本地工作，采用tcp/ip协议，客户端直接调用服务端上的一些方法。优点是强类型，编译期可检查错误，缺点是只能基于JAVA语言，客户机与服务器紧耦合。
  2. RPC是一个泛化的概念，严格来说一切远程过程调用手段都属于rpc范畴，包括rmi、hessian、soap、thrift、protobuf等等。
  3. SOAP是在XML-RPC基础上，使用标准的XML描述了RPC的请求信息（URI/类/方法/参数/返回值）。因为XML-RPC只能使用有限的数据类型种类和一些简单的数据结构，SOAP能支持更多的类型和数据结构。优点是跨语言，非常适合异步通信和针对松耦合的C/S，缺点是必须做很多运行时检查。
  4. REST一般用来和SOAP做比较，它采用简单的URL方式来代替一个对象，优点是轻量，可读性较好，不需要其他类库支持，缺点是URL可能会很长，不容易解析。

补充：WebService是一种跨平台的RPC技术协议。WebService技术栈由SOAP（简单对象访问协议）、UDDI（统一描述、发现与集成）、WSDL（网络服务描述语言：用来描述Service、以及如何访问WebService）组成。SOAP是一种使用XML进行数据编码的通信协议。独立于平台、独立于语言，简单可扩展。

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。

五.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。

6.RPC服务和HTTP服务

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

参考文档：
1.https://blog.csdn.net/u013952133/article/details/79256799
2.https://blog.csdn.net/shijunwang/article/details/79605243
3.https://blog.csdn.net/xj15010735572/article/details/79023951
4.https://blog.csdn.net/zjx86320/article/details/51019050

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