RPC框架基础概念理解以及使用初体验

RPC：Remote Procedure Call(远程服务调用)

RPC是做什么的

通过RPC框架机器A某个进程可以通过网络调用机器B上的进程方法，就像在本地上调用一样。
RPC可以基于HTTP或者TCP协议通信，TCP协议相对性能较高。

调用图示（引用zhanglijun童鞋的图）

图片描述：

1. client发出调用方法(服务)的请求
2. client stub作为中转站，进行请求接口、方法、参数以及服务地址、请求Id的封装，包装成RequestMessage对象、序列化——编码，最后传输到网络上去
3. 服务端(service)经过网络接受到RequestMessage
4. 首先server stub进行字节流的反序列化、解析requestMessage——解码，最后将请求转发给server
5. server调用method(...)，返回结果给server stub
6. server stub将result、返回状态码、请求id等进行包装成ResponseMessage、序列化——编码、传输
7. client stub得到字节流，进行反序列化、解析ResponseMessage——解码，将结果返给client
8. client最终得到结果

RPC框架就是将2-7这几个步骤封装起来，帮忙处理网络IO、编解码、序列化、服务寻址等工作，这些工作对于调用方和服务方都是透明的。由此，我们也可以得出结论，我们就需要使用代码实现2-7步骤所需要处理的工作。下面列举实现一个轻量级RPC框架所需要解决的几个问题。

RPC框架的实现需要解决的几个问题

如果想实现一个轻量级rpc框架需要解决什么问题呢：

请求封装问题

机器A想要调用机器B上面的方法method()，那么A机器就需要详细描述自己的需求——要调用那个ip上那个端口的进程、调用哪个service，这些都需要描述清楚。

详细如下：

• 接口名称，一个接口提供一种服务，比如HelloworldService
• 方法名称，定位一个接口内的某个方法
• 参数——类型与值，client调用就需要client指定入参，服务端是肯定不知道这些的
• 超时时间
• requestId，每一个client发出请求时都需要绑定一个唯一指定requestId,这是因为在并发请求的时候一个服务方可能服务多个client的请求，有了这个requestId,client stub才能将返回结果发放给特定的请求线程而不会混淆。

返回消息对象封装问题

• 返回值
• 状态code,表示这次请求成功与否
• requestid

序列化的问题

网络IO需要传输请求消息对象以及响应消息对象，这样才能达到双方通信的目的。但是网络是以字节(byte)准确的说是比特传输信息的，因此需要一种技术将对象转换成字节（序列化），以及再将字节转换成对象（反序列化）。java自身是有序列化工具的，借助ObjectOutputStream等类就可以序列化对象。但是他的性能、拓展性都不是很好，因此一般借助于第三方的序列化工具

目前，互联网公司主流使用protobuf、thrift、jackson、hessian等

网络通信问题

消息序列化之后就是网络通信了，使用java nio是可以实现一个通信框架的，但这属于高难度动作——专家模式。就码农way而言，使用netty通信框架，省事省力，经过测试完善的框架也不容易出错

服务发布的问题

一般情况，如果客户端依赖的服务挂掉或者切换地址等，那么客户端可能就无法工作或者需要改变配置。为了能够达到自动切换服务、寻址等问题，就需要一个服务注册和发现功能的框架。市面上流行的是zookeeper,他可以将上线的服务注册进去，提供给客户端调用。zookeeper会不断对服务进行心跳检测，一旦服务挂掉，就会在注册中心把他消掉。客户端可以在注册中心切换到其他可用的服务

zookeeper的服务注册格式：/{service}/{version}/{ip:port}

关于RPC框架的初体验

这里并不是商用的RPC框架，没有服务治理、插件支持等功能，使用的是@黄勇写的轻量级分布式 RPC 框架，目的在于理解rpc框架核心代码的功能模块结构、相关技术选型以及如何运行等几个问题

关于框架的几点理解

• rpc-sample-api模块，定义了服务接口，这个代码无论客户端和服务端都需要用到的
• rpc-sample-server模块，对rpc-sample-api的接口进行了实现，启动RpcBootstrap类，就会将rpc-server模块写的RPCServer和注入容器中。这个模块相当于前面LBS大大图片里的server端，真正提供服务的实现的模块
• rpc-server模块，相当于server stub，他负责将扫描到的被@RpcService注解的类注册到zookeeper，对请求、返回值消息进行序列化、编解码，处理请求等
• rpc-client模块，就相当于client stub，他负责将client的请求进行编码，发送出去，到zookeeper注册中心去发现可用服务，进行调用
• rpc-register-zookeeper模块，该模块的ZookeeperServiceDiscovery类为rpc-client模块提供服务发现功能。而zookeeperServiceRegistry类为rpc-server模块提供了服务注册的功能。其实就是实例化一个ZkClient对zookeeper服务进行访问，然后对zookeeper进行注册服务和发现服务
• rpc-common模块，定义了一些工具类和消息对象。消息对象用于封装请求和返回值消息，工具类主要用于序列化、编解码等功能

最后，由于本人之前并没有对netty和protobuf等工具有详细了解，代码细节无法详述，这里只是简单地归纳出该框架的几点模块关系以及作用

运行步骤

这里主要是本人运行该框架的几个步骤，其实非常简单

• 下载源码到IDEA，地址https://gitee.com/huangyong/rpc.git
• 安装、启动zookeeper服务，不了解的童鞋可以参考 zookeeper安装和使用 windows环境
• 启动rpc-server，就是rpc-sample-server下的RpcBootstrap类即可，这边服务端就算启用了

• 接下来运行rpc-sample-client下面的几个类，可以看到客户端代码其实是通过RpcProxy.create(...)获取实例，并得到了返回值

小结

本文总结了RPC服务是做什么的以及RPC框架相关的几个概念，接下来描述了如果我们自己写RPC框架需要解决的几个问题。并且使用@黄勇童鞋的开源demo，进行rpc使用的初体验，勉强对rpc框架有了基本的认识。如果想深入使用、了解的童鞋可以尝试使用阿里的hsf、谷歌的gRpc构建自己的微服务应用或者分布式计算等

参考

你应该知道的RPC原理

轻量级分布式 RPC 框架