简介
在之前的两篇文章rpc和json-rpc中，我们介绍了 Go 标准库提供的rpc实现。在实际开发中，rpc库的功能还是有所欠缺。今天我们介绍一个非常优秀的 Go RPC 库——rpcx。rpcx是一位国人大牛开发的，详细开发历程可以在rpcx官方博客了解。rpcx拥有媲美，甚至某种程度上超越gRPC的性能，有完善的中文文档，提供服务发现和治理的插件。
快速使用
本文示例使用go modules。
首先是安装：
$ go get -v -tags "reuseport quic kcp zookeeper etcd consul ping" github.com/smallnest/rpcx/...可以看出rpcx的安装有点特殊。使用go get -v github.com/smallnest/rpcx/...命令只会安装rpcx的基础功能。扩展功能都是通过build tags指定。为了使用方便，一般安装所有的tags，如上面命令所示。这也是官方推荐的安装方式。
我们先编写服务端程序，实际上这个程序与用rpc标准库编写的程序几乎一模一样：
package main
import (
"context"
"errors"
"github.com/smallnest/rpcx/server"
)
type Args struct {
A, B int
}
type Quotient struct {
Quo, Rem int
}
type Arith int
func (t *Arith) Mul(cxt context.Context, args *Args, reply *int) error {
*reply = args.A * args.B
return nil
}
func (t *Arith) Div(cxt context.Context, args *Args, quo *Quotient) error {
if args.B == 0 {
return errors.New("divide by 0")
}
quo.Quo = args.A / args.B
quo.Rem = args.A % args.B
return nil
}
func main() {
s := server.NewServer()
s.RegisterName("Arith", new(Arith), "")
s.Serve("tcp", ":8972")
}首先创建一个Server对象，调用它的RegisterName()方法在服务路径Arith下注册Mul和Div方法。与标准库相比，rpcx要求注册方法的第一个参数必须为context.Context类型。最后调用s.Serve("tcp", ":8972")监听 TCP 端口 8972。是不是很简单？启动服务器：
$ go run main.go然后是客户端程序：
package main
import (
"context"
"flag"
"log"
"github.com/smallnest/rpcx/client"
)
var (
addr = flag.String("addr", ":8972", "service address")
)
func main() {
flag.Parse()
d := client.NewPeer2PeerDiscovery("tcp@"+*addr, "")
xclient := client.NewXClient("Arith", client.Failtry, client.RandomSelect, d, client.DefaultOption)
defer xclient.Close()
args := &Args{A:10, B:20}
var reply int
err :=xclient.Call(context.Background(), "Mul", args, &reply)
if err != nil {
log.Fatalf("failed to call: %v", err)
}
fmt.Printf("%d * %d = %d\n", args.A, args.B, reply)
args = &Args{50, 20}
var quo Quotient
err = xclient.Call(context.Background(), "Div", args, &quo)
if err != nil {
log.Fatalf("failed to call: %v", err)
}
fmt.Printf("%d * %d = %d...%d\n", args.A, args.B, quo.Quo, quo.Rem)
}rpcx支持多种服务发现的方式让客户端找到服务器。上面代码中我们使用的是最简单的点到点的方式，也就是直连。要调用服务端的方法，必须先创建一个Client对象。使用Client对象来调用远程方法。运行客户端：
$ go run main.go
10 * 20 = 200
50 * 20 = 2...10注意到，创建Client对象的参数有client.Failtry和client.RandomSelect。这两个参数分别为失败模式和如何选择服务器。
传输
rpcx支持多种传输协议：
-
TCP：TCP 协议，网络名称为tcp； -
HTTP：HTTP 协议，网络名称为http； -
UnixDomain：unix 域协议，网络名称为unix； -
QUIC：是 Quick UDP Internet Connections 的缩写，意为快速UDP网络连接。HTTP/3 底层就是 QUIC 协议，Google 出品。网络名称为quic； -
KCP：快速并且可靠的 ARQ 协议，网络名称为kcp。
rpcx对这些协议做了非常好的封装。除了在创建服务器和客户端连接时需要指定协议名称，其它时候的使用基本是透明的。我们将上面的例子改装成使用http协议的：
服务端改动：
s.Serve("http", ":8972")客户端改动：
d := client.NewPeer2PeerDiscovery("http@"+*addr, "")QUIC和KCP的使用有点特殊，QUIC必须与 TLS 一起使用，KCP也需要做传输加密。使用 Go 语言我们能很方便地生成一个证书和私钥：
package main
import (
"crypto/rand"
"crypto/rsa"
"crypto/x509"
"crypto/x509/pkix"
"encoding/pem"
"math/big"
"net"
"os"
"time"
)
func main() {
max := new(big.Int).Lsh(big.NewInt(1), 128)
serialNumber, _ := rand.Int(rand.Reader, max)
subject := pkix.Name{
Organization: []string{"Go Daily Lib"},
OrganizationalUnit: []string{"TechBlog"},
CommonName: "go daily lib",
}
template := x509.Certificate{
SerialNumber: serialNumber,
Subject: subject,
NotBefore: time.Now(),
NotAfter: time.Now().Add(365 * 24 * time.Hour),
KeyUsage: x509.KeyUsageKeyEncipherment | x509.KeyUsageDigitalSignature,
ExtKeyUsage: []x509.ExtKeyUsage{x509.ExtKeyUsageServerAuth},
IPAddresses: []net.IP{net.ParseIP("127.0.0.1")},
}
pk, _ := rsa.GenerateKey(rand.Reader, 2048)
derBytes, _ := x509.CreateCertificate(rand.Reader, &template, &template, &pk.PublicKey, pk)
certOut, _ := os.Create("server.pem")
pem.Encode(certOut, &pem.Block{Type: "CERTIFICATE", Bytes: derBytes})
certOut.Close()
keyOut, _ := os.Create("server.key")
pem.Encode(keyOut, &pem.Block{Type: "RSA PRIVATE KEY", Bytes: x509.MarshalPKCS1PrivateKey(pk)})
keyOut.Close()
}上面代码生成了一个证书和私钥，有效期为 1 年。运行程序，得到两个文件server.pem和server.key。然后我们就可以编写使用QUIC协议的程序了。服务端：
func main() {
cert, _ := tls.LoadX509KeyPair("server.pem", "server.key")
config := &tls.Config{Certificates: []tls.Certificate{cert}}
s := server.NewServer(server.WithTLSConfig(config))
s.RegisterName("Arith", new(Arith), "")
s.Serve("quic", "localhost:8972")
}实际上就是加载证书和密钥，然后在创建Server对象时作为选项传入。客户端改动：
conf := &tls.Config{
InsecureSkipVerify: true,
}
option := client.DefaultOption
option.TLSConfig = conf
d := client.NewPeer2PeerDiscovery("quic@"+*addr, "")
xclient := client.NewXClient("Arith", client.Failtry, client.RandomSelect, d, option)
defer xclient.Close()客户端也需要配置 TLS。
有一点需要注意，rpcx对quic/kcp这些协议的支持是通过build tags实现的。默认不会编译quic/kcp相关文件。如果要使用，必须自己手动指定tags。先启动服务端程序：
$ go run -tags quic main.go然后切换到客户端程序目录，执行下面命令：
$ go run -tags quic main.go还有一点需要注意，在使用tcp和http（底层也是tcp）协议的时候，我们可以将地址简写为:8972，因为默认就是本地地址。但是quic不行，必须把地址写完整：
// 服务端
s.Serve("quic", "localhost:8972")
// 客户端
addr = flag.String("addr", "localhost:8972", "service address")注册函数
上面的例子都是调用对象的方法，我们也可以调用函数。函数的类型与对象方法相比只是没有接收者。注册函数需要指定一个服务路径。服务端：
type Args struct {
A, B int
}
type Quotient struct {
Quo, Rem int
}
func Mul(cxt context.Context, args *Args, reply *int) error {
*reply = args.A * args.B
return nil
}
func Div(cxt context.Context, args *Args, quo *Quotient) error {
if args.B == 0 {
return errors.New("divide by 0")
}
quo.Quo = args.A / args.B
quo.Rem = args.A % args.B
return nil
}
func main() {
s := server.NewServer()
s.RegisterFunction("function", Mul, "")
s.RegisterFunction("function", Div, "")
s.Serve("tcp", ":8972")
}只是注册方法由RegisterName变为了RegisterFunction，参数由一个对象变为一个函数。我们需要为注册的函数指定一个服务路径，客户端调用时会根据这个路径查找对应方法。客户端：
func main() {
flag.Parse()
d := client.NewPeer2PeerDiscovery("tcp@"+*addr, "")
xclient := client.NewXClient("function", client.Failtry, client.RandomSelect, d, client.DefaultOption)
defer xclient.Close()
args := &Args{A: 10, B: 20}
var reply int
err := xclient.Call(context.Background(), "Mul", args, &reply)
if err != nil {
log.Fatalf("failed to call: %v", err)
}
fmt.Printf("%d * %d = %d\n", args.A, args.B, reply)
args = &Args{50, 20}
var quo Quotient
err = xclient.Call(context.Background(), "Div", args, &quo)
if err != nil {
log.Fatalf("failed to call: %v", err)
}
fmt.Printf("%d * %d = %d...%d\n", args.A, args.B, quo.Quo, quo.Rem)
}注册中心
rpcx支持多种注册中心：
- 点对点：其实就是直连，没有注册中心；
- 点对多：可以配置多个服务器；
-
zookeeper：常用的注册中心； -
Etcd：Go 语言编写的注册中心； - 进程内调用：方便调试功能，在同一个进程内查找服务；
-
Consul/mDNS等。
我们之前演示的都是点对点的连接，接下来我们介绍如何使用zookeeper作为注册中心。在rpcx中，注册中心是通过插件的方式集成的。使用ZooKeeperRegisterPlugin这个插件来集成Zookeeper。服务端代码：
type Args struct {
A, B int
}
type Quotient struct {
Quo, Rem int
}
var (
addr = flag.String("addr", ":8972", "service address")
zkAddr = flag.String("zkAddr", "127.0.0.1:2181", "zookeeper address")
basePath = flag.String("basePath", "/services/math", "service base path")
)
type Arith int
func (t *Arith) Mul(cxt context.Context, args *Args, reply *int) error {
fmt.Println("Mul on", *addr)
*reply = args.A * args.B
return nil
}
func (t *Arith) Div(cxt context.Context, args *Args, quo *Quotient) error {
fmt.Println("Div on", *addr)
if args.B == 0 {
return errors.New("divide by 0")
}
quo.Quo = args.A / args.B
quo.Rem = args.A % args.B
return nil
}
func main() {
flag.Parse()
p := &serverplugin.ZooKeeperRegisterPlugin{
ServiceAddress: "tcp@" + *addr,
ZooKeeperServers: []string{*zkAddr},
BasePath: *basePath,
Metrics: metrics.NewRegistry(),
UpdateInterval: time.Minute,
}
if err := p.Start(); err != nil {
log.Fatal(err)
}
s := server.NewServer()
s.Plugins.Add(p)
s.RegisterName("Arith", new(Arith), "")
s.Serve("tcp", *addr)
}在ZooKeeperRegisterPlugin中，我们指定了本服务地址，zookeeper 集群地址（可以是多个），起始路径等。服务器启动时自动向 zookeeper 注册本服务的信息，客户端可直接从 zookeeper 拉取可用的服务列表。
首先启动 zookeeper 服务器，zookeeper 的安装与启动可以参考我的上一篇文章。分别在 3 个控制台中启动 3 个服务器，指定不同的端口（注意需要指定-tags zookeeper）：
// 控制台1
$ go run -tags zookeeper main.go -addr 127.0.0.1:8971
// 控制台2
$ go run -tags zookeeper main.go -addr 127.0.0.1:8972
// 控制台3
$ go run -tags zookeeper main.go -addr 127.0.0.1:8973启动之后，我们观察 zookeeper 路径/services/math中的内容：
非常棒，可用的服务地址不用我们手动维护了！
接下来是客户端：
var (
zkAddr = flag.String("zkAddr", "127.0.0.1:2181", "zookeeper address")
basePath = flag.String("basePath", "/services/math", "service base path")
)
func main() {
flag.Parse()
d := client.NewZookeeperDiscovery(*basePath, "Arith", []string{*zkAddr}, nil)
xclient := client.NewXClient("Arith", client.Failtry, client.RandomSelect, d, client.DefaultOption)
defer xclient.Close()
args := &Args{A: 10, B: 20}
var reply int
err := xclient.Call(context.Background(), "Mul", args, &reply)
if err != nil {
log.Fatalf("failed to call: %v", err)
}
fmt.Printf("%d * %d = %d\n", args.A, args.B, reply)
args = &Args{50, 20}
var quo Quotient
err = xclient.Call(context.Background(), "Div", args, &quo)
if err != nil {
log.Fatalf("failed to call: %v", err)
}
fmt.Printf("%d * %d = %d...%d\n", args.A, args.B, quo.Quo, quo.Rem)
}我们通过 zookeeper 读取可用的Arith服务列表，然后随机选择一个服务发送请求：
$ go run -tags zookeeper main.go
2020/05/26 23:03:40 Connected to 127.0.0.1:2181
2020/05/26 23:03:40 authenticated: id=72057658440744975, timeout=10000
2020/05/26 23:03:40 re-submitting `0` credentials after reconnect
10 * 20 = 200
50 * 20 = 2...10我们的客户端发送了两条请求。由于使用了client.RandomSelect策略，所以这两个请求随机发送到某个服务端。我在Mul和Div方法中增加了一个打印，可以观察一下各个控制台的输出！
如果我们关闭了某个服务器，对应的服务地址会从 zookeeper 中移除。我关闭了服务器 1，zookeeper 服务列表变为：
相比上一篇文章中需要手动维护 zookeeper 的内容，rpcx的自动注册和维护明显要方便太多了！
总结
rpcx是 Go 语言中首屈一指的 rpc 库，功能丰富，性能出众，文档丰富，已经被不少公司和个人采用。本文介绍的只是最基础的功能，rpcx支持各种路由选择策略、分组、限流、身份认证等高级功能，推荐深入学习！
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参考
- rpcx GitHub：https://github.com/smallnest/rpcx
- rpcx 博客：https://blog.rpcx.io/
- rpcx 官网：https://rpcx.io/
- rpcx 文档：https://doc.rpcx.io/
- Go 每日一库 GitHub：https://github.com/darjun/go-daily-lib
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