以太坊系列---ipc实现方式---管道通信库npipe

背景

以太坊rpc有4种实现方式分别是inproc，ipc，http，ws。inproc是进程内部调用，为console使用；http是以http接口方式提供访问；ws是以websocket的方式提供访问。

ipc便是进程间通信，以npipe为底层实现，上层采用Json-Rpc为消息格式，并使用go的reflect包实现对内部Api的调用。 ipc通信是用于同一个主机间钱包等客户端与geth之间的通信。

npipe

npipe是以Windows命名为管道(pipes)的一个go语言库。
pipes:管道是一种使用共享内存进行通讯的方式。创建管道的过程称为管道服务器。连接到管道的进行时管道客户端。一个进程将信息写入到管道，然后另一个进程从管道读取信息。
npipe：npipe是基于stdlib包实现，并实现了 Dial, Listen, 和Accept方法，同时分装了net.Conn 和 net.Listener。可以以net来实现rpc调用。
stdlib：stdlib.h是C标准函数库的头文件，声明了数值与字符串转换函数, 伪随机数生成函数, 动态内存分配函数, 进程控制函数等公共函数。 C++程序应调用等价的cstdlib头文件。这里主要是使用到了内存相关函数。

npipe例子

npipe首先创建服务端，再用客户端调用。
c首先是创建服务端 pipeserver.go

import (
    "fmt"
    "github.com/natefinch/npipe"
    "bufio"
    "net"
)

func main() {

    //endpoint := fmt.Sprintf("test-ipc-%d-%d", os.Getpid(), rand.Int63())

    //if runtime.GOOS == "windows" {
    //  endpoint = `\\.\pipe\` + endpoint
    //} else {
    //  endpoint = os.TempDir() + "/" + endpoint
    //}
    // 开启连接
    endpoint:=`\\.\pipe\test-ipc-22244-5577006791947779410`
    fmt.Println(endpoint)

    server(endpoint)
}

//创建服务端
func server(endpoint string )  {
    ln, err := npipe.Listen(endpoint)
    if err != nil {
        panic(err)
    }
    func() {
        for {
            conn, err := ln.Accept()
            if err != nil {
                // handle error
                continue
            }
            // handle connection like any other net.Conn
            go func(conn net.Conn) {
                r := bufio.NewReader(conn)
                msg, err := r.ReadString('\n')
                if err != nil {
                    // handle error
                    return
                }
                fmt.Println(msg)
                fmt.Fprintln(conn, "Hi client!")
            }(conn)
        }
    }()
}

再次创建客户端pipeclient.go

import (
    "fmt"
    "github.com/natefinch/npipe"
    "bufio"
)

func main() {
    endpoint:=`\\.\pipe\test-ipc-22244-5577006791947779410`
    conn, err := npipe.Dial(endpoint)
    if err != nil {
        // handle error
    }
    if _, err := fmt.Fprintln(conn, "Hi server!"); err != nil {
        // handle error
        fmt.Println(err)
    }
    r := bufio.NewReader(conn)
    msg, err := r.ReadString('\n')
    if err != nil {
        // handle eror
        fmt.Println(err)
    }
    fmt.Println(msg)
}

输出

Hi client!

Hi server!

npipe在以太坊应用

以太坊中ipc位于rpc包中，以下是启动方式：
ipc.go

//开启连接
func ipcListen(endpoint string) (net.Listener, error) {
    return npipe.Listen(endpoint)
}

//ipc 服务端接收连接
func (srv *Server) ServeListener(l net.Listener) error {
    for {
        //接收连接
        conn, err := l.Accept()
        if err != nil {
            return err
        }
        log.Trace(fmt.Sprint("accepted conn", conn.RemoteAddr()))
        //解析json数据
        go srv.ServeCodec(NewJSONCodec(conn), OptionMethodInvocation|OptionSubscriptions)
    }
}

客户端调用方法：

func (c *Client) CallContext(ctx context.Context, result interface{}, method string, args ...interface{}) 

server端最终调用底层的方法

//server.go 311行调用内部方法
reply := req.callb.method.Func.Call(arguments)

总结

以往不同进程间通信我们一般会采用tcp或者http的方式调用，但是如果用管道通信库npipe可以减去网卡的通信；直接基于内存的通信性能和内存的开销达到最低。