设计RPC框架应考虑的问题

最近面试遇到一个很好的问题，面试官说如何设计一个RPC框架，虽然自己在Hadoop中会用到RPC，但是从来没总结过PRC框架的知识点，所以记录一下喽。

RPC作用

RPC作为分布式系统常见的一种通信方法，通俗来讲，RPC就是从一台机器（客户端）上通过参数传递的方式调用另一台机器（服务器）上的一个函数或方法（可以统称为服务）并得到返回的结果。

框架需解决问题

RPC要达到的目标：远程调用时，要能够像本地调用一样方便，让调用者感知不到远程调用的逻辑。

• 1、Call ID映射，解决告诉远程主机我们要调用哪个函数；
  在本地调用中，我们可以通过函数指针指定函数体，调用具体函数，然后编译器就会帮我们调用相应的函数指针；但是在远程调用中，因为两个进程的地址空间不一样，所以无法通过调用函数指针调用函数。所以，在RPC中，所有函数必须有一个唯一的ID，在客户端和服务端分别维护一个 {函数 <–> Call ID} 的对应表。当客户端需要进行远程调用时，基于调用的函数查一下这个表，找出相应的Call ID，然后把它传给服务端，服务端也通过查表，来确定客户端需要调用的函数，然后执行相应函数的代码。
• 2、序列化和反序列化，解决怎么把参数值传送给远程函数。
  在本地调用中，我们只需要把参数压到栈里，然后让函数自己去栈里读就行。但是在远程过程调用时，客户端跟服务端是不同的进程，不能通过内存来传递参数。另外，有时候客户端和服务端使用的都不是同一种语言。
  这时候就需要客户端把参数先转成一个字节流，传给服务端后，再把字节流转成自己能读取的格式。这个过程叫序列化和反序列化。同理，从服务端返回的值也需要序列化反序列化的过程。
• 3、网络传输，解决数据的传输。
  网络传输层需要把Call ID和序列化后的参数字节流传给服务端，然后再把序列化后的调用结果传回客户端。网络传输可以使用TCP协议，保证可靠传输；也可以使用UDP，加快传输速度。
• 4、服务注册中心，解决分布式架构中，一个服务势必会有多个实例，如何获取实例的问题。
  可以使用Zookeeper作为注册中心，在调用时，从Zookeeper获取服务的实例列表，再从中选择一个进行调用。
• 5、redis缓存，如果每次都去注册中心查询列表，效率很低，那么就要加缓存。
• 6、异步调用AIO,客户端总不能每次调用完都等着服务端返回数据，所以就要支持异步调用。
  AIO作为异步非阻塞，AIO发起IO操作之后，通知服务器去完成函数操作，这个时间客户端可以去做其他的事情。等到服务器完成操作之后，就会调用客户端的接口，返回结果数据。
• 7、使用线程池
  针对高并发的客户端请求，服务端可以维护一个线程池，针对每次的客户端的请求，可以直接从线程池中拿出一个线程，直接去执行客户端的任务，省去了每次创建线程的开销，同时提高了服务端的响应速度。