RPC框架分析

一、RPC的介绍

RPC(Remote Procedure Call Protocol)远程过程调用协议,它是一种通过网络从远程计算机程序上请求服务,而不需要了解底层网络技术的协议。简言之,RPC使得程序能够像访问本地系统资源一样,去访问远端系统资源。比较关键的一些方面包括:通讯协议、序列化、资源(接口)描述、服务框架、性能、语言支持等。

简单的说,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。

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二、RPC的架构组建

1、分为4个组建:

1、客户端(Client):服务调用方(服务消费者)。

2、客户端存根(Client Stub):存放服务端地址信息,将客户端的请求参数数据信息打包成网络消息,再通过网络传输发送给        服务端。

3、服务端存根(Server Stub):接收客户端发送过来的请求消息并进行解包,然后再调用本地服务进行处理。

4、服务端(Server):服务的真正提供者。

组建的调用过程图:

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具体的调用过程描述:

具体调用过程:

1、服务消费者(client客户端)通过调用本地服务的方式调用需要消费的服务;

2、客户端存根(client stub)接收到调用请求后负责将方法、入参等信息序列化(组装)成能够进行网络传输的消息体;

3、客户端存根(client stub)找到远程的服务地址,并且将消息通过网络发送给服务端;

4、服务端存根(server stub)收到消息后进行解码(反序列化操作);

5、服务端存根(server stub)根据解码结果调用本地的服务进行相关处理;

6、本地服务执行具体业务逻辑并将处理结果返回给服务端存根(server stub);

7、服务端存根(server stub)将返回结果重新打包成消息(序列化)并通过网络发送至消费方;

8、客户端存根(client stub)接收到消息,并进行解码(反序列化);

9、服务消费方得到最终结果;

2、RPC的实现基础

1、需要有非常高效的网络通信,比如一般选择Netty作为网络通信框架;

2、需要有比较高效的序列化框架,比如谷歌的Protobuf序列化框架;

3、可靠的寻址方式(主要是提供服务的发现),比如可以使用Zookeeper来注册服务等等;

4、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;

3、RPC使用了哪些关键技术

1、动态代理

生成Client Stub(客户端存根)和Server Stub(服务端存根)的时候需要用到Java动态代理技术,可以使用JDK提供的原生的动态代理机制,也可以使用开源的:CGLib代理,Javassist字节码生成技术。


2、序列化和反序列化

在网络中,所有的数据都将会被转化为字节进行传送,所以为了能够使参数对象在网络中进行传输,需要对这些参数进行序列化和反序列化操作。

序列化:把对象转换为字节序列的过程称为对象的序列化,也就是编码的过程。

反序列化:把字节序列恢复为对象的过程称为对象的反序列化,也就是解码的过程。

目前比较高效的开源序列化框架:如Kryo、FastJson和Protobuf等。


3、NIO通信

出于并发性能的考虑,传统的阻塞式 IO 显然不太合适,因此我们需要异步的 IO,即 NIO。Java 提供了 NIO 的解决方案,Java 7 也提供了更优秀的 NIO.2 支持。可以选择Netty或者MINA来解决NIO数据传输的问题。


4、服务注册中心

可选:Redis、Zookeeper、Consul 、Etcd。一般使用ZooKeeper提供服务注册与发现功能,解决单点故障以及分布式部署的问题(注册中心)。

三、RPC的实现原理架构图

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