一篇文章瞭解RPC框架原理

Yasin_Copeleft發表於2018-12-03
RPC框架

1.RPC框架的概念

RPC（Remote Procedure Call）–遠端過程呼叫，通過網路通訊呼叫不同的服務，共同支撐一個軟體系統，微服務實現的基石技術。使用RPC可以解耦系統，方便維護，同時增加系統處理請求的能力。

這裡寫圖片描述

上面是一個簡單的軟體系統結構，我們拆分出來使用者系統和訂單系統做為服務存在，讓不同的站點去呼叫。

只需要引入各個服務的介面包，在程式碼中呼叫RPC服務就跟呼叫本地方法一樣，我剛接觸到這種呼叫方式的時候頗為驚奇，我明明呼叫的就是java語言方法啊（已java為例，現在RPC框架一般都支援多語言），怎麼就呼叫了遠端的服務了呢？？

2.RPC框架的原理解析

最近自己寫了一個簡單的RPC框架KRPC，本文原理分析結合中程式碼，均為該框架原始碼 github.com/yangzhenkun…

2.1 流程縱覽

這裡寫圖片描述

如上圖所示，我將一個RPC呼叫流程概括為上圖中5個流程，左邊3個為客戶端流程，右邊兩個為服務端流程。下面就各流程進行解析

2.2 客戶端呼叫

服務呼叫方在呼叫服務時，一般進行相關初始化，通過配置檔案/配置中心 獲取服務端地址使用者呼叫：

// 使用者服務介面public interface UserService { 
 public User genericUser(Integer id,String name,Long phone);
 
  }//呼叫方//服務初始化KRPC.init("D:\\krpc\\service\\demo\\conf\\client.xml");
UserService service = ProxyFactory.create(UserService.class, "demo","demoService");
User user = service.genericUser(1, "yasin", 1888888888L);
複製程式碼

一開始接觸RPC呼叫方法肯定就有疑惑，它不是一個介面嗎，直接呼叫應該沒啥效果啊，我也沒有引入實現包。

帶著這個疑惑，我們就進入下一個知識點，動態代理

2.3動態代理

動態代理這東西意如其名，它代理你幫你做事情。上面我們不說道直接呼叫一個介面中的方法，並且沒有用該介面的實現類呼叫，那麼方法是怎麼生效的呢？

可以看到這個使用者服務這個service是由ProxyFactory代理工程創造的，在該ProxyFactory#create()方法中就跟一個代理處理器繫結在一起了

@Overridepublic Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable { 
 //構造請求request Request request = new Request();
    ....  return RequestHandler.request(serviceName, request,returnClass);

  }複製程式碼

這個類實現了InvocationHandler介面（JDK提供的動態代理技術），每次去呼叫介面方法，最終都交由該handler進行處理。這個環節一般會獲取方法的一些資訊，例如方法名，方法引數型別，方法引數值，返回物件型別。

同時這個環節會提供序列化功能，一般的RPC網路傳輸使用TCP（哪怕使用HTTP）傳輸，這裡也要將這些引數進行封裝成我們定義的資料介面進行傳輸。

2.4網路傳輸

我們通過將方法引數進行處理後，就要使用發起網路請求，使用tcp傳輸的就利用socket通訊進行傳輸，這一塊我開源專案中使用的同步堵塞的方案進行請求，也可以使用一些非堵塞方案進行請求，效率會更高一些。

2.5服務端資料接受

這一塊使用netty，可以快速一個高效能、高可靠的一個服務端。

public class ServerHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter { 
@Override public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception { 
   ByteBuf buf = (ByteBuf)msg;
          byte[] bytes = new byte[buf.readableBytes()];
          buf.readBytes(bytes);
                  byte[] responseBytes = RequestHandler.handler(bytes);
        ByteBuf resbuf = ctx.alloc().buffer(responseBytes.length);
        resbuf.writeBytes(responseBytes);
  ctx.writeAndFlush(resbuf);
         
  } @Override public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) throws Exception { 
 cause.printStackTrace();
  ctx.close();
 
  }
  }複製程式碼

上面程式碼是我專案中使用的服務端程式碼。關於netty網上學習的資料很多，這裡也只是巨集觀的講解RPC原理，就不展開。

2.6真實呼叫

服務端獲取客戶端請求的資料後， 呼叫請求中的方法，方法引數值，通過反射呼叫真實的方法，獲取其返回值，將其序列化封裝，通過netty進行資料返回，客戶端在接受資料並解析，這就完成了一次rpc請求呼叫的全過程。

method = clazz.getMethod(request.getMethodName(),requestParamTypes);
method.setAccessible(true);
result = method.invoke(service, requestParmsValues)複製程式碼

上面程式碼片段為通過反射呼叫真實方法

2.7 服務端的動態載入

通過2.2到2.6的說明，一次RPC請求過程大致如此，但是一個RPC框架會有很多細節需要處理。

其實在一次請求呼叫前，服務端肯定要先啟動。

服務端作為一個容器，跟我們熟知的tomcat一樣，它可以動態的載入任何專案。所以在服務端啟動的時候，必須要進行一個動態載入的過程。在KRPC中，我使用了URLClassLoader動態載入一個指定路徑的jar包，任何業務服務的實現所依賴的jar包都可以放入該路徑中。

3.總結

一個RPC框架大致需要動態代理、序列化、網路請求、網路請求接受(netty實現)、動態載入、反射這些知識點。現在開源及各公司自己造的RPC框架層出不窮，唯有掌握原理是一勞永逸的。掌握原理最好的方法莫不是閱讀原始碼，自己動手寫是最快的。

github.com/yangzhenkun…

這是我最近開始寫的一個RPC框架，麻雀雖小五臟俱全，雖然這個框架我還在開發中（還有一些功能沒有完成），歡迎一起討論，star，這個框架中有很多地方可以改進的點。

來源：https://juejin.im/post/5c04ec12e51d4575d131fda8

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