RPC基本原理及實現

RPC概述

RPC(Remote Procedure Call)即遠端過程呼叫，允許一臺計算機呼叫另一臺計算機上的程式得到結果，而程式碼中不需要做額外的程式設計，就像在本地呼叫一樣。

現在網際網路應用的量級越來越大，單臺計算機的能力有限，需要藉助可擴充套件的計算機叢集來完成，分散式的應用可以藉助RPC來完成機器之間的呼叫。

RPC框架原理

在RPC框架中主要有三個角色：Provider、Consumer和Registry。如下圖所示： 

節點角色說明： 
* Server: 暴露服務的服務提供方。 
* Client: 呼叫遠端服務的服務消費方。 
* Registry: 服務註冊與發現的註冊中心。

RPC呼叫流程

RPC基本流程圖：

一次完整的RPC呼叫流程（同步呼叫，非同步另說）如下： 
1）服務消費方（client）呼叫以本地呼叫方式呼叫服務； 
2）client stub接收到呼叫後負責將方法、引數等組裝成能夠進行網路傳輸的訊息體； 
3）client stub找到服務地址，並將訊息傳送到服務端； 
4）server stub收到訊息後進行解碼； 
5）server stub根據解碼結果呼叫本地的服務； 
6）本地服務執行並將結果返回給server stub； 
7）server stub將返回結果打包成訊息併傳送至消費方； 
8）client stub接收到訊息，並進行解碼； 
9）服務消費方得到最終結果。

RPC框架的目標就是要2~8這些步驟都封裝起來，讓使用者對這些細節透明。

服務註冊&發現

服務提供者啟動後主動向註冊中心序號產生器器ip、port以及提供的服務列表； 
服務消費者啟動時向註冊中心獲取服務提供方地址列表，可實現軟負載均衡和Failover；

使用技術

1、動態代理 
生成 client stub和server stub需要用到 Java 動態代理技術 ，我們可以使用JDK原生的動態代理機制，可以使用一些開源位元組碼工具框架 如：CgLib、Javassist等。

2、序列化 
為了能在網路上傳輸和接收 Java物件，我們需要對它進行 序列化和反序列化操作。 
* 序列化：將Java物件轉換成byte[]的過程，也就是編碼的過程； 
* 反序列化：將byte[]轉換成Java物件的過程；

可以使用Java原生的序列化機制，但是效率非常低，推薦使用一些開源的、成熟的序列化技術，例如：protobuf、Thrift、hessian、Kryo、Msgpack

關於序列化工具效能比較可以參考：jvm-serializers

3、NIO 
當前很多RPC框架都直接基於netty這一IO通訊框架，比如阿里巴巴的HSF、dubbo，Hadoop Avro，推薦使用Netty 作為底層通訊框架。

4、服務註冊中心 
可選技術： 
* Redis 
* Zookeeper 
* Consul 
* Etcd

程式設計實踐

Ricky_Fung基於 Netty4 + Zookeeper + protostuff + Spring 實現了一個簡單、高效的RPC框架Mango：https://github.com/TiFG/mango，歡迎大家fork/star。

開源的優秀RPC框架
阿里巴巴 Dubbo：https://github.com/alibaba/dubbo
新浪微博 Motan：https://github.com/weibocom/motan
gRPC：https://github.com/grpc/grpc
rpcx ：https://github.com/smallnest/rpcx
Apache Thrift ：https://thrift.apache.org/
 

參考：從零開始實現RPC框架 - RPC原理及實現