小白入門微服務(1) - RPC 初體驗

zone發表於2018-09-10
微服務RPC

概述

  • 前言
  • 什麼是 RPC
  • RPC 原理
  • 常用 RPC 框架對比
  • thrift 基礎
  • python、nodejs 互調
  • 後記

前言

上一篇文章中，我們初步瞭解了什麼是微服務，那麼我們這次來體驗一下微服務中是怎麼通訊的。如果我的文章對你有幫助，歡迎關注、點贊、轉發，這樣我會更有動力做原創分享。

什麼是 RPC

Remote Procedure Call，即為 -- 遠端過程呼叫。通俗地解釋一下：你有 A、B 兩臺電腦，A 電腦用 python 實現了一個加法運算，此時此刻 B 電腦有一個用 Java 實現的程式，想呼叫 A 電腦的加法運算程式。然而，記憶體空間不在同一臺電腦，且程式語言也不相同，如何呼叫呢？此時此刻就用網路來表達呼叫的語義與呼叫引數。當然，現在我們不用自己去實現這些東西，當下有很多成熟的 RPC 框架供我們選擇。

RPC 原理

什麼都別說，先上圖。

RPC 原理
在往下看之前，我們先來了解一下：stub stub 規定了 server 能夠提供什麼服務，這在 server 和 client 上是一致的。 RPC 呼叫鏈文字描述： (1）client 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）server 執行方法並將結果返回給 server stub； (7）server stub 將返回結果打包成訊息併傳送至 client； (8）client stub 接收到訊息，並進行解碼； (9）client 得到最終結果。

RPC 呼叫鏈： (1)client 發起請求：rpc call --> send --> network (2)server 接受請求：network --> receive --> local call (3)server 返回結果：local return --> send --> network (4)client 接收結果：network --> receive --> rpc return

以上就是 RPC 的原理，需要說明的是，它是同步呼叫的。

常用 RPC 框架對比

RPC 種類 dubbon rpcx grpc thrift
開發語言 Java go 跨語言 跨語言
服務治理 √ √ × ×
多序列化框架支援 √ √ × ×
多種註冊中心 √ √ × ×
管理中心 √ √ × ×
跨語言 × × √ √

一下文字為引用（colobu.com/2016/09/05/…

Dubbo 是阿里巴巴公司開源的一個 Java 高效能優秀的服務框架，使得應用可通過高效能的 RPC 實現服務的輸出和輸入功能，可以和 Spring框架無縫整合。不過，略有遺憾的是，據說在淘寶內部，dubbo 由於跟淘寶另一個類似的框架 HSF（非開源）有競爭關係，導致 dubbo 團隊已經解散（參見www.oschina.net/news/55059/… 中的評論），反到是噹噹網的擴充套件版本仍在持續發展，牆內開花牆外香。其它的一些知名電商如噹噹、京東、國美維護了自己的分支或者在 dubbo 的基礎開發，但是官方的庫缺乏維護，相關的依賴類比如 Spring，Netty 還是很老的版本(Spring 3.2.16.RELEASE, netty 3.2.5.Final),倒是有些網友寫了升級 Spring 和 Netty 的外掛。

rpcx 是Go語言生態圈的 Dubbo， 比 Dubbo 更輕量，實現了 Dubbo 的許多特性，藉助於Go語言優秀的併發特性和簡潔語法，可以使用較少的程式碼實現分散式的 RPC 服務。

gRPC 是 Google 開發的高效能、通用的開源 RPC 框架，其由 Google 主要面向移動應用開發並基於 HTTP/2 協議標準而設計，基於 ProtoBuf(Protocol Buffers) 序列化協議開發，且支援眾多開發語言。本身它不是分散式的，所以要實現上面的框架的功能需要進一步的開發。

thrift 是 Apache 的一個跨語言的高效能的服務框架，基於 thrift 進行序列化。也得到了廣泛的應用。

其中比較受關注的是：grpc 與 thrift 。 **grpc 支援的語言：**C++,C#,Dart,Go,Java,Node.js,Objective-C,PHP,Python,Ruby, **thrift 支援的語言：**C++, Java, Python, PHP, Ruby, Erlang, Perl, Haskell, C#, Cocoa, JavaScript, Node.js, Smalltalk, OCaml and Delphi 等

thrift 基礎

實現兩門語言的相互呼叫，這裡選用 thrift 框架，接下來會簡單介紹一下 thrift 的用法，並編碼實現一個 python 與 nodejs 互相呼叫的程式。下面簡單介紹下 thrift 語法。 基本資料型別：

bool: 布林型別(true / false)

byte: 8位帶符號整數

i16: 16位帶符號整數

i32: 32位帶符號整數

i64: 64位帶符號整數

double: 64位浮點數

string: 採用UTF-8編碼的字串

map<t1,t2> 鍵值對

list<t1> 列表

set<t1> 集合
複製程式碼

結構：

struct User {
1: i32 uid,
2: string name,
3: string age,
4: string sex
}
複製程式碼

service，對外擴充套件的介面：

service UserStorage {
void addUser(1: User user),
User getUser(1: i32 uid)
}
複製程式碼

最後，使用 thrift 命令生成相應的介面檔案：

thrift -out ../python --gen py test.thrift
thrift -out 儲存路徑 --gen 介面語言 thrift 檔名
複製程式碼

python、nodejs 互調

OK，語法差不多都熟悉了，那麼我們來實踐一下：

專案結構圖
其中綠色框框為我們自己新建的程式碼，紅色框框為 thrift 生成的程式碼，我們呼叫就行。 我們先來看互相呼叫的結果： 先看看 python 為服務端，nodejs 為客戶端的呼叫情況：
python 服務端
nodejs 客戶端

在看看，nodejs 為服務端，python 為客戶端的情況：

nodejs 服務端

python 客戶端

createThrift.sh

#!/bin/bash
cd thrift
thrift -out ../nodejs --gen js:node test.thrift
thrift -out ../python --gen py test.thrift
複製程式碼

test.thrift

生成紅色框框的 thrift 介面程式碼檔案。

struct Student{
1: string name,
2: string age
}
service UserService{
     void addStu(1: Student stu),
     Student getStu(1: string name)
}
複製程式碼

python server

from python.test import UserService
from thrift.transport import TSocket
from thrift.transport import TTransport
from thrift.protocol import TBinaryProtocol
from thrift.server import TServer
stus = {}
class TestHandler:
    def addStu(self, stu):
        print("我是 python 伺服器，我的 addStu() 方法被呼叫了.")
        stus[stu.name] = stu
        # print("add new student : " + stu.name)

    def getStu(self, name):
        print("我是 python 伺服器，我的 getStu() 方法被呼叫了.")
        print("get student : " + name)
        return stus[name]

# 建立服務端
handler = TestHandler()
processor = UserService.Processor(handler)
# 監聽埠
transport = TSocket.TServerSocket("127.0.0.1", 3000)
# 選擇傳輸層
tfactory = TTransport.TBufferedTransportFactory()
# 選擇傳輸協議
pfactory = TBinaryProtocol.TBinaryProtocolFactory()
# 建立服務端
server = TServer.TSimpleServer(processor, transport, tfactory, pfactory)
print("Starting thrift server in python...")
server.serve()
複製程式碼

python client

from python.test import UserService
from thrift.transport import TSocket
from thrift.transport import TTransport
from thrift.protocol import TBinaryProtocol

__HOST = '127.0.0.1'
__PORT = 3000
tsocket = TSocket.TSocket(__HOST, __PORT)
transport = TTransport.TBufferedTransport(tsocket)
protocol = TBinaryProtocol.TBinaryProtocol(transport)
# 穿件客戶端
client = UserService.Client(protocol)
# thrift 生成的的 Student 結構
stu = UserService.Student("zone", "18")
transport.open()
# 呼叫服務端 addStu() 方法
print("我是 python 客戶端，我呼叫了 addStu() 方法.")
client.addStu(stu)
# 呼叫服務端 getStu() 方法
print("我是 python 客戶端，我呼叫了 getStu() 方法.")
print("返回的結果為：" + client.getStu("zone"))
transport.close()
複製程式碼

nodejs server

var thrift = require("thrift");
var UserService = require('../UserService.js');
var ttypes = require('../test_types');

var stus = {}
var server = thrift.createServer(UserService,
    {
        addStu: function (stu, callback) {
            console.log("我是 nodejs 伺服器，我的 addStu() 方法被呼叫了.");
            stus[stu.name] = stu
            console.log(stu);
            callback();
        },
        getStu: function (name, callback) {
            console.log("我是 nodejs 伺服器，我的 getStu() 方法被呼叫了.");
            callback(null, stus[name])
        }
    }
);
// 啟動服務
server.listen(3000);
console.log("nodejs server start");
server.on("error", function (e) {
    console.log(e);
});
複製程式碼

nodejs client

var thrift = require('thrift');
var UserService = require('../UserService.js');
var ttypes = require('../test_types');

var connection = thrift.createConnection('127.0.0.1', 3000);
var client = thrift.createClient(UserService, connection);
connection.on("error", function (e) {
    console.log(e);
});
var stu = new ttypes.Student({name: "zone-nodejs", age: "23"});
// 呼叫服務端 addStu() 方法
client.addStu(stu, function (err, res) {
    if (err) {
        console.log(err);
        return
    }
    console.log("我是 nodejs 客戶端，我呼叫了 addStu() 方法.")
})
// 呼叫服務端 getStu() 方法
client.getStu("zone-nodejs", function (err, res) {
    if (err) {
        console.log(err);
        return
    }
    console.log("我是 nodejs 客戶端，我呼叫了 getStu() 方法.")
    console.log("返回的結果為：" + res)
})
複製程式碼

後記

微服務中，RPC 框架的效能是很重要的，因為一旦要做微服務，就是成百上千個微服務的，這涉及到各個微服務之間的通訊問題。通訊慢了，那麼整體的響應速度也就相對慢很多了。下一篇文章講一下訊息佇列，敬請期待！

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