RPC原理与实现 | 青训营笔记

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这是我参与「第五届青训营」伴学笔记创作活动的第12天

前言

今天主要讲了RPC(远程调用服务)的相关知识

基本概念

RPC(Remote Procedure Call Protocol)远程过程调用协议。一个通俗的描述是:客户端在不知道调用细节的情况下,调用存在于远程计算机上的某个对象,就像调用本地应用程序中的对象一样。

比较正式的描述是: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。

调用过程

下面是一个本地调用函数,这里先展示一下本地函数调用过程

  • 将x,y压入栈
  • 通过函数指针找到add函数
  • 进入函数取出栈中的1和2,将其赋予x,y
  • 计算x + y,并将值压入栈中
  • 从栈中取出返回值,将其赋给z
func add(x,y int) {
    return x + y
}

func main() {
    var x = 1
    var y = 2
    z := add(x,y)
    fmt.Println(z)
    return
}

在本地,函数调用可以通过栈来实现,但是在网络中,我们不能通过内存来实现调用过程,只能将函数和参数转化成字节流,传给服务端后再解析成自己能读取的格式

下面是一次完整的RPC过程

  • 指定接口描述文件
  • 生成代码
  • 对传输数据进行编解码
  • 按照通信协议规范数据
  • 使用tcp/udp传输

RPC模型

这是RPC架构的原型图,提出了User,User-Sub,RpcRuntime,Server-Sub和Server五个模型,并且指出RPC的过程由这5个模型组成。 image.png

优点

  • 单一职责,有利于分工协作和运维开发
  • 可扩展性强,资源使用率更优
  • 故障隔离,服务整体可靠性增强

分层设计

编解码层

生成代码

使用同一份IDL文件,同时生成服务端和客户端两套代码,简化了开发

数据格式

  • 语言特定的格式
  • 文本格式
  • 二进制编码格式

二进制编码

TLV编码结构清晰简单,扩展性较好。但是增加了类型和长度两个冗余信息,有额外的内存开销,同时也增大了空间浪费。

选型

  • 兼容性
  • 通用性
  • 性能

协议层

  • 特殊结束符--一个特殊字符作为每个协议单元结束的标志
  • 变长协议--以定长加不定长的部分组成,其中定长部分需要描述不定长部分,

网络通信层

image.png

网络库

  • 提供易用的API
  • 功能
  • 性能

关键指标

  • 稳定性
  • 易用性
  • 扩展性
  • 观测性
  • 高性能

稳定性

为了提高服务的稳定性,一般有以下保障策略

  • 熔断:保护调用方,防止被调用的服务出现问题而影响整个链路
  • 限流:保护被调用方,防止大流量把服务压垮
  • 超时控制:避免资源浪费在不可用节点上

易用性

  • 开箱即用
  • 周边工具

扩展性

  • 中间件
  • 选项
  • 编解码层
  • 协议层
  • 网络传输层
  • 代码生成工具扩展

总结

今天的课让我了解了RPC协议的前世今生以及他的优缺点,极大的增长了我的见识,拓展了我的视野。让我对于企业服务开发有了更深的认识。