这是我参与「第五届青训营」伴学笔记创作活动的第 12 天

RPC（Remote Procedure Call）远程过程调用，简单的理解是一个节点请求另一个节点提供的服务

基本概念

本地函数调用

1、将a和b的值压栈

2、通过函数指针找到calculate函数，进入函数取出栈中的值2和3，将其赋予x和y

3、计算x*y，并将结果存在z

4、将z的值压栈，然后从calculate返回

5、从栈中取出z返回值，并赋值给result

func main() {
    var a=2
    var b=3
    result := calculate(a,b)
    fmt.Println(result)
    return
}

func calculate(x,y int) {
    z := x*y
    return z
}

远程函数调用（RPC - Remote Procedure Calls）

RPC需要解决的问题

函数映射
数据转换成字节流
网络传输

网上商城-----------支付100元----------->支付服务--------余额减掉100元--------->返回扣款成功--------->网上商城

RPC概念模型

1984年Neison发表了论文《Implementing Remote Procedure Calls》，其中提出了RPC的过程由5个模型组成：Users、User-Stub、RPC-Runtime、Server-Stub、Server

一次完整的RPC过程

IDL（Interface description language）文件

IDL通过一种中立的方式来描述接口，使得在不同平台上运行的对象和不同语言编写的程序可以相互通信。

生成代码

通过编译器工具把IDL文件转换成语言对应的静态库

编解码

从内存中表示到字节序列的转换成为编码，反之为解码，也常常叫做序列化和反序列化

通信协议

规范了数据在网络中的传输内容和格式，除必须的请求/响应数据外，通常还会包含额外的元数据

RPC的优点

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，服务的整体可靠性更高

RPC的缺点

服务宕机，对方应该如何处理
在调用过程中发生网络异常，如何保证消息的可达性
请求量突然增加导致服务无法及时处理，有哪些应对措施

分层设计

分层设计 - 以Apache Thrift为例

编解码层 - 生成代码

编解码层 - 数据格式

语言特定的格式
文本格式
二进制编码

编解码层 - 二进制编码

TLV编码

Tag：标签，可以理解为类型
Length：长度
Value：值，这个值也可以十个TLV结构

编解码层 - 选型

兼容性支持自动增加新的字段，而不影响老的服务，这将提高系统的灵活度
通用性支持跨平台，跨语言
性能从空间和时间两个维度来考虑，也就是编码后数据大小和编码耗费时长。

协议层 - 概念

特殊结束符一个特殊字符作为每个协议单元结束的标示
变长协议以定长加不定长的部分组成，其中定长的部分需要描述不定长的内容长度

协议层 - 协议构造

协议层 - 协议解析

网络通信层 - Sockets API

网络通信层 - 网络库

提供常用API
- 封装底层Socket API
- 连接管理和事件分发
功能
- 协议支持：tcp、udp和uds等
- 优雅推出、异常处理等
性能
- 应用层buffer减少copy
- 高性能定时器、对象池等

关键指标

稳定性 - 保障策略

熔断
限流
超时控制

稳定性 - 请求成功率

负载均衡、重试

稳定性 - 长尾请求

稳定性 - 注册中间件

易用性

开箱即用合理的默认参数选项、丰富的文档
周边工具生成代码工具、脚手架工具

扩展性

Middleware
Option
编解码层
协议层
网络传输层
代码生成工具插件扩展

观测性

Log、Metric、Tracing
内置观测性服务

高性能

企业实践

整体架构 - Kitex

Kitex Core 核心组件
Kitex Byted 与公司内部基础设施集成
Kitex Tool 代码生成工具

自研网络库

背景

原生库无法感知连接状态
原生库存在goroutine暴涨的风险

Netpoll

解决无法感知连接状态问题
解决goroutine暴涨的风险
提升性能

扩展性设计

性能优化

网络库优化

调度优化
LinkeBuffer
Pool

编解码优化

Codegen
JIT

合并部署

微服务过微，传输和序列化开销越来越大。将亲和性强的服务实例尽可能调度到同一个物理机，远程RPC调用优化为本地RPC调用。

RPC原理与实现 | 青训营笔记