RPC框架 | 青训营笔记

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这是我参与「第五届青训营」笔记创作活动的第十一天

一、基本概念

1、本地函数调用

本地函数调用通过栈内存来实现信息保存与传输

2、远程函数调用(RPC)

远程函数调用是远距离传输信息,无法通过内存来进行消息传输,只能通过网络转化成其它形式进行传输,如字节流
RPC需要解决的问题

  • 函数映射
  • 数据转换成字节流
  • 网络传输

3、一次RPC的完整过程

  • IDL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称为编码,反之为解码,也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/相应数据外,通常还会包含额外的元数据
  • 网络传输:通常基于成熟的网络库走TCP/UDP传输

4、RPC的好处

  • 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

5、RPC带来的问题

  • 服务宕机时如何处理
  • 调用过程中发生网络异常,如何保证消息的可达性
  • 请求量突增导致服务无法及时处理,有哪些应对措施

二、分层设计

1、分层设计

从上到下的分层:

  • 用户自己编写的业务逻辑代码
  • 通过代码生成工具把IDL文件转换成不同语言对应的lib代码
  • 框架的编解码层
  • 框架的协议层
  • 框架的网络通信层

2、编解码层

(1)生成代码

一份IDL文件可以生成不同语言的代码

(2)数据格式

  • 语言特定的格式:许多编程语言都内建了将内存对象编码为字节序列的支持
  • 文本格式:JSON、XML、CSV等文本格式,具有人类可读性
  • 二进制编码:具备跨语言和高性能等优点

(3)二进制编码

TLV编码:有Tag、Length、Value

(4)选型

  • 兼容性
  • 通用型
  • 性能

3、协议层

(1)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识
  • 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

(2)协议构造

  • length:数据包大小
  • header magic:表示版本信息
  • sequence number:表示数据包的seqID
  • header size:头部长度
  • protocol id:编解码方式
  • transform id:压缩方式
  • info id:传递一些定制的meta信息
  • payload:消息体

4、网络通信层

网络库

  • 提供易用API
  • 功能:协议支持、优雅退出、异常处理等
  • 性能:应用层buffer减少copy,高性能定时器等