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 11 天。

基本概念

远程函数调用(RPC - Remote Procedure Calls)

RPC需要解决的问题

  1. 函数映射
  2. 数据转换成字节流
  3. 网络传输

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:User、User-Stub、RPC-Runtime、Server-Stub、Server

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一次RPC的完整过程

  • 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用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

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RPC的好处

  1. 单一职责,有利于分工协作和运维开发
  2. 可扩展性强,资源使用率更优
  3. 故障隔离,服务的整体可靠性更高

RPC带来的问题

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

分层设计

  • 编解码层
  • 协议层
  • 网络通信层

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编解码层

生成代码

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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,例如Java由java.io.Serializable

  • 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,常见有Thrift的BinaryProtocal、Protobuf等

二进制编码

TLV编码

  • Tag:标签,可以理解为类型
  • Lenght:长度
  • Value:值,Value也可以是个TLV结构

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