这是我参与「第五届青训营 」伴学笔记创作活动的第 16 天
RPC（Remote Procedure Call）即远程过程调用，是一种计算机通信协议，它允许一个进程（称为客户端）通过网络调用另一个进程（称为服务器）的一个服务而不需要了解底层网络细节。RPC 协议在分布式系统中发挥了重要作用。本文将简要介绍 RPC 的原理及实践。
一、RPC 原理
RPC 的主要原理是让远程服务的调用看起来像本地服务的调用，使得分布式系统间的调用过程更加简单、直观、快速。具体来说，RPC 协议的实现流程如下：
- 客户端通过调用本地 Stub（桩）代理对象的接口方法，传入参数。
- Stub 对象将参数序列化，并组装成合适的 RPC 请求格式。
- 请求数据通过网络传输到服务端。
- 服务端接收到请求数据后，通过解析数据，得到请求信息，并将请求信息反序列化为方法参数。
- 服务端调用本地服务方法，处理请求，并返回结果。
- 返回结果被序列化为响应数据，并通过网络传输到客户端。
- 客户端接收到响应数据后，通过解析数据，得到返回值。
通过 RPC 协议，客户端与服务端之间的通信可以像本地调用一样，无需了解底层通信细节。
二、 RPC实现
RPC实现方式有很多，常见的有两种：基于HTTP协议的RESTful API和基于二进制协议的远程调用。
基于HTTP协议的RESTful API是一种比较简单易用的RPC实现方式，通过HTTP协议传输数据，基于RESTful API的RPC实现可以使用各种编程语言和框架，比较灵活。在实际使用中，RESTful API主要用于提供数据接口和构建微服务架构，但其性能和效率相对较低，不适合处理大量的请求和响应。
而基于二进制协议的远程调用则是一种高效的RPC实现方式。通过使用二进制协议，可以将数据传输和解析的开销降到最低，大幅提高RPC的性能和效率。常用的二进制协议有Thrift、Protobuf等，这些协议具有高效的数据传输和解析机制，能够很好地支持分布式系统的构建。
RPC框架的分层设计：
此外，RPC实现过程中还需要考虑安全性和可靠性。安全性主要是指在传输过程中数据不被恶意攻击者窃取或篡改，而可靠性主要是指系统在遭遇各种异常情况时能够保证正常运行。
三、RPC 实践
RPC 协议广泛应用于分布式系统中，尤其是微服务架构中。下面简要介绍 RPC 实践中的一些关键技术。
- 序列化协议
序列化协议是 RPC 实现中的重要组成部分，它用于将对象序列化为字节数组，或将字节数组反序列化为对象。常见的序列化协议有 Java 中的 Java Serialization、JSON、XML、Thrift、Protocol Buffers 等。在选择序列化协议时，需要根据系统的性能需求、语言特性、序列化效率、序列化大小等因素进行权衡。
- 通信协议
通信协议是 RPC 实现中的另一个关键组成部分，它用于定义 RPC 消息的格式、传输方式等。常见的通信协议有 HTTP、TCP、UDP 等。在选择通信协议时，需要考虑系统的实时性、可靠性、传输效率等因素。
- 注册中心
在分布式系统中，需要实现服务发现和注册，以便客户端可以找到可用的服务提供者。注册中心是实现服务发现和注册的关键技术之一，它记录了当前可用的服务提供者和其 IP 地址等信息，客户端可以通过查询注册中心来获取可用服务。
字节内部 Kitex 实践分享
- 框架文档 Kitex
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自研网络库 Netpoll，背景：
a. 原生库无法感知连接状态
b. 原生库存在 goroutine 暴涨的风险
- 扩展性：支持多协议，也支持灵活的自定义协议扩展
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性能优化，参考 字节跳动 Go RPC 框架 KiteX 性能优化实践
a. 网络优化
- i. 调度优化
- ii. LinkBuffer 减少内存拷贝，从而减少 GC
- iii. 引入内存池和对象池
b. 编解码优化
- i. Codegen：预计算提前分配内存，inline，SIMD等
- ii. JIT：无生产代码，将编译过程移到了程序的加载（或首次解析）阶段，可以一次性编译生成对应的 codec 并高效执行
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合并部署
a. 微服务过微，引入的额外的传输和序列化开销越来越大
b. 将强依赖的服务统计部署，有效减少资源消耗
