RPC核心概念理解

1 RPC概念

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。
对应rpc的是本地过程调用，函数调用是最常见的本地过程调用。
将本地过程调用变成远程过程调用会面临各种问题。

1.1 本地过程调用与远程过程调用

函数调用过程：

将1和2压入add函数的栈；
进入add函数，从栈中取出1和2分别赋值给a和b；
执行a + b将结果赋值给局部的total并压栈；
将栈中的值取出来赋值给全局的total。

原本的本地函数放到另一个服务器上去运行即远程过程调用，会引入很多新问题：

Call的id映射：我们怎么告诉远程机器我们要调用add，而不是sub或者Foo呢？在本地调用中，函数体是直接通过函数指针来指定的，我们调用add，编译器就自动帮我们调用它相应的函数指针。

但是在远程调用中，函数指针是不行的，因为两个进程的地址空间是完全不一样的。所以，在RPC中，所有的函数都必须有自己的一个ID。这个ID在所有进程中都是唯一确定的。客户端在做远程过程调用时，必须附上这个ID。然后我们还需要在客户端和服务端分别维护一个 {函数<-->Call lD} 的对应表。两者的表不一定需要完全相同，但相同的函数对应的Call ID必须相同。当客户端需要进行远程调用时，它就查一下这个表，找出相应的Call lD，然后把它传给服务端，服务端也通过查表，来确定客户端需要调用的函数，然后执行相应函数的代码。
序列化和反序列化（编码和解码）：客户端怎么把参数值传给远程的函数呢？在本地调用中，我们只需要把参数压到栈里，然后让函数自己去栈里读就行。但是在远程过程调用时，客户端跟服务端是不同的进程，不能通过内存来传递参数。甚至有时候客户端和服务端使用的都不是同一种语言（比如服务端用C++，客户端用Java或者Python），这时候就需要客户端把参数先转成一个字节流（json\xml\protobuf\msgpack），传给服务端后，再把字节流转成自己能读取的格式。这个过程叫序列化和反序列化。同理，从服务端返回的值也需要序列化反序列化的过程。
网络传输：远程调用往往用在网络上，客户端和服务端是通过网络连接的。所有的数据都需要通过网络传输，因此就需要有一个网络传输层。网络传输层需要把Call ID和序列化后的参数字节流传给服务端，然后再把序列化后的调用结果传回客户端。只要能完成这两者的，都可以作为传输层使用。因此，它所使用的协议其实是不限的，能完成传输就行。尽管大部分RPC框架都使用TCP协议，但其实UDP也可以，而gRPC干脆就用了HTTP2。Java的Netty也属于这层的东西。

1.2 数据编码协议和传输协议

1.2.1 数据编码协议

编码协议：在客户端，远程过程调用数据传输时需要把参数先转成一个字节流（json\xml\protobuf\msgpack），传给服务端后，再把字节流转成自己能读取的格式。这个过程叫序列化和反序列化（也称为编码和解码）。同理，从服务端返回的值也需要序列化反序列化的过程。

package main

import (
   "fmt"
)

type Company struct {
   Name    string
   Address string
}

type Employee struct {
   Name    string
   company Company
}

type PrintResult struct {
   Info string
   Err  error
}

//用于远程调用的函数
func RpcPrintln(employee Employee) PrintResult {
   /*
         客户端的工作：
         1.建立连接，基于tcp、http建立连接
         2.将employee对象序列化成json字符串 - 序列化
         3.发送json字符串 - 网络传输只能使用二进制数据，所以调用成功后实际上接收到的是一个二进制数据
         4.等待服务器发送结果
         5.将服务器返回的数据即二进制数据解析成PrintResult对象，此举是为了方便本地直接能使用对象，二进制数据是不能用的 - 反序列化

         服务端的工作：
         1.监听网络端口 80
         2.读取数据 - 二进制的json数据
         3.对数据进行反序列化成Employee对象 - 反序列化
         4.开始处理业务逻辑
         5.将处理结果的PrintResult对象序列化成json二进制数据 - 序列化
         6.将数据返回
      序列化和反序列化的编码协议是可以选择的，不一定要用json，xml、protobuf、msgpack也可以选择
   */
}

func main() {
   /*
      情景示例：有一个电商系统，有一个减库存的函数reduce，但是库存服务是一个独立的系统，需要远程调用reduce，
      那如何远程调用呢？一定会牵扯到网络，所以可以做成一个web服务（框架：gin、beego、自带的net/httpserver）

      1.函数的调用参数如何传递？
      最常用的是json（json是一种数据格式的协议或者说叫编码协议，但json并不是一个高性能的编码协议）
      除此之外还有其他的协议，比如：xml、protobuf、msgpack
      客户端把参数通过编码协议先转成一个字节流，传给服务端后，再把字节流转成自己能读取的格式。这个过程叫序列化和反序列化。同理，从服务端返回的值也需要序列化反序列化的过程。
      现在网络调用有两个端，即客户端和服务端，客户端为main函数，客户端负责将数据传输到gin，gin是服务端，服务端负责解析数据。
   */

   //将这个打印的工作放在另一台服务器上
   //此时需要将本地内存对象struct传到远程的服务器上，当然不能直接传，可行的方式是将struct序列化成json对象（即二进制对象）并进行传输
   fmt.Println(Employee{
      Name: "lee",
      company: Company{
         Name:    "ByteDance",
         Address: "beijing",
      },
   })
   //远程的服务需要将二进制对象反解成struct对象
}

1.2.2 数据传输协议

传输协议：数据在网络中传输需要遵循数据的传输协议，协议有两种，即tcp协议和http协议，常用的是http协议，有两个版本：http1.x和http2.0。

将服务器A的数据传输到服务器B需要在两服务器之间建立连接，可以选择tcp协议或者http协议，http协议是基于tcp协议建立的，其本身也是tcp连接，http协议有一个问题：一次性，一旦对方返回了结果连接会断开，http2.0可以保持长连接；在建立连接时也可以基于tcp协议封装一层应用协议。

posted @ 2022-09-26 15:56 雪碧锅仔饭阅读(72) 评论(0) 收藏举报

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