RPC框架_牛客博客

RPC 远程过程调用

RPC（Remote Procedure Call Protocol）远程过程调用协议，通过网络从远程计算机上请求调用某种服务。一次RPC调用的过程大概有10步：

1.执行客户端调用语句，传送参数

2.调用本地系统发送网络消息

3.消息传送到远程主机

4.服务器得到消息并取得参数

5.根据调用请求以及参数执行远程过程（服务）

6.执行过程完毕，将结果返回服务器句柄

7.服务器句柄返回结果，调用远程主机的系统网络服务发送结果

8.消息传回本地主机

9.客户端句柄由本地主机的网络服务接收消息

10.客户端接收到调用语句返回的结果数据

RMI 远程方法调用

RMI:远程方法调用(Remote Method Invocation)。能够让在客户端Java虚拟机上的对象像调用本地对象一样调用服务端java 虚拟机中的对象上的方法。

RMI远程调用步骤：

1，客户调用客户端辅助对象stub上的方法

2，客户端辅助对象stub打包调用信息（变量，方法名），通过网络发送给服务端辅助对象skeleton

3，服务端辅助对象skeleton将客户端辅助对象发送来的信息解包，找出真正被调用的方法以及该方法所在对象

4，调用真正服务对象上的真正方法，并将结果返回给服务端辅助对象skeleton

5，服务端辅助对象将结果打包，发送给客户端辅助对象stub

6，客户端辅助对象将返回值解包，返回给调用者

7，客户获得返回值

RPC 与 RMI 的区别

1：方法调用方式不同

RMI中是通过在客户端的Stub对象作为远程接口进行远程方法的调用。每个远程方法都具有方法签名。如果一个方法在服务器上执行，但是没有相匹配的签名被添加到这个远程接口(stub)上，那么这个新方法就不能被RMI客户方所调用。

RPC中是通过网络服务协议向远程主机发送请求，请求包含了一个参数集和一个文本值，通常形成“classname.methodname(参数集)”的形式。RPC远程主机就去搜索与之相匹配的类和方法，找到后就执行方法并把结果编码，通过网络协议发回。

2：适用语言范围不同

RMI只用于Java；

RPC是网络服务协议，与操作系统和语言无关。

3：调用结果的返回形式不同

Java是面向对象的，所以RMI的调用结果可以是对象类型或者基本数据类型；

RMI的结果统一由外部数据表示 (External Data Representation, XDR) 语言表示，这种语言抽象了字节序类和数据类型结构之间的差异。

1. RPC框架的概念

RPC（Remote Procedure Call）–远程过程调用，通过网络通信调用不同的服务，共同支撑一个软件系统，微服务实现的基石技术。

使用RPC可以解耦系统，方便维护，同时增加系统处理请求的能力。

上面是一个简单的软件系统结构，我们拆分出来用户系统和订单系统做为服务存在，让不同的站点去调用。

只需要引入各个服务的接口包，在代码中调用RPC服务就跟调用本地方法一样，我刚接触到这种调用方式的时候颇为惊奇，我明明调用的就是java语言方法啊（已java为例，现在RPC框架一般都支持多语言），怎么就调用了远程的服务了呢？？

如上图所示，我将一个RPC调用流程概括为上图中5个流程，左边3个为客户端流程，右边两个为服务端流程。

下面就各流程进行解析

2.2 客户端调用

服务调用方在调用服务时，一般进行相关初始化，通过配置文件/配置中心获取服务端地址用户调用。

//用户服务接口
public interface UserService{
    public User genericUser(Integer id ,String name,Long phone);
}

//调用方
//服务初始化
KPRC.init("D:\\krpc\\service\\demo\\conf\\client.xml");
UserService service = ProxyFactory.create(UserService.class,"demo","demoService");
User user=service.genericUser(1,"yasin",18888888L);

2.3 动态代理

动态代理这东西意如其名，它代理你帮你做事情，动态代理看这篇文章《详解 Java 中的三种代理模式》。

上面我们不说道直接调用一个接口中的方法，并且没有用该接口的实现类调用，那么方法是怎么生效的呢？

可以看到这个用户服务这个service是由ProxyFactory代理工程创造的，在该ProxyFactory#create()方法中就跟一个代理处理器绑定在一起了。

这个类实现了InvocationHandler接口（JDK提供的动态代理技术），每次去调用接口方法，最终都交由该handler进行处理。

这个环节一般会获取方法的一些信息，例如方法名，方法参数类型，方法参数值，返回对象类型。

同时这个环节会提供序列化功能，一般的RPC网络传输使用TCP（哪怕使用HTTP）传输，这里也要将这些参数进行封装成我们定义的数据接口进行传输。

2.4 网络传输

我们通过将方法参数进行处理后，就要使用发起网络请求，使用tcp传输的就利用socket通信进行传输，这一块我开源项目中使用的同步堵塞的方案进行请求，也可以使用一些非堵塞方案进行请求，效率会更高一些。

2.5 服务端数据接受

这一块使用netty，可以快速一个高性能、高可靠的一个服务端。

public class ServerHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter {

    @Override
    public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) throws Exception {
        ByteBuf buf = (ByteBuf)msg;  
        byte[] bytes = new byte[buf.readableBytes()];  
        buf.readBytes(bytes);  

        byte[] responseBytes = RequestHandler.handler(bytes);
        ByteBuf resbuf = ctx.alloc().buffer(responseBytes.length);
        resbuf.writeBytes(responseBytes);
        ctx.writeAndFlush(resbuf);

    }    

    @Override
    public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) throws Exception {
        cause.printStackTrace();
        ctx.close();
    }
}

上面代码是我项目中使用的服务端代码。关于netty网上学习的资料很多，这里也只是宏观的讲解RPC原理

2.6 真实调用

服务端获取客户端请求的数据后，调用请求中的方法，方法参数值，通过反射调用真实的方法，获取其返回值，将其序列化封装，通过netty进行数据返回，客户端在接受数据并解析，这就完成了一次rpc请求调用的全过程。

2.7 服务端的动态加载

通过2.2到2.6的说明，一次RPC请求过程大致如此，但是一个RPC框架会有很多细节需要处理。

其实在一次请求调用前，服务端肯定要先启动。

服务端作为一个容器，跟我们熟知的tomcat一样，它可以动态的加载任何项目。所以在服务端启动的时候，必须要进行一个动态加载的过程。

在KRPC中，我使用了URLClassLoader动态加载一个指定路径的jar包，任何业务服务的实现所依赖的jar包都可以放入该路径中。

3. 总结

一个RPC框架大致需要动态代理、序列化、网络请求、网络请求接受(netty实现)、动态加载、反射这些知识点。

现在开源及各公司自己造的RPC框架层出不穷，唯有掌握原理是一劳永逸的。