RPC-整体概念

RPC概述

　　RPC（Remote Procedure Call），即远程过程调用，是一种通过网络从远程计算机程序上请求服务而不需要了解底层网络技术的协议，实现调用远程主机上的方法就像调用本地方法一样。RPC协议在分布式系统中发挥重要的作用。

RPC涉及的技术

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图片摘自http://blog.csdn.net/yinwenjie/article/details/49453303

　　RPC是典型的C/S模型，可以逻辑上由下到上划分为Transfer/Network Protocol、Message Protocol、Selector/Processor（Server端）和Stub/Proxy（Client端）等层次。

　　Transfer/Network Protocol层

　　　　主要负责不同主机之间数据的传输，主要包括采用的网络传输协议和网络I/O模型。

　　　　传输协议（Transport Protocol）

　　　　　　大多数RPC是建立在TCP协议（传输层协议）之上，因为TCP具有面向连接的、全双工、可靠传输（按序、不重、不丢、容错）、流量控制（滑动窗口）等特点。当然也可以使用http协议、UDP协议等。

　　　　I/O模型（I/O Model）

　　　　　　阻塞式同步IO（bloking IO）、非阻塞式同步IO（non-blocking IO）、多路复用IO（multiplexing IO）、异步IO（asynchronous IO）

　　　　　　具体特点见I/O随笔。

　　Message Protocol层

　　　　主要负责传输数据的识别，主要包括协议结构（Wire Protocol）和序列化（Serialization），经过I/O只能在不同主机之间传输二进制数据，协议结构和序列化则是解决如何识别这些二进制数据。。

　　　　协议结构（Wire Protocol）

　　　　　　TCP粘包和半包问题

　　　　　　　　如下图，发送端发送ABC、DEF、GHI三个Frame，而接收端可能收到四个Frame。

　　　　　　　　TCP只保证将数据可靠有序的传输，但接收端收到的Frame和发送端发送的Frame可能并不一致，这就是TCP粘包和半包问题，其中AB、H、I为半包，CDEFG为粘包。

　　　　　　TCP粘包和半包发生的原因

　　　　　　　　1）应用层：应用程序write写入的字节大小大于套接口发送的缓冲区大小；

　　　　　　　　2）TCP层：大于MSS（maximum segment size，最大报文段长度，即TCP层报文段的最大长度）的TCP分段；

　　　　　　　　3）IP层：以太网帧大于MTU（maximum transmission unit，最大传输单元）的IP分片。

　　　　　　　　关于MSS和MTU的相关知识可参考：http://blog.csdn.net/feng1072218457/article/details/51219251

　　　　　　TCP粘包和半包的解决方法

　　　　　　　　1）采用分隔符，例如：在消息结尾增加回车换行符（\r\n）进行分割，典型的是FTP协议。

　　　　　　　　2）消息定长，例如：将消息分为消息头和消息体，即header+payload的方式，消息头中含有消息总长度或消息体长度，典型的是http协议。

　　　　　　协议结构解决的就是TCP粘包和半包问题，它能够从二进制数据流中识别并分割出具有应用层语义的消息。

　　　　序列化（Serialization）

　　　　　　从二进制数据流中取出应用层语义的消息后，就需要将该消息转换成本地可识别的数据（例如对象或结构体等），这个过程称为序列化和反序列化技术。

　　　　　　常见的序列化技术有：Protocol Buffers，Thrift，XML，JSON，MessagePack，Hessian，Protostuff，Java Native Serialize，FST等

　　IDL（Interface description language，接口定义语言）

　　　　IDL是RPC框架实现跨语言的基础，定义了一种各语言能够理解的消息结构、接口定义的描述形式。

　　Stub/Proxy

　　　　客户端通过代理实现对远程接口的调用，RPC框架Proxy负责消息格式、传输协议实现。

　　Selector/Processor

　　　　负责接收客户端的请求并执行服务端对接口的实现，主要包括：管理RPC接口的注册、判断客户端的请求权限、控制接口实现类的执行在内的各种工作。

常见的RPC框架

　　Thrift：来自Facebook的开源项目，有自己的IDL，支持跨语言，基于TCP协议，支持多种消息格式（二进制、JSON等）、支持阻塞I/O模型和多路复用I/O模型，性能优秀。http://thrift.apache.org/

　　GRPC：来自Google的开源项目，有自己的IDL，支持跨语言，基于HTTP/2协议，只支持Protocol Buffers序列化。https://github.com/grpc/grpc

　　Dubbo：来自阿里的开源分布式服务框架，除了集成RPC的规范外，Dubbo还在RPC的上层搭建服务层功能、配置层功能、服务路由功能。http://dubbo.io/

参考资料

　　体系化认识RPC

　　架构设计：系统间通信（10）——RPC的基本概念

　　MSS and MTU