五分钟快速掌握RPC原理及实现

随着公司规模的不断扩大，以及业务量的激增，单体应用逐步演化为服务/微服务的架构模式， 服务之间的调用大多采用rpc的方式调用，或者消息队列的方式进行解耦。几乎每个大厂都会创建自己的rpc框架，或者基于知名的rpc框架进行改造因此今天我们来讲讲rpc吧。

​RPC概述

RPC(Remote Procedure Call)即远程过程调用，也就是说两台服务器A，B，一个应用部署在A服务器上，想要调用B服务器上应用提供的函数/方法，由于不在一个内存空间，不能直接调用，需要通过网络来表达调用的语义和传达调用的数据。

RPC框架原理

在RPC框架中主要有三个角色：Provider、Consumer和Registry。如下图所示：

节点角色说明：

* Server: 暴露服务的服务提供方。

* Client: 调用远程服务的服务消费方。

* Registry: 服务注册与发现的注册中心。

RPC调用流程

1.调用客户端句柄；执行传送参数

2.调用本地系统内核发送网络消息

3.消息传送到远程主机

4.服务器句柄得到消息并取得参数

5.执行远程过程

6.执行的过程将结果返回服务器句柄

7.服务器句柄返回结果，调用远程系统内核

8.消息传回本地主机

9.客户句柄由内核接收消息

10.客户接收句柄返回的数据

服务注册&发现

服务提供者启动后主动向注册中心注册机器ip、port以及提供的服务列表；

服务消费者启动时向注册中心获取服务提供方地址列表，可实现软负载均衡和Failover；

使用到的技术

1、动态代理

生成 client stub和server stub需要用到 Java 动态代理技术 ，我们可以使用JDK原生的动态代理机制，可以使用一些开源字节码工具框架 如：CgLib、Javassist等。

2、序列化

为了能在网络上传输和接收 Java对象，我们需要对它进行 序列化和反序列化操作。

* 序列化：将Java对象转换成byte[]的过程，也就是编码的过程；

* 反序列化：将byte[]转换成Java对象的过程；

可以使用Java原生的序列化机制，但是效率非常低，推荐使用一些开源的、成熟的序列化技术，例如：protobuf、Thrift、hessian、Kryo、Msgpack

关于序列化工具性能比较可以参考：jvm-serializers

3、NIO

当前很多RPC框架都直接基于netty这一IO通信框架，比如阿里巴巴的HSF、dubbo，Hadoop Avro，推荐使用Netty 作为底层通信框架。

4、服务注册中心

可选技术：

* Redis

* Zookeeper

* Consul

* Etcd

JAVA中几种常用的RPC框架介绍

Java中的RPC框架比较多，各有特色，广泛使用的有RMI、Hessian、Dubbo等。

RPC还有一个特点就是能够跨语言，本文只以JAVA语言里的RPC为例。

RMI(远程方法调用)

JAVA自带的远程方法调用工具，不过有一定的局限性，毕竟是JAVA语言最开始时的设计，后来很多框架的原理都基于RMI，RMI的使用如下：

对外接口

服务实现

RMI客户端

开源的优秀RPC框架

• 阿里巴巴 Dubbo：https://github.com/alibaba/dubbo
• 新浪微博 Motan：https://github.com/weibocom/motan
• gRPC：https://github.com/grpc/grpc
• rpcx ：https://github.com/smallnest/rpcx
• Apache Thrift ：https://thrift.apache.org/