RPC(Remote Procedure Call)—[远程过程调用],它是一种通过[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。[RPC协议]假定某些[传输协议]的存在,如TCP或UDP,为通信程序之间携带信息数据。在OSI[网络通信]模型中,RPC跨越了[传输层]和[应用层]。RPC使得开发包括网络[分布式]多程序在内的应用程序更加容易。
RPC采用客户机/服务器模式。请求程序就是一个客户机,而服务提供程序就是一个服务器。首先,客户机调用进程发送一个有进程参数的调用信息到服务进程,然后等待应答信息。在服务器端,进程保持睡眠状态直到调用信息到达为止。当一个调用信息到达,服务器获得进程参数,计算结果,发送答复[信息],然后等待下一个调用信息,最后,客户端调用进程接收答复信息,获得进程结果,然后调用执行继续进行。
有多种 RPC模式和执行。最初由 Sun 公司提出。IETF ONC 宪章重新修订了 Sun 版本,使得 ONC RPC 协议成为 IETF 标准协议。现在使用最普遍的模式和执行是开放式软件基础的分布式计算[环境](DCE)。
如何科学的解释RPC
说起RPC,就不能不提到分布式,这个促使RPC诞生的领域。
假设你有一个计算器接口,Calculator,以及它的实现类CalculatorImpl,那么在系统还是单体应用时,你要调用Calculator的add方法来执行一个加运算,直接new一个CalculatorImpl,然后调用add方法就行了,这其实就是非常普通的本地函数调用,因为在同一个地址空间,或者说在同一块内存,所以通过方法栈和参数栈就可以实现。
现在,基于高性能和高可靠等因素的考虑,你决定将系统改造为分布式应用,将很多可以共享的功能都单独拎出来,比如上面说到的计算器,你单独把它放到一个服务里头,让别的服务去调用它。
这下问题来了,服务A里头并没有CalculatorImpl这个类,那它要怎样调用服务B的CalculatorImpl的add方法呢?
有同学会说,可以模仿B/S架构的调用方式呀,在B服务暴露一个Restful接口,然后A服务通过调用这个Restful接口来间接调用CalculatorImpl的add方法。
很好,这已经很接近RPC了,不过如果是这样,那每次调用时,是不是都需要写一串发起http请求的代码呢?比如httpClient.sendRequest…之类的,能不能像本地调用一样,去发起远程调用,让使用者感知不到远程调用的过程呢,像这样:
@Reference
private Calculator calculator;
...
calculator.add(1,2);
...
这时候,有同学就会说,用代理模式呀!而且最好是结合Spring IoC一起使用,通过Spring注入calculator对象,注入时,如果扫描到对象加了@Reference注解,那么就给它生成一个代理对象,将这个代理对象放进容器中。而这个代理对象的内部,就是通过httpClient来实现RPC远程过程调用的。
可能上面这段描述比较抽象,不过这就是很多RPC框架要解决的问题和解决的思路,比如阿里的Dubbo。
RPC要解决的两个问题:
解决分布式系统中,服务之间的调用问题。
远程调用时,要能够像本地调用一样方便,让调用者感知不到远程调用的逻辑。
如何实现一个RPC
实际情况下,RPC很少用到http协议来进行数据传输,毕竟我只是想传输一下数据而已,何必动用到一个文本传输的应用层协议呢。为什么不直接使用二进制传输?比如直接用Java的Socket协议进行传输?
不管用何种协议进行数据传输,一个完整的RPC过程,都可以用下面这张图来描述:
以左边的Client端为例,Application就是rpc的调用方,Client Stub就是我们上面说到的代理对象,也就是那个看起来像是Calculator的实现类,其实内部是通过rpc方式来进行远程调用的代理对象,至于Client Run-time Library,则是实现远程调用的工具包,比如jdk的Socket,最后通过底层网络实现实现数据的传输。
这个过程中最重要的就是序列化和反序列化了,因为数据传输的数据包必须是二进制的,你直接丢一个Java对象过去,人家可不认识,你必须把Java对象序列化为二进制格式,传给Server端,Server端接收到之后,再反序列化为Java对象。
RPC vs Restful
其实这两者并不是一个维度的概念,总得来说RPC涉及的维度更广。
如果硬要比较,那么可以从RPC风格的url和Restful风格的url上进行比较。
比如你提供一个查询订单的接口,用RPC风格,你可能会这样写:
/queryOrder?orderId=123
用Restful风格:
Get
/order?orderId=123
RPC是面向过程,Restful是面向资源,并且使用了Http动词。从这个维度上看,Restful风格的url在表述的精简性、可读性上都要更好。
RPC vs RMI
严格来说这两者也不是一个维度的。
RMI是Java提供的一种访问远程对象的协议,是已经实现好了的,可以直接用了。
而RPC呢?人家只是一种编程模型,并没有规定你具体要怎样实现,你甚至都可以在你的RPC框架里面使用RMI来实现数据的传输,比如Dubbo:[Dubbo - rmi协议]
RPC没那么简单
要实现一个RPC不算难,难的是实现一个高性能高可靠的RPC框架。
比如,既然是分布式了,那么一个服务可能有多个实例,你在调用时,要如何获取这些实例的地址呢?
这时候就需要一个服务注册中心,比如在Dubbo里头,就可以使用Zookeeper作为注册中心,在调用时,从Zookeeper获取服务的实例列表,再从中选择一个进行调用。
那么选哪个调用好呢?这时候就需要负载均衡了,于是你又得考虑如何实现复杂均衡,比如Dubbo就提供了好几种负载均衡策略。
这还没完,总不能每次调用时都去注册中心查询实例列表吧,这样效率多低呀,于是又有了缓存,有了缓存,就要考虑缓存的更新问题……
你以为就这样结束了,没呢,还有这些:
客户端总不能每次调用完都干等着服务端返回数据吧,于是就要支持异步调用;
服务端的接口修改了,老的接口还有人在用,怎么办?总不能让他们都改了吧?这就需要版本控制了;
服务端总不能每次接到请求都马上启动一个线程去处理吧?于是就需要线程池;
服务端关闭时,还没处理完的请求怎么办?是直接结束呢,还是等全部请求处理完再关闭呢?
…