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  • RPC介绍
  • 国内外知名的RPC框架
  • RPC vs RESTful
  • 为什么要用RPC?
  • 参考文档

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  1. RPC
  2. RPC模式介绍

RPC概念

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Last updated 5 years ago

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RPC介绍

RPC(Remote Procedure Call)—,它是一种通过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。假定某些的存在,如TCP或UDP,为通信程序之间携带信息数据。在OSI模型中,RPC跨越了和。RPC使得开发包括网络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,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(DCE)。

远程过程调用是一个分布式计算的客户端-服务器(Client/Server)的例子,它简单而又广受欢迎。 远程过程调用总是由客户端对服务器发出一个执行若干过程请求,并用客户端提供的参数。执行结果将返回给客户端。 由于存在各式各样的变体和细节差异,对应地派生了各式远程过程调用协议,而且它们并不互相兼容。

为了允许不同的客户端均能访问服务器,许多标准化的 RPC 系统应运而生了。其中大部分采用接口描述语言(Interface Description Language,IDL),方便跨平台的远程过程调用。

从上图可以看出, RPC 本身是 client-server模型,也是一种 request-response 协议。

有些实现扩展了远程调用的模型,实现了双向的服务调用,但是不管怎样,调用过程还是由一个客户端发起,服务器端提供响应,基本模型没有变化。

服务的调用过程为:

  1. client调用client stub,这是一次本地过程调用

  2. client stub将参数打包成一个消息,然后发送这个消息。打包过程也叫做 marshalling

  3. client所在的系统将消息发送给server

  4. server的的系统将收到的包传给server stub

  5. server stub解包得到参数。 解包也被称作 unmarshalling

  6. 最后server stub调用服务过程. 返回结果按照相反的步骤传给client

国内外知名的RPC框架

RPC只是描绘了 Client 与 Server 之间的点对点调用流程,包括 stub、通信、RPC 消息解析等部分,在实际应用中,还需要考虑服务的高可用、负载均衡等问题,所以产品级的 RPC 框架除了点对点的 RPC 协议的具体实现外,还应包括服务的发现与注销、提供服务的多台 Server 的负载均衡、服务的高可用等更多的功能。 目前的 RPC 框架大致有两种不同的侧重方向,一种偏重于服务治理,另一种偏重于跨语言调用。

服务治理型的 RPC 框架有Alibab Dubbo、Motan 等,这类的 RPC 框架的特点是功能丰富,提供高性能的远程调用以及服务发现和治理功能,适用于大型服务的微服务化拆分以及管理,对于特定语言(Java)的项目可以十分友好的透明化接入。但缺点是语言耦合度较高,跨语言支持难度较大。

跨语言调用型的 RPC 框架有 Thrift、gRPC、Hessian、Finagle 等,这一类的 RPC 框架重点关注于服务的跨语言调用,能够支持大部分的语言进行语言无关的调用,非常适合于为不同语言提供通用远程服务的场景。但这类框架没有服务发现相关机制,实际使用时一般需要代理层进行请求转发和负载均衡策略控制。

RPC vs RESTful

RPC 的消息传输可以通过 TCP、UDP 或者 HTTP等,所以有时候我们称之为 RPC over TCP、 RPC over HTTP。RPC 通过 HTTP 传输消息的时候和 RESTful的架构是类似的,但是也有不同。

首先我们比较 RPC over HTTP 和 RESTful。

首先 RPC 的客户端和服务器端师紧耦合的,客户端需要知道调用的过程的名字,过程的参数以及它们的类型、顺序等。一旦服务器更改了过程的实现, 客户端的实现很容易出问题。RESTful基于 http的语义操作资源,参数的顺序一般没有关系,也很容易的通过代理转换链接和资源位置,从这一点上来说,RESTful 更灵活。

其次,它们操作的对象不一样。 RPC 操作的是方法和过程,它要操作的是方法对象。 RESTful 操作的是资源(resource),而不是方法。

第三,RESTful执行的是对资源的操作,增加、查找、修改和删除等,主要是CURD,所以如果你要实现一个特定目的的操作,比如为名字姓张的学生的数学成绩都加上10这样的操作, RESTful的API设计起来就不是那么直观或者有意义。在这种情况下, RPC的实现更有意义,它可以实现一个Student.Increment(Name, Score)的方法供客户端调用。

我们再来比较一下 RPC over TCP 和 RESTful。 如果我们直接使用socket实现 RPC,除了上面的不同外,我们可以获得性能上的优势。

RPC over TCP可以通过长连接减少连接的建立所产生的花费,在调用次数非常巨大的时候(这是目前互联网公司经常遇到的情况,大并发的情况下),这个花费影响是非常巨大的。 当然 RESTful 也可以通过 keep-alive 实现长连接, 但是它最大的一个问题是它的request-response模型是阻塞的 (http1.0和 http1.1, http 2.0没这个问题), 发送一个请求后只有等到response返回才能发送第二个请求 (有些http server实现了pipeling的功能,但不是标配), RPC的实现没有这个限制。

在当今用户和资源都是大数据大并发的趋势下,一个大规模的公司不可能使用一个单体程序提供所有的功能,微服务的架构模式越来越多的被应用到产品的设计和开发中, 服务和服务之间的通讯也越发的重要, 所以 RPC 不失是一个解决服务之间通讯的好办法。

为什么要用RPC?

其实这是应用开发到一定的阶段的强烈需求驱动的。

  1. 如果我们开发简单的单一应用,逻辑简单、用户不多、流量不大,那我们用不着;

  2. 当我们的系统访问量增大、业务增多时,我们会发现一台单机运行此系统已经无法承受。此时,我们可以将业务拆分成几个互不关联的应用,分别部署在各自机器上,以划清逻辑并减小压力。此时,我们也可以不需要RPC,因为应用之间是互不关联的。

  3. 当我们的业务越来越多、应用也越来越多时,自然的,我们会发现有些功能已经不能简单划分开来或者划分不出来。此时,可以将公共业务逻辑抽离出来,将之组成独立的服务Service应用 。而原有的、新增的应用都可以与那些独立的Service应用 交互,以此来完成完整的业务功能。所以此时,我们急需一种高效的应用程序之间的通讯手段来完成这种需求,所以你看,RPC大显身手的时候来了! 其实3描述的场景也是服务化 、微服务和分布式系统架构的基础场景。即RPC框架就是实现以上结构的有力方式。

参考文档

是阿里巴巴公司开源的一个Java高性能优秀的服务框架,使得应用可通过高性能的 RPC 实现服务的输出和输入功能,可以和 Spring框架无缝集成。 不过,遗憾的是,据说在淘宝内部,dubbo由于跟淘宝另一个类似的框架HSF(非开源)有竞争关系,导致dubbo团队已经解散(参见中的评论)。 不过反倒是墙内开花墙外香,其它的一些知名电商如当当 (dubbox)、京东、国美维护了自己的分支或者在dubbo的基础开发, 但是官方的实现缺乏维护,其它电商虽然维护了自己的版本,但是还是不能做大的架构的改动和提升,相关的依赖类比如Spring,Netty还是很老的版本(Spring 3.2.16.RELEASE, netty 3.2.5.Final), 而且现在看来,Dubbo的代码结构也过于复杂了。不过,在2017年阿里又重新维护了Dubbo,如图:

所以,尽管Dubbo在电商的开发圈比较流行的时候,国内一些的互联网公司也在开发自己的RPC框架,比如Motan。是新浪微博开源的一个Java 框架。它诞生的比较晚,起于2013年,2016年5月开源。 Motan 在微博平台中已经广泛应用,每天为数百个服务完成近千亿次的调用。Motan的架构相对简单,功能也能满足微博内部架构的要求, 虽然Motan的架构的目的主要不是跨语言,但是目前也在开发支持php client和C server特性。

是Google开发的高性能、通用的开源RPC框架,其由Google主要面向移动应用开发并基于HTTP/2协议标准而设计,基于ProtoBuf(Protocol Buffers)序列化协议开发,且支持众多开发语言。 它的目标的跨语言开发,支持多种语言, 服务治理方面需要自己去实现,所以要实现一个综合的产品级的分布式RPC平台还需要扩展开发。Google内部使用的也不是gRPC,而是Stubby。

是Apache的一个跨语言的高性能的服务框架,也得到了广泛的应用。它的功能类似 gRPC, 支持跨语言,不支持服务治理。

是一个分布式的Go语言的 RPC 框架,支持Zookepper、etcd、consul多种服务发现方式,多种服务路由方式, 是目前性能最好的 RPC 框架之一。

Dubbo
http://www.oschina.net/news/55059/druid-1-0-9
Motan
gRPC
thrift
rpcx
百度百科
https://legacy.gitbook.com/book/smallnest/go-rpc-programming-guide/details
远程过程调用
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