揭秘RPC框架-實現原理
一、背景
在傳統的垂直應用架構領域，比較流行的有LAMP（Linux+Apache+Mysql+Php）+MVC架構（SSH,SSI），通常應用代碼會統一打成一個war包，部署在Tomcat等WEB容器中，不同的應用功能之間通過本地API進行調用，基本不存在跨進程的遠程服務調用， 他們適用於小規模應用場景，即所有功能部署在同一個進程中，用於前後台邏輯的分離。很明顯，垂直應用架構有如下幾個弊端：
1、開發維護成本高，部署效率低（全量編譯和部署）
2、團隊協作效率差，部分公共功能重複開發，代碼重複高
3、系統可靠性差，單點故障頻繁
4、維護和定製困難，業務代碼不好拆分
5、新功能上線周期變長，各模塊強耦合（公共API測試工作量大，回歸時間長，新特性無法獨立部署和交付，需要和老功能一起編譯打包測試）
當垂直應用越來越多，應用之間的跨進程交互不可避免，將核心和公共服務抽取出來，作為獨立的服務，提高業務復用，RCP架構應運而生，再結合服務治理形成面向服務架構(SOA)，進行服務生命周期管理，服務發現自動註冊，服務降級，流量控制等。為進一步提高服務的可用性，將服務進行原子化拆分，獨立打包部署，通過這種微服務模式，深入敏捷開發、持續交互實踐，對業務侵入性降到了最低，擴容方便運維成本也大幅降低，深受互聯網公司青睞。
二、RPC簡介
RPC(Remote Procedure Call)，一種進程間通信方式，允許像調用本地過程一樣調用遠程服務，可以有不同的實現方式，如RMI，HTTPInvoker等，它具有如下幾個特點：
1、遠程服務調用簡單、透明
2、跨進程調用通用化，單機調用到遠程調用
3、屏蔽底層數據傳輸方式（TCP/UDP）、序列化方式(xml/json/二進位）與網路通信（BIO/NIO）細節，客戶端只需要介面，而服務部署在遠程。
單純的RPC框架（如FaceBook開源的Thrift）並不是完整的分散式服務框架，可以理解為：RPC框架+服務自動註冊與發現+服務治理=分散式服務框架 。當然一個分散式服務架構遠不止如此，比較常見的功能包括「服務發布訂閱+服務路由+集群容錯+服務調用模式+多協議+序列化方式+統一配置+服務監控+服務安全+故障快速定位定界+服務發現+服務治理+服務降級+服務隔離+服務降級+服務心跳/重連+流量控制+超時控制+服務生命周期管理+心跳機制+服務多版本+負載均衡」等等。
三、RPC調用過程
一次RCP調用返回涉及到客戶端與服務端的往返通信，具體如下圖所示：
客戶端通過代理類封裝請求方法和參數，將請求序列化後發出網路請求，服務端接收客戶端請求，首先進行反序列化拿到客戶端的請求對象進行相關處理，發起本地調用，將調用結果進行序列化通過網路返回發往客戶端，客戶端對響應碼流進行反序列並將結果返回給客戶端，從而實現一次RPC握手。這也是我們後面實現一個簡單RPC示常式序的基本思路。在Client Stub進行客戶端請求參數的綁定並進行網路交互，在Server Stub進行參數的解綁映射發起本地調用並對結果封裝返回。其實業界諸多的分散式通信框架也是如此，只是它的每一步都考慮了更為完整的處理機制。
四、一個簡單的例子
通過上述對RPC過程的分析，我們已經知道要實現一個RCP模型，客戶端處理器（Client Stub）和服務端處理器（Server Stub）是關鍵。下面我們通過代碼來逐一剖析，即不依賴任何第三方類庫,實現一個簡單的RPC框架。
4.1 客戶端代碼
先定義一個介面EchoService:
public interface EchoService {
String echo(String ping);
int add(int a, int b);
}
4.2 服務端代碼
public class EchoServiceImpl implements EchoService {
@Override
public String echo(String ping) {
return ping != null ? ping + "--> i am ok" : "i am ok";
}
@Override
public int add(int a, int b) {
return a+b;
}
}
4.3 客戶端處理器
實現遠程服務的本地代理，通過jdk動態代理的攔截機制，將本地調用封裝成遠程服務調用，然後將結果進行封裝返回給本地客戶端。
public class RpcImporter{
分析：採用jdk動態代碼模式封裝客戶端發起網路請求，當代理對象調用真實目標對象的方法時，其會自動跳轉到代碼對象關聯的handler對象的invoke方法進行調用，Object returnValue = method.invoke(subject,args);
4.4 服務端處理器
public class RpcExporter {
}
4.5 客戶端調用代碼
public class RpcClientTest {
public static String HOST_NAME = "localhost";
public static int PORT = 8998;
4.6 執行結果
1、先啟動服務端，顯示
begin connect client...
2、然後啟動客戶端
客戶端輸出：
服務端輸出：
五、總結
RPC架構分為三部分：
（1）服務提供者(Provider)，運行在伺服器端，提供服務介面定義與服務實現類。
（2）服務發布者（RPCExporter），運行在伺服器端，負責將本地服務發布成遠程服務，管理遠程服務，提供給服務消費者使用。
（3）本地服務代理（RPCImporter），運行在客戶端，通過遠程代理對象調用遠程服務。
最後分享一個分散式服務框架典型實例架構模型
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