什么是RPC？

目前大型互联网公司的系统都由成千上万大大小小的服务组成，各服务部署在不同的机器上，由不同的团队负责。

这时就会遇到两个问题：

  1. 要搭建一个新服务，免不了需要依赖他人的服务，而现在他人的服务都在远端，怎么调用？
  2. 其它团队要使用我们的新服务，我们的服务该怎么发布以便他人调用？

这时就需要借助RPC,即远程过程调用。

远程过程调用，自然是相对于本地过程调用来说的。

下面做个简单的比喻：

  • “本地过程调用，就好比你现在在家里，你要想洗碗，那你直接把碗放进洗碗机，打开洗碗机开关就可以洗了。这就叫本地过程调用。”
  • “那啥是远程过程调用？”
  • “远程嘛，那就是你现在不在家，跟姐妹们浪去了，突然发现碗还没洗，打了个电话过来，叫我去洗碗，这就是远程过程调用啦”
    简单直接吧！

对计算机来说，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。
远程过程调用，发出调用请求，该请求所执行的计算是在远程服务(机器)上。

说起RPC，就不能不提到分布式，这个促使RPC诞生的领域。
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，随着微服务的兴起，也会将很多可以共享的“功能单元“都单独拎出来，比如下图Service B的计算器CalculatorImpl，可以单独把它放到一个服务里头，让别的服务去调用它。


image.png

RPC解决了什么？

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？

由于各服务部署在不同机器，服务间的调用免不了网络通信过程。很多人自然会想到可以模仿B/S架构的调用方式，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，服务消费方每调用一个服务都要写一坨网络通信相关的代码，不仅复杂而且极易出错。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?

这时候，有人会说用代理模式呀！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。

总结一下，RPC要解决的两个问题：

  1. 解决分布式系统中，服务之间的调用问题。
  2. 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。

为什么需要RPC、而不是Http？

实际情况下，RPC很少用到http协议来进行数据传输，毕竟调用远方的服务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：


image.png
  1. 服务消费方（client）调用以本地调用方式调用服务；
  2. client stub接收到调用后负责将方法、参数等组装成能够进行网络传输的消息体；
  3. client stub找到服务地址，并将消息发送到服务端；
  4. server stub收到消息后进行解码；
  5. server stub根据解码结果调用本地的服务；
  6. 本地服务执行并将结果返回给server stub；
  7. server stub将返回结果打包成消息并发送至消费方；
  8. client stub接收到消息，并进行解码；
  9. 服务消费方得到最终结果。

RPC的目标就是要2~8这些步骤都封装起来，让用户对这些细节透明。

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通信协议选择&性能因素

RPC 可基于 HTTP 或 TCP 协议，Web Service 就是基于 HTTP 协议的 RPC，它具有良好的跨平台性，但其性能却不如基于 TCP 协议的 RPC。会两方面会直接影响 RPC 的性能，一是传输方式，二是序列化。
众所周知，TCP 是传输层协议，HTTP 是应用层协议，而传输层较应用层更加底层，在数据传输方面，越底层越快，因此，在一般情况下，TCP 一定比 HTTP 快。就序列化而言，Java 提供了默认的序列化方式，但在高并发的情况下，这种方式将会带来一些性能上的瓶颈，于是市面上出现了一系列优秀的序列化框架，比如：Protobuf、Kryo、Hessian、Jackson 等，它们可以取代 Java 默认的序列化，从而提供更高效的性能。
为了支持高并发，传统的阻塞式 IO 显然不太合适，因此我们需要异步的 IO，即 NIO。Java 提供了 NIO 的解决方案，Java 7 也提供了更优秀的 NIO.2 支持，用 Java 实现 NIO 并不是遥不可及的事情，只是需要我们熟悉 NIO 的技术细节。


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


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，blablabla……

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？
  • ……

如此种种，都是一个优秀的RPC框架需要考虑的问题。

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