C++ 全栈知识体系

buttonrpc - rpc基础

参考资料

rpc概念

基本概念

RPC(Remote Procedure Call)即远程过程调用，允许一台计算机调用另一台计算机上的程序得到结果，而代码中不需要做额外的编程，就像在本地调用一样。

RPC的角色

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

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

rpc基本流程图

一次完整的RPC调用流程（同步调用，异步另说）如下：

  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框架的目标就是要2~8这些步骤都封装起来，让用户对这些细节透明。

RPC的诞生背景

从单机走向分布式，产生了很多分布式的通信方法:

  • 最古老也是最有效，并且永不过时的，TCP/UDP的二进制传输。事实上所有的通信方式归根结底都是TCP/UDP。（属于计算机网络的传输层，传输协议在计算机之间提供通信会话。传输协议的选择根据数据传输方式而定。传输控制协议TCP和用户数据报协议UDP）
  • Web Service
    • 基于 http + xml 的标准化 Web API
  • RestFul (Representational State Transfer)
    • 回归简单化本源的Web API http +json ,提供一个网址返回 json 串
  • RPC (Remote Procedure Call)
    • 远程过程调用

RPC框架演进过程

从基础的架构一步步进行完善,从JAVA语言角度的示例：

  • rpc01 客户端等待服务器端连接，客户端将数据通过二进制传给服务器端。服务器端收到数据后，在数据库进行查询，得到一个对象。然后将对象中的每个属性通过二进制传递给客户端。客户端读取每一个属性后，new为一个新的对象。(最原始的方法，很不灵活)

  • rpc02 从客户端分离出一个stub类，作为代理，从而屏蔽一些网络细节。(缺点:在这个stub类里只能代理一个方法，并返回这一个类)

  • rpc03 stub类通过动态代理返回了一个动态对象。这个对象所属的类实现了IUserService接口。在这个接口实在的方法屏蔽了一些网络的细节。(当换用不同的方法后，传输数据会有问题)

  • rpc04 当换用不同的方法后，stub类拿到对应的方法名和参数类型(防止重载的情况)和参数，写给服务器端，服务器端通过反射的方式找到方法，然后调用相应的方法，返回给stub。(不足:只能支持同一个接口的很多方法，不能支持很多个接口的很多方法。stub返回值仍然是对象的每个属性)

  • rpc05 在服务器的直接用writeobject方法把对象写出去(这个版本可以让IUserService随意的暴露和变换接口，客户端只能拿到一个接口)

  • rpc06 stub中为class类型的对象。得到类的名字，方法的名字，方法的类型和具体参数传给服务器端。服务器端从服务注册表找到具体的类。实现类可以通过spring进行注入。然后通过具体实现类的对象，调用相应的方法。(能够生成更多类型的代理)

涉及的选型

  1. 动态代理

    • 生成 client stub 和server stub

  2. 序列化

    • 为了能够在网络上传输和接收C++对象，我们需要对它进行 序列化 和 反序列化。
    • 序列化：将C++对象转换成vector的过程，也就是编码的过程；
    • 反序列化: 将vector转换成C++对象的过程；

  3. 服务注册

    • Redis

    • Zookeeper

    • Consul

    • Etcd

    • map键值对，函数名对应调用函数的内容：std::map<std::string, std::function<void(Serializer *, const char *, int)>> _handlers;

  4. 网络通信

    • TCP/IP

    • HTTP

    • Web Service

    • RestFul

    • ZeroMQ，消息队列

← buttonrpc - 框架解析 →