rpc协议微服务器,RPC协议及实现方式(分布式微服务治理的核心)

分布式微服务治理的核心在于: 微服务和分布式

(微服务框架)微服务的最优技术实现目前是: SpringBoot

(RPC 框架)分布式的最优技术实现目前是: Thrift,Motan,Dubbo,Spring Cloud(Netflix OSS),Finagle,gRPC

RPC 是什么

RPC 的全称是 Remote Procedure Call ,是一种进程间通信方式。

它允许进程调用另一个地址空间的过程或函数,而不用进程员显式编码这个远程调用的细节,进程员无论是调用本地的还是远程的,本质上编写的调用代码基本相同。

说两台服务器 A、B,一个应用部署在 A 服务器上,想要调用 B 服务器上应用提供的函数/方法,由于不在一个内存空间,不能直接调用,需要通过网络来表达调用的语义和传达调用的数据。

Remote Procedure Call,翻译过来应该是 “远程进程调用”,目前业内通用的翻译是 “远程过程调用”,但是 “过程” 这个词很容易造成误解,翻译成 “进程” 更好理解 RPC 的意义。

RPC 协议说了什么

一般所谓的 XX 协议就是个文档,类似于我们的需求文档,只说了要做什么,但是具体怎么做是由各大开源大佬做的。一般情况下都会实现核心功能,不同的开源在细节上实现都会不一样,这个需要注意!

RPC 这个概念术语在上世纪 80 年代由 Bruce Jay Nelson 提出的,在 Nelson 的论文 “Implementing Remote Procedure Calls” 中,他提到了几个RPC的特点:

简单:RPC 概念的语义十分清晰和简单,这样建立分布式计算就更容易。

高效:过程调用看起来十分简单而且高效。

通用:在单机计算中过程往往是不同算法部分间最重要的通信机制。

除此之外,这位大佬还给出了实现 RPC 框架的详细架构图:

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结合上图,Nelson 的论文中指出实现 RPC 的进程包括 5 个部分:

User

User-stub

RPCRuntime

Server-stub

Server

User 是调用方

User-stub 负责将调用的接口、方法和参数通过约定的协议规范进行编码

RPCRuntime 负责将本地数据传输到远端的 RPCRuntime

Server-stub 负责根据约定的协议规范进行解码

Server 是被调用方

所以这架构图的意思是:当 user 想发起一个远程调用时,它实际是通过本地调用 User-stub。并通过本地的 RPCRuntime 传输 。远端 RPCRuntime 实例收到请求后交给 Server-stub 进行解码后发起本地端调用,调用结果再返回给 User 端。

实现 RPC 协议需要什么

看完协议内容,跟着就得实现这个协议啦,这时候你是不是发现了问题的严重性:自!己!一!点!思!路!都!没!有!

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序列化协议和传输协议

所以我们需要再理解一下 RPC 协议,根据 Nelson 的论文知道我们要做的两件事:

将调用的接口、方法和参数通过约定的协议规范进行编码/解码(User-stub/Server-stub)

将本地数据传输到远端 (RPCRuntime)

上述两点其实是实现 RPC 协议的两大要素:序列化协议和传输协议。

本地与远程调用的对比

因为 RPC 本质上是进程间通信,而 “本地调用和远程调用的对比” 实际上就是 “进程内通信和进程间通信的对比”。通过两者的对比,我们才能理解到序列化协议和传输协议的作用,如下图:

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理解单点式 RPC 框架和分布式 RPC 框架的区别

最基本的 RPC 框架就是单点式的,因为 A 服务直接调用 B 服务,不经过第三方,这种是最简单的。但是必须是 A 和 B 同时部署一套,A1 只能调用 B1,A2 只能调用 B2。

假设现在 B 服务出现了性能瓶颈,部署多台 B 服务的同时,也只能部署多台 A 服务,很浪费资源。

所以需要一台 A 服务对多台 B 服务,利用第三方服务 (注册中心) 找到其他 B 服务,而不是写死 B 服务的地址。这种 RPC 才是分布式RPC,也是业内主流。

单点式 RPC 框架(自己玩自己):

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分布式 RPC 框架 (自己玩自己,还能玩别人):

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实现分布式 RPC 框架需要什么

单点 RPC 框架只需要:

序列化协议

传输协议

但是我们要做分布式的啊,所以需要:

序列化协议

传输协议

服务注册发现中心

实际上在生产环境中,我们需要实时监控服务的调用情况,所以需要一个微服务管理中心,甚至是一个自动化运维的管理中心,所以需要:

序列化协议

传输协议

服务注册发现中心

服务监控管理中心

在文章的第二节我们看到大佬论文中对 RPC 的总结,其中一个很重要的一点:“通用”。

对的,30 年前的初衷更大的是需要解决异构系统的服务调用问题,序列化协议和传输协议必须是通用的才是好的 RPC 框架,你总不能只能 Java 用,然后 C# 用不了,Scala 用不了,Go 用不了吧。

比如某个服务的并发需求高需要用 GO 来解决,因为以前用的 Java 性能低下。然后你的 RPC 框架不支持 GO,完蛋啦,中间的一个服务是 GO 写的,上层服务是 Java 来调用的,不支持跨语言的 RPC,Go 语言写的新服务完全用不了,那还玩个鸡儿。

所以我们需要:

序列化协议

传输协议

服务注册发现中心

服务监控管理中心

能跨语言调用(无关语言)

对的,能实现上述五点的,才是一个合格的 RPC 框架,但还不是优秀,因为我们还要考虑下性能。

说下业内流行的 RPC 框架和性能问题

先打个底,目前流行的 RPC 框架大多都是多管闲事,不单单只是 RPC 框架,你可以看看 Dubbo 和 SpringCloud 中除了 RPC 还有什么骚功能。

可以看看别人的各种 RPC 框架总结:http://www.cnblogs.com/moonandstar08/p/6291283.html

在网上找到了个图,但是没有提到 SpringCloud,暂且看看先,因为有些不认为是对的:

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我们可以看到各个 RPC 框架使用的序列化协议,注册中心,管理中心,是否跨语言,但是传输协议没有提到。

性能问题

参考这篇博客:http://blog.csdn.net/jek123456/article/details/70208049

综合来说,在性能上 rpcx 是首选,但是考虑到框架的生态,其实还是推荐 Dubbo 或者 SpringCloud 的,因为除了性能,成本也是很重要的,无论是学习成本还是研发成本。

感谢

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