RPC
1 RPC调用流程
1.1 clerk客户端调用远程服务
Clerk::PutAppend()
raftServerRpcUtil::PutAppend()
raftServerRpcUtil是client与kvserver通信的入口， 包含kvserver功能的一对一映射：Get/PutAppend，通过stub对象——raftKVRpcProctoc::kvServerRpc_Stub *stu进行对应的rpc远程调用。
针对raft节点之间的通信，设计了RaftRpcUtil类型，包含raft节点功能：AppendEntries/ InstallSnapshot/ RequestVote
kvServerRpc_Stub::PutAppend()
kvServerRpc_Stub 是 kvServerRPC.proto文件编译后生成的存根，用于实现rpc远程调用。
stub使用MprpcChannel作为参数来初始化，因此接下来会调用MprpcChannel::CallMethod()：
stub = new raftKVRpcProctoc::kvServerRpc_Stub(new MprpcChannel(ip, port, false));
MprpcChannel::CallMethod()
MprpcChannel:实现rpc通信的类，建立和服务端的连接，发送rpc请求，和接收rpc回复
所有通过stub调用的rpc方法，都会走到MprpcChannel::CallMethod(): 生成rpc请求数据并序列化，使用socket发送请求并接收回复
1.2 kvserver 提供rpc服务
KvServer::KvServer()
构造函数中发布rpc服务类型: 服务的类型有两种，分别是Raft和KvServer：
- class Raft : public raftRpcProctoc::raftRpc
- class KvServer : raftKVRpcProctoc::kvServerRpc
Raft类型的服务用于raft节点之间相互调用，KvServer类型的服务被client调用
RpcProvider::Run() 启动rpc服务，等待调用。项目中是阻塞等待，同步阻塞模型。
RpcProvider::OnMessage()
已建立连接用户的读写事件回调：调用Callmethod来调用本地的业务
RpcProvider：网络对象类，发布节点能提供的rpc服务，并启动rpc服务（接收连接，接收请求并执行）
service->CallMethod()
有两种服务类型（Raft和KvServer），根据请求的service的类型，动态调用对应的CallMethod()；
client调用 KvServerRpc::CallMethod()，raft节点调用raftRpc::CallMethod()。
KvServerRpc::CallMethod()
在函数内部，最终调用KvServer本地的方法。
2 rpc基础
2.1 概念
- RPC（Remote Procedure Call Protocol） 远程过程调用协议。
- RPC是一种通过网络从远程计算机上请求服务，不需要了解底层网络技术的协议。
- 远程调用就像调用本地方法一样便捷。
2.2 常用RPC技术或框架
- 应用级的服务框架：阿里的 Dubbo/Dubbox、Google gRPC、Spring Boot/Spring Cloud。
- 远程通信协议：RMI、Socket、SOAP(HTTP XML)、REST(HTTP JSON)。
- 通信框架：MINA 和 Netty
2.3 rpc作用
- 微服务化：跨平台的服务之间远程调用；
- 分布式系统架构：分布式服务跨机器进行远程调用；
- 支持跨语言调用。
2.4 架构
服务注册，就是将提供某个服务的模块信息(通常是这个服务的ip和端口)注册到1个公共的组件上去(注册中心，比如: zookeeper\consul)。
服务发现，就是新注册的这个服务模块能够及时的被其他调用者发现。不管是服务新增和服务删减都能实现自动发现。
一个完整的服务发现中心还需要支持负载均衡、容灾处理等功能。
负载均衡：简单数就是将请求分散给各个机器上，维持各个机器的请求的均衡态势。确保不会大量请求都涌入到某几个机器上导致机器过载。
容灾处理：就是及时剔除掉故障的机器。例如某次调用19.4.11.11上的OrderServer出现故障，那么服务中心会将这个地址剔除掉，防止下次再访问到这个有故障的地址。
2.5 rpc调用流程
2.6 重要组成
客户端：调用方
客户端存根：client stub,保存服务端地址信息，将客户端的请求方法、参数序列化，通过网络发送给服务端。
服务端存根：server stub,接收请求，反序列化，调用本地服务
服务端：服务提供者
网络传输：tcp或http
2.7 基础功能
2.7.1 服务寻址
rpc所有函数都有一个自己的ID,在所有进程中都唯一。客户端远程调用，必须附上这个ID.
客户端查一下映射表，找出对应ID,服务端根据对应的ID提供服务。
Call ID映射表一般是哈希表。
2.7.2 序列化和反序列化
概念
- 序列化：将消息对象转换为二进制流。
- 反序列化：将二进制流转换为消息对象。
必要性
- 本地函数调用：只需要将数据压入栈中，然后让函数去栈中读取数据。
- 远程调用：无法通过栈传递参数。需要客户端将请求序列化，传送给服务端。
序列化的优势
- 二进制字节流便于网络传输
- 可跨平台、跨语言。
2.7.3 网络传输
基于TCP
通过socket连接发送序列化的调用接口名称、方法名称和参数等。
基于HTTP
客户端发送GET/PUT/POST/DELETE请求给服务端
服务端根据不同的请求参数和请求url进行方法调用，返回结果
对比
基于TCP更灵活，可减少网络开销，性能高。但实现复杂；
HTTP已经实现序列化，但http传输效率比tcp低。
2.8 服务治理
2.8.1 负载均衡
本项目实现的rpc没有做负载均衡，因为当前是Read Log模式，读写请求都是直接发送给leader。后面如果优化为从follower读，可能用得到负载均衡。
- 轮询算法（Round Robin）：轮询算法是最简单的负载均衡算法之一，它按照请求的顺序依次将每个请求分配到不同的服务器上。当有新的请求到来时，负载均衡器会依次将请求发送到不同的服务器，直到所有的服务器都被轮询过一遍，然后再从头开始。
- 最小连接数算法（Least Connections）：最小连接数算法会将新的请求分配到当前连接数最少的服务器上，以确保各服务器的负载尽可能均衡。这种算法考虑了服务器的负载情况，优先将请求发送到负载较低的服务器上。
- 最少响应时间算法（Least Response Time）：最少响应时间算法会将请求发送到响应时间最短的服务器上，以保证响应时间的最小化。这种算法通常需要负载均衡器记录每个服务器的响应时间，并动态调整请求的分配策略。
- 哈希算法（Hashing）：哈希算法根据请求的某些属性（如客户端IP地址、URL等）计算哈希值，并将请求发送到对应哈希值的服务器上。这种算法能够确保相同请求始终被发送到同一台服务器上，适用于需要保持会话一致性的场景。
- 加权轮询算法（Weighted Round Robin）：加权轮询算法在轮询算法的基础上引入了权重的概念，不同的服务器具有不同的权重值。根据权重值的不同，负载均衡器会调整请求的分配比例，以实现负载均衡。
- 拓展：hash环也是一种重要的负载均衡算法，也可以提及。
3 本项目rpc
本项目实现的rpc比较简单，采用的是同步阻塞模式。
rpc请求格式：
- head_size(4个字节，存储head_str的长度)
- head_str(RpcHeader类型的序列化)
- args（PutAppendArgs/GetArgs 请求对象的序列化）
RpcHeader：
message RpcHeader
{bytes service_name = 1;bytes method_name = 2;uint32 args_size = 3;
}可以优化的点：
- 异步rpc
- rpc设为长连接还是短连接？长连接考虑设计一个定时器
- 负载均衡
- 服务发现,服务注册
序列化
1 Protobuf
kvServerRPC.proto文件
syntax = "proto3";
package raftKVRpcProctoc; //所在的命名空间
option cc_generic_services = true; //开启stub服务message GetArgs{bytes Key = 1 ;bytes ClientId = 2 ;int32 RequestId = 3;
}
message GetReply {bytes Err = 1;bytes Value = 2;
}message PutAppendArgs {bytes Key = 1;bytes Value = 2 ;bytes Op = 3;bytes ClientId = 4;int32 RequestId = 5;
}
message PutAppendReply {bytes Err = 1;
}service kvServerRpc
{rpc PutAppend(PutAppendArgs) returns(PutAppendReply);rpc Get (GetArgs) returns (GetReply);
}
.proto文件定义message类型和service类型，编译后，生成.pb.h文件和.pb.cc文件。
.proto文件中定义的message类型可以序列化和反序列化(SerializeToString/ParseFromString).
编译后会生成对应Stub（存根）类型 raftKVRpcProctoc::kvServerRpc_Stub，使用Stub对象可以调用.proto文件中定义的service。
2 boost
快照：kvserver、kvdb和raft节点使用boost库进行序列化
![Vector[C++]](https://img-blog.csdnimg.cn/direct/9788bd4f361e4ab3a49dda9974d2dab7.png)
