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RPC 框架相关知识总结

林风

2022-03-22 18:28

阅读4492

林风

2022-03-22 18:28

阅读 4492

本文章结构

何为RPC

RPC（Remote Procedure Call） 即远程过程调用，通过名字我们就能看出 RPC 关注的是远程调用而非本地调用。

为什么需要RPC

两个不同的服务器上的服务提供的方法不在一个内存空间，所以，需要通过网络编程才能传递方法调用所需要的参数。

通过 RPC 可以帮助我们调用远程计算机上某个服务的方法，这个过程就像调用本地方法一样简单。我们不需要了解底层网络编程的具体细节。

RPC 的出现就是为了让你调用远程方法像调用本地方法一样简单

RPC原理

客户端（服务消费端） ：调用远程方法的一端。
服务端（服务提供端） ：提供远程方法的一端。
客户端 Stub（桩）：代理类，把调用方法、类、方法参数传递到服务端
服务端 Stub（桩）：接收到客户端执行方法的请求，返回给客户端的类
网络传输：提供两端的数据传输服务
实现：Socket、Netty
服务消费端（client）以本地调用的方式调用远程服务；
客户端 Stub（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（序列化）：RpcRequest；
客户端 Stub（client stub）找到远程服务的地址，并将消息发送到服务提供端；
服务端 Stub（桩）收到消息将消息反序列化为Java对象: RpcRequest；
服务端 Stub（桩）根据RpcRequest中的类、方法、方法参数等信息调用本地的方法；
服务端 Stub（桩）得到方法执行结果并将组装成能够进行网络传输的消息体：RpcResponse（序列化）发送至消费方；
客户端 Stub（client stub）接收到消息并将消息反序列化为Java对象:RpcResponse ，这样也就得到了最终结果。

应用场景

随着我们的业务越来越多，应用也越来越多，应用与应用相互关联调用，发现有些功能已经不能简单划分开，此时可能就需要用到 RPC。

比如，我们开发电商系统，需要拆分出用户服务、商品服务、优惠券服务、支付服务、订单服务、物流服务、售后服务等等，这些服务之间都相互调用，这时内部调用最好使用 RPC ，同时每个服务都可以独立部署，独立上线。

也就说当我们的项目太大，需要解耦服务，扩展性强、部署灵活，这时就要用到 RPC ，主要解决了分布式系统中，服务与服务之间的调用问题。

现有RPC框架

RMI（JDK自带）

JDK自带的RPC，有很多局限性，不推荐使用。

Dubbo

Dubbo是阿里巴巴公司开源的一个高性能优秀的服务框架，使得应用可通过高性能的 RPC 实现服务的输出和输入功能，可以和 Spring框架无缝集成。目前 Dubbo 已经成为 Spring Cloud Alibaba 中的官方组件。

面向接口代理的高性能RPC调用。
智能容错和负载均衡。
服务自动注册和发现。
高度可扩展能力。
运行期流量调度。
可视化的服务治理与运维。

gRPC

gRPC是可以在任何环境中运行的现代开源高性能RPC框架。它可以通过可插拔的支持来有效地连接数据中心内和跨数据中心的服务，以实现负载平衡，跟踪，运行状况检查和身份验证。它也适用于分布式计算的最后一英里，以将设备，移动应用程序和浏览器连接到后端服务。

Hessian

Hessian是一个轻量级的remoting on http工具，使用简单的方法提供了RMI的功能。相比WebService，Hessian更简单、快捷。采用的是二进制RPC协议，因为采用的是二进制协议，所以它很适合于发送二进制数据。

Thrift

Apache Thrift是Facebook开源的跨语言的RPC通信框架，目前已经捐献给Apache基金会管理，由于其跨语言特性和出色的性能，在很多互联网公司得到应用，有能力的公司甚至会基于thrift研发一套分布式服务框架，增加诸如服务注册、服务发现等功能。

序列化

什么是序列化

序列化就是将对象转换成二进制数据的过程，而反序列就是反过来将二进制转换为对象的过程。

序列化方式

JDK自带

序列化具体的实现是由 ObjectOutputStream 完成的，而反序列化的具体实现是由 ObjectInputStream 完成的。

JSON

JSON 是典型的 Key-Value 方式，没有数据类型，是一种文本型序列化框架

无论是前台 Web 用 Ajax 调用、用磁盘存储文本类型的数据，还是基于 HTTP 协议的 RPC 框架通信，都会选择 JSON 格式。

问题：

JSON 进行序列化的额外空间开销比较大，对于大数据量服务这意味着需要巨大的内存和磁盘开销；
JSON 没有类型，但像 Java 这种强类型语言，需要通过反射统一解决，所以性能不会太好。

所以如果 RPC 框架选用 JSON 序列化，服务提供者与服务调用者之间传输的数据量要相对较小，否则将严重影响性能。

Hessian

Hessian 是动态类型、二进制、紧凑的，并且可跨语言移植的一种序列化框架。Hessian 协议要比 JDK、JSON 更加紧凑，性能上要比 JDK、JSON 序列化高效很多，而且生成的字节数也更小。

Hessian 更加适合作为 RPC 框架远程通信的序列化协议。

问题

Linked 系列，LinkedHashMap、LinkedHashSet 等，但是可以通过扩展CollectionDeserializer 类修复； Locale 类，可以通过扩展 ContextSerializerFactory 类修复； Byte/Short 反序列化的时候变成 Integer。

Protobuf

Protobuf 是 Google 公司内部的混合语言数据标准，是一种轻便、高效的结构化数据存储格式，可以用于结构化数据序列化，支持 Java、Python、C++、Go 等语言。Protobuf使用的时候需要定义 IDL（Interface description language），然后使用不同语言的 IDL编译器，生成序列化工具类，它的优点是：

序列化后体积相比 JSON、Hessian 小很多； IDL 能清晰地描述语义，所以足以帮助并保证应用程序之间的类型不会丢失，无需类似XML 解析器；序列化反序列化速度很快，不需要通过反射获取类型；消息格式升级和兼容性不错，可以做到向后兼容。