素材网站都有哪些,网站制作教程一般地建网络,网站建设需求报价明细,wordpress如何设置上传图片的大小文章目录 什么是 RPC封装的艺术#xff08;如何隐藏底层逻辑#xff09;协议的实现序列化和反序列化#xff08;编解码#xff09;总结 什么是 RPC
首先思考这样一个问题#xff0c;假设你不知道任何框架#xff0c;现在有两台机器#xff0c;每台机器上有一个服务如何隐藏底层逻辑协议的实现序列化和反序列化编解码总结 什么是 RPC
首先思考这样一个问题假设你不知道任何框架现在有两台机器每台机器上有一个服务让你在其中的一个服务中调用另一个服务中的接口怎么样才能做到呢
RPC 全称为远程过程调用Remote Procedure Call Protocol通俗点来说就是从一台机器通过网络调用到另一台机器的某个方法。
那这样说来的话通过 Socket 调用另一台机器的 Sokcet 服务也是RPC通过一些 HTTP 请求工具包调用一个远程 HTTP 接口也是 RPC 了。
最开始的 RPC 定义还有可能是这样的但是这种方式太底层、太繁琐了。
现在的 RPC 除了要有明显的网络通信特征外还要具备下面几个特点
良好的封装让我们感觉调用远程接口就好像是调用本地方法一样方便封装底层网络通信的细节让我们更专注于业务逻辑。良好的协议设计数据在调用方和提供方传输数据组织要遵循约定好的协议格式比如 HTTP 协议、TCP 协议这种。高效的序列化和反序列化远程调用所以很大一部分开销来自于数据传输所以原则上数据量越小越好这就依赖于序列化的算法了。
封装的艺术如何隐藏底层逻辑
如果每次调用提供方提供的方法时都像下面这样繁琐指明 URL、自己构造 JSON 序列化字符串等等会不会不太方便。
public static final MediaType JSON MediaType.get(application/json; charsetutf-8);OkHttpClient client new OkHttpClient();String post(String url, String json) throws IOException {RequestBody body RequestBody.create(json, JSON);Request request new Request.Builder().url(url).post(body).build();try (Response response client.newCall(request).execute()) {return response.body().string();}
}而像 Dubbo 这样调用如果没有接触过 RPC 的人刚看到这段代码会感觉到好像就是在调用本地的一个方法。隐藏了很多的细节。
DubboReference
private DemoService demoService;String result demoService.sayHello(world);
System.out.println(Receive result result);这就是现代 RPC 里一个很重要的特性就是封装尽量隐藏网络上的细节让使用者感觉就是在调用本地的方法。
那在一般的 RPC 框架中例如 Dubbo、GRPC等是如何进行封装的呢。
我们看上面的图其中调用方和服务提供方都有一个部分叫做存根Stub就是靠的它。听上去感觉这词不太容易理解啊啥叫存根呢其实说简单点儿就是一个代理方案。
举个例子当我们调用本地的一个服务类的某个方法时实际上这个服务类已经是一个代理类了调用这个类的某个方法实际上代理方法中可以加入很多额外的逻辑比如构造 HTTP 请求、构造TCP 请求等等最终穿过网络调用到真正的服务提供方的同名方法。
说到 Java 中的代理技术相信大家都不陌生有动态代理、静态代理不了解的同学可以参考 Spring AOP 和 动态代理技术 这篇文章。
协议的实现
这里说的协议就是网络通信协议。远程过程调用嘛那必须得通过网络传输才行而通过网络传输那就得有遵行规定的协议。
这个协议是用来规范传输的数据的所以它是一个应用层协议比如 HTTP 而不是传输层的协议比如 TCP 、UDP 。
比如 GRPC 框架中用的协议是 HTTP2Dubbo中可以选择多种协议比如Hession、HTTP等。
下图是 HTTP 1.0 协议的格式包括首部和请求内容首部可以指定请求方式、URI、版本、内容类型和长度等内容部分就是真正要传输的数据 如果是一个 RPC 调用的话那就是调用方法的参数和一些额外的信息比如调用的方法名、类名等首部和内容由一个空行分隔。
接收端可以根据空行了解哪些是头部哪些是内容。
可以通过首部的内容长度字段来进行分配内存或其他操作。
其他的协议都有自己的格式我们也可以自定义一个协议。如下是一个简单的协议格式
通过魔术位可以直接判断是不是本协议数据如果是的话再进行处理。 通过整体长度和首部长度可以确定数据内容的长度用来解析首部和数据。 通过序列化方式字段可以确定数据序列化采用的什么方式用来实现反序列化。
0-8bit9-24bit25-32bit33-40bit不定长标志位魔术位整体长度首部长度序列化方式
一个 RPC 框架使用哪种协议是有权衡取舍的如果考虑通用性那就可能使用 HTTP或者 HTTP2这种协议比如 GRPC 这样一来可以在各种语言框架中通用但是性能就稍微差一点了。
而如果从性能方面考虑呢那就要牺牲掉一部分通用性了比如Hession、Dubbo2协议只有框架开发者提供了对应语言的版本才能在相应的语言中使用。
序列化和反序列化编解码
上面说的协议主要指的是数据通信协议而序列化和反序列化其实也要遵循一定的协议。
说到序列化和反序列化其实我们并不陌生。在Java开发中经常会遇到。最常用的就是把 Java Bean 序列化为 JSON将 JSON 反序列化为 Java Bean。
JSON 就是最常见的一种序列化和发序列化协议其他的序列化方式还有 XML、GRPC 中用到的 Protocol Buffers。 Hessian 也有它自己的序列化算法。
为什么要有序列化呢数据要想在网络中传输那必须是二进制的形式。在远程调用里我们像调用本地方法那样调用使用的参数都是和当前项目语言一致的参数类型比如Java中的 String、List、Map等等那要把这些类型转换成二进制靠的就是序列化算法。
JSON 和 XML 这种文本序列化方式比较简单使用场景非常广泛通用性强但是序列化后产生的二进制体积也比较大这样在传输的时候就会比较耗时、占用带宽。
而像 Protocol Buffers 这种序列化方式它使用结构化的消息定义语言IDL来定义数据结构和服务接口支持多种编程语言而且序列化后的二进制也会最大程度的压缩少占用带宽有很高的传输效率。
总结
下图是整个 RPC 调用过程的简化版。
序列化和反序列化功能会在代理中进行在很多框架中也称这部分为编解码。
封装的网络请求既有可能是 HTTP 请求也有可能是 Sockets 请求比如有很多 RPC 功能都使用 Netty 作为通讯层。
除了主要的功能外一个成熟的 RPC 框架还有考虑诸多其他因素比如性能、安全性、兼容性等等。
