关于golang:一文带你搞懂-RPC-到底是个啥

RPC（Remote Procedure Call），是一个大家既相熟又生疏的词，只有波及到通信，必然须要某种网络协议。咱们很可能用过 HTTP，那么 RPC 又和 HTTP 有什么区别呢？RPC 还有什么特点，常见的选型有哪些？

1. RPC 是什么

RPC 能够分为两局部：用户调用接口 + 具体网络协议。前者为开发者须要关怀的，后者由框架来实现。

举个例子，咱们定义一个函数，咱们心愿函数如果输出为“Hello World”的话，输入给一个“OK”，那么这个函数是个本地调用。如果一个近程服务收到“Hello World”能够给咱们返回一个“OK”，那么这是一个近程调用。咱们会和服务约定好近程调用的函数名。因而，咱们的用户接口就是：输出、输入、近程函数名，比方用 SRPC 开发的话，client 端的代码会长这样：

int main()
{Example::SRPCClient client(IP, PORT);
    EchoRequest req; // 用户自定义的申请构造
    EchoResponse resp; // 用户自定义的回复构造

    req.set_message("Hello World");
    client.Echo(&req, &resp, NULL); // 调用近程函数名为 Echo
    return 0;
}

具体网络协议，是框架来实现的，把开发者要收回和接管的内容以某种应用层协定打包进行网络收发。这里能够和 HTTP 进行一个显著的比照：

• HTTP 也是一种网络协议，但包的内容是固定的，必须是：申请行 + 申请头 + 申请体；
• RPC 是一种自定义网络协议，由具体框架来定，比方 SRPC 里反对的 RPC 协定有：SRPC/thrift/BRPC/tRPC

这些 RPC 协定都和 HTTP 平行，是应用层协定。咱们再进一步思考，HTTP 只蕴含具体网络协议，也能够返回比方咱们常见的 HTTP/1.1 200 OK，但好像没有用户调用接口，这是为什么呢？

这里须要搞清楚，用户接口的性能是什么？最重要的性能有两个：

• 定位要调用的服务；
• 让咱们的音讯向前 / 向后兼容；

咱们用一个表格来看一下 HTTP 和 RPC 别离是怎么解决的：

因而，HTTP 的调用缩小了用户调用接口的函数，然而就义了一部分音讯向前 / 向后兼容的自由度。然而，开发者能够依据本人的习惯进行技术选型，因为 RPC 和 HTTP 之间大部分都是协定互通的！是不是很神奇？接下来咱们看一下 RPC 的档次架构，就能够明确为什么不同 RPC 框架之间、以及 RPC 和 HTTP 协定是如何做到互通的。

2. RPC 有什么

咱们能够从 SRPC 的架构档次上来看，RPC 框架有哪些层，以及 SRPC 目前所横向反对的性能是什么：

• 用户代码（client 的发送函数 /server 的函数实现）
• IDL 序列化（protobuf/thrift serialization）
• 数据组织（protobuf/thrift/json）
• 压缩（none/gzip/zlib/snappy/lz4）
• 协定（Sogou-std/Baidu-std/Thrift-framed/TRPC）
• 通信（TCP/HTTP）

咱们先关注以下三个层级：

如图从左到右，是用户接触得最多到起码的档次。IDL 层会依据开发者定义的申请 / 回复构造进行代码生成，目前小伙伴们用得比拟多的是 protobuf 和 thrift，而方才说到的用户接口和前后兼容问题，都是 IDL 层来解决的。SRPC 对于这两个 IDL 的用户接口实现形式是：

• thrift：IDL 纯手工解析，用户应用 srpc 是不须要链 thrift 的库的！！！
• protobuf：service 的定义局部纯手工解析

两头那列是具体的网络协议，而各 RPC 能互通，就是因为大家实现了对方的“语言”，因而能够协定互通。

而 RPC 作为和 HTTP 并列的档次，第二列和第三列实践上是能够两两联合的，只须要第二列的具体 RPC 协定在发送时，把 HTTP 相干的内容进行特化，不要依照本人的协定去发，而依照 HTTP 须要的模式去发，就能够实现 RPC 与 HTTP 互通。

3. RPC 的生命周期

到此咱们能够通过 SRPC 看一下，把 request 通过 method 发送进来并解决 response 再回来的整件事件是怎么做的：

依据上图，

能够更分明地看到方才提及的各个层级，其中压缩层、序列化层、协定层其实是相互解耦买通的，在 SRPC 代码上实现得十分对立，横向减少任何一种压缩算法或 IDL 或协定都不须要也不应该改变现有的代码，才是一个精美的架构～

咱们始终在说生成代码，到底有什么用呢？图中能够得悉，生成代码是连接用户调用接口和框架代码的桥梁，这里以一个最简略的 protobuf 自定义协定为例：example.proto

syntax = "proto3";

message EchoRequest
{optional string message = 1;};

message EchoResponse
{optional string message = 1;};

service ExamplePB
{rpc Echo(EchoRequest) returns (EchoResponse);
};

咱们定义好了申请、回复、近程服务的函数名，通过以下命令就能够生成出接口代码example.srpc.h：

protoc example.proto --cpp_out=./ --proto_path=./
srpc_generator protobuf ./example.proto ./

咱们一窥到底，看看生成代码到底能够实现什么性能：

// SERVER 代码
class Service : public srpc::RPCService
{
public:
    // 用户须要自行派生实现这个函数，与方才 pb 生成的是对应的
    virtual void Echo(EchoRequest *request, EchoResponse *response,
                      srpc::RPCContext *ctx) = 0;
};

// CLIENT 代码
using EchoDone = std::function<void (echoresponse *, srpc::rpccontext *)>;

class SRPCClient : public srpc::SRPCClient 
{
public:
    // 异步接口
    void Echo(const EchoRequest *req, EchoDone done);
    // 同步接口
    void Echo(const EchoRequest *req, EchoResponse *resp, srpc::RPCSyncContext *sync_ctx);
    // 半同步接口
    WFFuture<std::pair<echoresponse, srpc::rpcsynccontext>> async_Echo(const EchoRequest *req);
};

作为一个高性能 RPC 框架，SRPC 生成的 client 代码中包含了：同步、半同步、异步接口，文章结尾展现的是一个同步接口的做法。

而 server 的接口就更简略了，作为一个服务端，咱们要做的就是 收到申请 -> 解决逻辑 -> 返回回复，而这个时候，框架曾经把方才提到的网络收发、解压缩、反序列化等都给做好了，而后通过生成代码调用到用户实现的派生 service 类的函数逻辑中。

因为一种协定定义了一种 client/server，因而其实咱们同样能够失去的 server 类型有第二局部提到过的若干种：

• SRPCServer
• SRPCHttpServer
• BRPCServer
• TRPCServer
• ThriftServer
• …

4. 一个残缺的 server 例子

最初咱们用一个残缺的 server 例子，来看一下用户调用接口的应用形式，以及如何跨协定应用 HTTP 作为 client 进行调用：

#include <stdio.h>
#include <signal.h>
#include "example.srpc.h"  // include 生成代码头文件

using namespace srpc;

class ExamplePBServiceImpl : public ::example::ExamplePB::Service
{
public:
    void Echo(::example::EchoRequest *request, ::example::EchoResponse *response,
              srpc::RPCContext *ctx) override
    {response->set_message("OK");
    }  
};

int main()
{
    // 1. 定义一个 server，因为咱们要和 HTTP 通信，因而咱们定义 SRPCHTTPServer
    SRPCHTTPServer server;

    // 2. 定义一个 service，并加到 server 中
    ExamplePBServiceImpl examplepb_impl;
    server.add_service(&examplepb_impl);

    // 3. 把 server 启动起来
    server.start(80);
    pause();
    server.stop();
    return 0;
}

只有装置了 srpc，linux 下即可通过以下命令编译出可执行文件:

g++ -o server server.cc example.pb.cc -std=c++11 -lsrpc

接下来是激动人心的时刻了，咱们用人手一个的 curl 来发动一个 HTTP 申请：

$ curl -i 127.0.0.1:80/Example/Echo -H 'Content-Type: application/json' -d '{message:"Hello World"}'
HTTP/1.1 200 OK
SRPC-Status: 1
SRPC-Error: 0
Content-Type: application/json
Content-Encoding: identity
Content-Length: 16
Connection: Keep-Alive

{"message":"OK"}

5. 总结

明天咱们基于 C++ 实现的开源我的项目 SRPC 深入分析了 RPC 的基本原理。SRPC 整体代码格调简洁、架构档次精美，整体约 1 万行代码，如果你应用 C++，那可能非常适合你用来学习 RPC 架构。

通过这篇文章，置信咱们能够清晰地理解到 RPC 是什么，接口长什么样，也能够通过与 HTTP 协定互通来了解协定档次，更重要的是能够晓得具体纵向的每个档次，及横向比照咱们常见的每种应用模式都有哪些。如果小伙伴对更多功能感兴趣，也能够通过浏览 SRPC 源码进行进一步理解。

6. 我的项目地址

https://github.com/sogou/srpc

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