遠(yuǎn)程過(guò)程調(diào)用的理解(上)
在當(dāng)今的分布式系統(tǒng)架構(gòu)中,不同組件、服務(wù)或應(yīng)用程序之間的高效通信是確保系統(tǒng)順暢運(yùn)行的核心環(huán)節(jié)。遠(yuǎn)程過(guò)程調(diào)用(RPC)作為一種關(guān)鍵的通信技術(shù),如同架設(shè)在不同節(jié)點(diǎn)之間的隱形橋梁,讓程序能夠像調(diào)用本地函數(shù)一樣調(diào)用遠(yuǎn)程服務(wù)器上的函數(shù)或方法,極大地簡(jiǎn)化了分布式系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與維護(hù)。
遠(yuǎn)程過(guò)程調(diào)用的基本概念
遠(yuǎn)程過(guò)程調(diào)用是指一臺(tái)計(jì)算機(jī)上的程序,通過(guò)網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求另一臺(tái)計(jì)算機(jī)上的服務(wù),獲取結(jié)果后繼續(xù)執(zhí)行的過(guò)程。它屏蔽了底層網(wǎng)絡(luò)通信的復(fù)雜性,讓開(kāi)發(fā)者無(wú)需關(guān)注數(shù)據(jù)傳輸?shù)募?xì)節(jié),只需按照本地函數(shù)調(diào)用的方式編寫代碼,就能實(shí)現(xiàn)跨節(jié)點(diǎn)的操作。
例如,在一個(gè)電商平臺(tái)的分布式系統(tǒng)中,訂單服務(wù)需要查詢用戶服務(wù)中的用戶信息,此時(shí)訂單服務(wù)就可以通過(guò) RPC 調(diào)用用戶服務(wù)提供的接口,像調(diào)用本地函數(shù)一樣輕松獲取所需數(shù)據(jù),而不必手動(dòng)處理 Socket 連接、數(shù)據(jù)序列化與反序列化等網(wǎng)絡(luò)通信步驟。
遠(yuǎn)程過(guò)程調(diào)用的工作原理
RPC 的工作流程可以概括為以下幾個(gè)關(guān)鍵步驟:
客戶端調(diào)用:客戶端程序以本地函數(shù)調(diào)用的方式,調(diào)用 RPC 客戶端 stub(存根)。stub 是客戶端側(cè)的代理,負(fù)責(zé)將調(diào)用信息轉(zhuǎn)換為適合網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)母袷健?span>
參數(shù)序列化:客戶端 stub 對(duì)調(diào)用的函數(shù)名、參數(shù)等信息進(jìn)行序列化,即將內(nèi)存中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為可在網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)淖止?jié)流。
網(wǎng)絡(luò)傳輸:序列化后的數(shù)據(jù)包通過(guò)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議(如 TCP、HTTP 等)發(fā)送到遠(yuǎn)程服務(wù)器。
服務(wù)端接收與反序列化:服務(wù)器端的 RPC 服務(wù)端 stub 接收數(shù)據(jù)包,對(duì)其進(jìn)行反序列化,還原出函數(shù)名和參數(shù)等信息。
執(zhí)行遠(yuǎn)程函數(shù):服務(wù)端 stub 調(diào)用本地對(duì)應(yīng)的函數(shù)或方法,執(zhí)行具體的業(yè)務(wù)邏輯。
返回結(jié)果處理:函數(shù)執(zhí)行完成后,服務(wù)端 stub 將返回結(jié)果進(jìn)行序列化,通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送回客戶端。
客戶端接收結(jié)果:客戶端 stub 接收返回的數(shù)據(jù)包并反序列化,將結(jié)果返回給客戶端程序,完成一次 RPC 調(diào)用。
遠(yuǎn)程過(guò)程調(diào)用的關(guān)鍵組成部分
客戶端與服務(wù)端:客戶端是發(fā)起 RPC 調(diào)用的一方,服務(wù)端是提供服務(wù)并執(zhí)行遠(yuǎn)程過(guò)程的一方。
Stub(存根):包括客戶端 stub 和服務(wù)端 stub??蛻舳?span> stub 負(fù)責(zé)將本地調(diào)用轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求,服務(wù)端 stub 負(fù)責(zé)將網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求轉(zhuǎn)換為本地調(diào)用,并處理結(jié)果的返回。
網(wǎng)絡(luò)傳輸層:負(fù)責(zé)在客戶端和服務(wù)端之間傳輸數(shù)據(jù),常用的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議有 TCP、UDP、HTTP 等。
序列化 / 反序列化機(jī)制:用于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)在內(nèi)存表示和網(wǎng)絡(luò)傳輸格式之間的轉(zhuǎn)換,常見(jiàn)的序列化技術(shù)有 JSON、Protobuf、XML 等。不同的序列化技術(shù)在性能、兼容性等方面各有優(yōu)劣,開(kāi)發(fā)者需根據(jù)實(shí)際需求選擇。