為什麼說要搞定微服務架構,先搞定RPC框架?

編程語言 Java 歐洲 技術 程序員界的彭于晏 2018-12-02

一、需求緣起

服務化的一個好處就是,不限定服務的提供方使用什麼技術選型,能夠實現大公司跨團隊的技術解耦,如下圖:

為什麼說要搞定微服務架構,先搞定RPC框架?


服務A是歐洲團隊提供服務,歐洲團隊的技術背景是Java,可以用Java實現服務;

服務B是美洲團隊提供服務,可以用C++實現服務;

服務C是中國團隊提供服務,可以用Go實現服務;

服務的上游調用方,按照接口、協議即可完成對遠端服務的調用。

但實際上,99.9%的公司的團隊規模有限,技術團隊人數也有限,基本是使用同一套技術體系來調用和提供服務的:

為什麼說要搞定微服務架構,先搞定RPC框架?


這樣的話,如果沒有統一的服務框架,RPC框架,各個團隊的服務提供方就需要各自實現一套序列化、反序列化、網絡框架、連接池、收發線程、超時處理、狀態機等“業務之外”的重複技術勞動,造成整體的低效。所以,統一RPC框架把上述“業務之外”的技術勞動統一處理,是服務化首要解決的問題。

在達成【“使用統一的RPC框架”是正確的道路】這個一致的前提下,本文期望用簡單通俗的言語簡述一下一個通用RPC框架的技術點與實現。

二、RPC背景與過程

什麼是RPC(Remote Procedure Call Protocol),遠程過程調用?

先來看下什麼是本地函數調用,當我們寫下:

int result = Add(1, 2);

為什麼說要搞定微服務架構,先搞定RPC框架?


這段代碼的時候,我們知道,我們傳入了1,2兩個入參數,調用了本地代碼段中的一個Add函數,得到了result出參。此時,傳入數據,傳出數據,代碼段在同一個進程空間裡,這是本地函數調用。

那有沒有辦法,我們能夠調用一個跨進程(所以叫“遠程”,典型的,這個進程部署在另一臺服務器上)的函數呢

為什麼說要搞定微服務架構,先搞定RPC框架?


最容易想到的,兩個進程約定一個協議格式,使用Socket通信,來傳輸【入參】【調用哪個函數】【出參】。

假設請求報文協議是一個11字節的字節流:

為什麼說要搞定微服務架構,先搞定RPC框架?


(1)前3個字節填入函數名

(2)中間4個字節填入第一個參數

(3)末尾4個字節填入第二個參數

同時可以設計響應報文協議是一個4字節的字節流:

為什麼說要搞定微服務架構,先搞定RPC框架?


即處理結果。

調用方的代碼可能變為:

request = MakePacket(“add”, 1, 2);

SendRequest_ToService_B(request);

response = RecieveRespnse_FromService_B();

int result = unMakePacket(respnse);

簡單解釋一下:

(1)講傳入參數變為字節流

(2)將字節流發給服務B

(3)從服務B接受返回字節流

(4)將返回字節流變為傳出參數

服務方的代碼可能變為:

request = RecieveRequest();

args/function = unMakePacket(request);

result = Add(1, 2);

response = MakePacket(result);

SendResponse(response);

這個過程也很好理解:

(1)服務端收到字節流

(2)將字節流轉為函數名與參數

(3)本地調用函數得到結果

(4)將結果轉變為字節流

(5)將字節流發送給調用方

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這個過程用一張圖描述如上,調用方與服務方的處理步驟都是非常清晰的。這個過程存在最大的問題是什麼呢?

回答:調用方太麻煩了,每次都要關注很多底層細節

(1)入參到字節流的轉化,即序列化應用層協議細節

(2)socket發送,即網絡傳輸協議細節

(3)socket接受

(4)字節流到出參的轉化,即反序列化應用層協議細節

能不能調用層不關注這個細節呢?

回答:可以,RPC框架就是解決這個問題的,它能夠讓調用方“像調用本地函數一樣調用遠端的函數(服務)”。

三、RPC框架職責

通過上面的討論,RPC框架要向調用方屏蔽各種複雜性,要向服務提供方也屏蔽各類複雜性

(1)調用方感覺就像調用本地函數一樣

(2)服務提供方感覺就像實現一個本地函數一樣來實現服務

所以整個RPC框架又分為client部分與server部分,負責把整個非(1)(2)的各類複雜性屏蔽,這些複雜性就是RPC框架的職責。

為什麼說要搞定微服務架構,先搞定RPC框架?


再細化一些,client端又包含:序列化、反序列化、連接池管理、負載均衡、故障轉移、隊列管理,超時管理、異步管理等等等等職責。

server端包含:服務端組件、服務端收發包隊列、io線程、工作線程、序列化反序列化、上下文管理器、超時管理、異步回調等等等等職責。

however,因為篇幅有限,這些細節不做深入展開。

四、結論

(1)RPC框架是架構微服務化的首要基礎組件,它能大大降低架構微服務化的成本,提高調用方與服務提供方的研發效率,屏蔽跨進程調用函數(服務)的各類複雜細節

(2)RPC框架的職責是:讓調用方感覺就像調用本地函數一樣調用遠端函數、讓服務提供方感覺就像實現一個本地函數一樣來實現服務

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