RPC 实战与原理 精简版

什么是 RPC？

Remote Procedure Call，远程过程调用。

RPC 有什么作用？

• 屏蔽远程调用、本地调用的区别

• 隐藏底层网络通信的复杂性，让我们更专注于业务

RPC 步骤

为什么需要序列化？

• 网络传输必须是「二进制」，调用方的参数都是对象

• 请求↔二进制消息体

零拷贝

什么是零拷贝？

为什么需要零拷贝？

网卡等操作，只能通过内核操作，应用程序要发送网络数据，需要将数据复制到内核。

如何实现零拷贝？

虚拟内存

• mmap + write

• sendfile

Netty 的零拷贝有何不同？

• 一个请求，可能拆分成多个数据包

• 数据包的组合在用户空间，解决用户空间内存的拷贝处理问题，CompositeByteBuf

• 也包括用户空间、内核空间的数据拷贝：Direct Buffers

动态代理实现

• JDK：只能代理接口

• Javassist：操作底层字节码，不需要反射，性能好

• Byte Buddy：更容易的 API，速度比 Javassist 快，Spring、Jackson 使用

HTTP/2 特性

• 多路复用，同一链路双向发送stream数据

• Header 压缩

为什么需要服务发现？

公共的“通讯录”

为什么不用 DNS？

• DNS多级缓存，且缓存时间长

• 需要搭建负载均衡，额外成本

定时任务 & 时间轮

定时任务的问题？

• future 启动线程进行异步编程，sleep

• 如果5秒超时，高并发的

• 让CPU额外轮询遍历，浪费CPU

时间轮的应用

• 延迟消息

• 订单过期（10分钟未付款，取消订单）

时钟轮本质

减少额外的扫描操作

时间轮在 RPC 的应用

调用端请求的超时处理，节省CPU

时间轮实现

Netty的 TimeWheel

如何注册和发现服务？

• RPC Server 提供服务，向 Registry 注册自身

• RPC Client 调用服务，从 Registry 拉取服务列表

• Server 节点变更时，同步变更，Client 感知刷新本地的「服务节点列表」

实现：

• 注册中心 API

• 服务健康状态监测：ZooKeeper 的会话超时控制机制

• 服务状态变更通知：ZooKeeper 的 Watcher 机制

如何实现 RPC 远程调用？

• 客户端、服务端如何建立网络连接：HTTP、Socket

• 服务端如何处理请求：NIO（使用 Netty）

• 数据传输采用什么协议

• 数据如何序列化、反序列化：JSON，PB，Thrift

如何追踪微服务？

核心理念：调用链，全局唯一的 ID 将同一请求串联起来，从而还原调用关系，统计系统指标。

注册中心选型

• 高可用

• 集群部署：多个实例

• 多机房部署：一个机房断电等不可抗因素

• 数据一致性

• CP 型：ZooKeeper（Redis），强一致性，机房间断网，注册中心不可用

• AP 型：牺牲一致性，保证可用性。Eureka

开源 RPC 框架

限定语言

• Dubbo：Java，阿里

• Motan：Java，微博

• Tars：C++，腾讯（已支持多语言）

• Spring Cloud：Java

• 网关 Zuul

• 注册中心 Eureka

• 服务超时熔断 Hystrix

• 调用链监控 Sleuth

• 日志分析 ELK

跨语言 RPC 框架

• gRPC：HTTP/2

• Thrift：TCP

Spring Cloud 微服务架构