网络通讯|RPC与netty 网络通讯|架构师之路

关于RPC 你的题目是RPC框架，首先了解什么叫RPC，为什么要RPC，RPC是指远程过程调用，也就是说两台服务器A，B，一个应用部署在A服务器上，想要调用B服务器上应用提供的函数/方法，由于不在一个内存空间，不能直接调用，需要通过网络来表达调用的语义和传达调用的数据。
比如说，一个方法可能是这样定义的： Employee getEmployeeByName(String fullName) 那么：
首先，要解决通讯的问题，主要是通过在客户端和服务器之间建立TCP连接，远程过程调用的所有交换的数据都在这个连接里传输。连接可以是按需连接，调用结束后就断掉，也可以是长连接，多个远程过程调用共享同一个连接。
第二，要解决寻址的问题，也就是说，A服务器上的应用怎么告诉底层的RPC框架，如何连接到B服务器（如主机或IP地址）以及特定的端口，方法的名称名称是什么，这样才能完成调用。比如基于Web服务协议栈的RPC，就要提供一个endpoint URI，或者是从UDDI服务上查找。如果是RMI调用的话，还需要一个RMI Registry来注册服务的地址。
第三，当A服务器上的应用发起远程过程调用时，方法的参数需要通过底层的网络协议如TCP传递到B服务器，由于网络协议是基于二进制的，内存中的参数的值要序列化成二进制的形式，也就是序列化（Serialize）或编组（marshal），通过寻址和传输将序列化的二进制发送给B服务器。
第四，B服务器收到请求后，需要对参数进行反序列化（序列化的逆操作），恢复为内存中的表达方式，然后找到对应的方法（寻址的一部分）进行本地调用，然后得到返回值。
第五，返回值还要发送回服务器A上的应用，也要经过序列化的方式发送，服务器A接到后，再反序列化，恢复为内存中的表达方式，交给A服务器上的应用

文章图片

为什么RPC呢？就是无法在一个进程内，甚至一个计算机内通过本地调用的方式完成的需求，比如比如不同的系统间的通讯，甚至不同的组织间的通讯。由于计算能力需要横向扩展，需要在多台机器组成的集群上部署应用，
RPC的协议有很多，比如最早的CORBA，Java RMI，Web Service的RPC风格，Hessian，Thrift，甚至Rest API。

RPC（Remote Procedure Call Protocol）——远程过程调用协议，它是一种通过网络从远程计算机程序上请求服务，而不需要了解底层网络技术的协议。RPC协议假定某些传输协议的存在，如TCP或UDP，为通信程序之间携带信息数据。在OSI网络通信模型中，RPC跨越了传输层和应用层。RPC使得开发包括网络分布式多程序在内的应用程序更加容易。
RPC简单的来说就是像调用本地服务一样调用远程服务。 那么，netty是什么东西呢，跟RPC有什么关系？
Netty提供异步的、事件驱动的网络应用程序框架和工具，用以快速开发高性能、高可靠性的网络服务器和客户端程序

RPC要做到用户无感知的调用远程服务必定要经过网络传输，而netty正好是是Java编写的快速开发高性能高可靠性的网络编程框架。
目前使用netty作为传输层的RPC框架很多，国内知名的有dubbo，motan等。
下面以新浪开源的motan为例，说明netty在RPC的位置：下图中transport即使使用netty实现的。

文章图片

总结来说，netty就是解决RPC网络传输的。

分布式RPC需要解决哪些问题呢？

protocol：传输协议
proxy：client代理，服务引用方调用方法通过代理发送远程消息
codec：协议编解码压缩等
transport：协议传输
registry：注册中心，服务注册服务发现
cluster：负载均衡，服务容错策略
其他：服务降级，服务隔离，服务治理

如何实现一个分布式的RPC框架呢？
现在互联网已经很少单点服务了，一个好的rpc框架能帮我们省掉很多工作，那么如何撸一个自己喜欢的RPC框架呢？
现在写rpc框架已经不难了，我们可以有很多参考，很多成熟的第三方开源项目可以依赖，可以说是站在巨人的肩膀上。
第一步，选择传输协议：
高性能的rpc和良好的编码协议是分不开的。好的协议不仅耗用流量小，而且序列化和反序列化更快。
现在比较流行的协议有thrift，protobuf，json，restful等。其中thrfit和protobuf性能都比较优异，而且占用空间小，最重要的是跨语言，具有语言平台无关性。但，美中不足的是他们都需要预先根据协议文件预先生成好代码。开发极不流畅。
我们也可以自定义协议，像dubbo和motan一样，定制自己的私有协议，
比如motan协议的header部分如下：

文章图片

body部分采用hession或者fastjson序列化，
如果不考虑跨语言，这种算是比较完美的解决方案。

定义协议过程中的一些重要且容易忽略的问题：

协议版本号
消息id
协议扩展字段

第二步，协议传输层
一个高性能RPC框架最重要的四个点就是：传输协议，框架线程模型，IO模型，零拷贝。
java程序如果能做好这四点，那么性能应该不会比c++程序差多少。
而作为java开发者，netty正好解决了后三个点，所以使用netty作为RPC框架的传输层会事半功倍。
第三部，注册中心的选择
现在有很多提供服务注册发现的服务，实现成本比较低就是zookeeper，可以很容易的实现服务注册和服务发现的功能。

【网络通讯|RPC与netty】解决了这三部，后面的就得脚踏实地码代码了，当然后续会有很多细节，不过都不是问题，现在有好多成熟的开源框架可以参考。

当然也可以参考我最近实现的分布式RPC框架，也欢迎提issue(后续会持续优化)。

自己撸一个RPC还是很不错的，如果有兴趣建议自己撸一遍玩玩。

下面是广告时间>>>>>>>>>（顺便把广告也转过来吧~） dempeZheng/forestRPC 基于netty, spring,轻量的高性能分布式RPC服务框架
Overview
基于netty, spring,轻量的高性能分布式RPC服务框架。简单，易用，高效。
Features