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为什么说要搞定微服务架构,先搞定RPC框架?

2016-08-25 08:43 58沈剑

第一章聊了【“为什么要进行服务化,服务化究竟解决什么问题”

第二章聊了【“微服务的服务粒度选型”

今天开始聊一些微服务的实践,第一块,RPC框架的原理及实践,为什么说要搞定微服务架构,先搞定RPC框架呢?


一、需求缘起

服务化的一个好处就是,不限定服务的提供方使用什么技术选型,能够实现大公司跨团队的技术解耦,如下图:


服务A是欧洲团队提供服务,欧洲团队的技术背景是Java,可以用Java实现服务;

服务B是美洲团队提供服务,可以用C++实现服务;

服务C是中国团队提供服务,可以用Go实现服务;

服务的上游调用方,按照接口、协议即可完成对远端服务的调用。

 

但实际上,99.9%的公司的团队规模有限,技术团队人数也有限,基本是使用同一套技术体系来调用和提供服务的:


这样的话,如果没有统一的服务框架,RPC框架各个团队的服务提供方就需要各自实现一套序列化、反序列化、网络框架、连接池、收发线程、超时处理、状态机等“业务之外”的重复技术劳动,造成整体的低效。所以,统一RPC框架把上述“业务之外”的技术劳动统一处理,是服务化首要解决的问题

 

在达成【“使用统一的RPC框架”是正确的道路】这个一致的前提下,本文期望用简单通俗的言语简述一下一个通用RPC框架的技术点与实现。

 

二、RPC背景与过程

什么是RPCRemote Procedure Call Protocol),远程过程调用?

先来看下什么是本地函数调用,当我们写下:

int result = Add(1, 2);


这段代码的时候,我们知道,我们传入了12两个入参数,调用了本地代码段中的一个Add函数,得到了result出参。此时,传入数据,传出数据,代码段在同一个进程空间里,这是本地函数调用

 

那有没有办法,我们能够调用一个跨进程(所以叫远程,典型的,这个进程部署在另一台服务器上)的函数呢


 

最容易想到的,两个进程约定一个协议格式,使用Socket通信,来传输【入参】【调用哪个函数】【出参】

假设请求报文协议是一个11字节的字节流:


1)前3个字节填入函数名

2)中间4个字节填入第一个参数

3)末尾4个字节填入第二个参数

同时可以设计响应报文协议是一个4字节的字节流:


即处理结果。

 

调用方的代码可能变为:

request = MakePacket(“add”, 1, 2);

SendRequest_ToService_B(request);

response = RecieveRespnse_FromService_B();

int result = unMakePacket(respnse);

简单解释一下:

1)讲传入参数变为字节流

2)将字节流发给服务B

3)从服务B接受返回字节流

4)将返回字节流变为传出参数

 

服务方的代码可能变为:

request = RecieveRequest();

args/function = unMakePacket(request);

result = Add(1, 2);

response = MakePacket(result);

SendResponse(response);

这个过程也很好理解:

1)服务端收到字节流

2)将字节流转为函数名与参数

3)本地调用函数得到结果

4)将结果转变为字节流

5)将字节流发送给调用方

 


这个过程用一张图描述如上,调用方与服务方的处理步骤都是非常清晰的。这个过程存在最大的问题是什么呢?

回答:调用方太麻烦了,每次都要关注很多底层细节

1)入参到字节流的转化,即序列化应用层协议细节

2socket发送,即网络传输协议细节

3socket接受

4)字节流到出参的转化,即反序列化应用层协议细节

 

能不能调用层不关注这个细节呢?

回答:可以,RPC框架就是解决这个问题的,它能够让调用方“像调用本地函数一样调用远端的函数(服务)”

 

三、RPC框架职责

通过上面的讨论,RPC框架要向调用方屏蔽各种复杂性,要向服务提供方也屏蔽各类复杂性

1)调用方感觉就像调用本地函数一样

2)服务提供方感觉就像实现一个本地函数一样来实现服务

所以整个RPC框架又分为client部分与server部分,负责把整个非(1)(2)的各类复杂性屏蔽,这些复杂性就是RPC框架的职责。


再细化一些,client端又包含:序列化、反序列化、连接池管理、负载均衡、故障转移、队列管理,超时管理、异步管理等等等等职责。

server端包含:服务端组件、服务端收发包队列、io线程、工作线程、序列化反序列化、上下文管理器、超时管理、异步回调等等等等职责。

 

however,因为篇幅有限,这些细节不做深入展开。

 

四、结论

1RPC框架是架构微服务化的首要基础组件,它能大大降低架构微服务化的成本,提高调用方与服务提供方的研发效率,屏蔽跨进程调用函数(服务)的各类复杂细节

2RPC框架的职责是:让调用方感觉就像调用本地函数一样调用远端函数、让服务提供方感觉就像实现一个本地函数一样来实现服务

==【完】==

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