RPC介绍

最近在学MIT6.824的lab1——MapReduce，发现其中使用到了RPC来让work和coordinator之间通信，故而乘机学习一下。

介绍

RPC（Remote Procedure Call，远程过程调用）是一种在分布式系统中进行进程间通信的协议。它允许一个程序（客户端）调用另一个程序（服务器）上的函数或过程，就像调用本地函数一样，而不必关心底层网络细节。

在 RPC 中，客户端和服务器可以在不同的机器上，甚至在不同的网络上。RPC 提供了一种抽象，使得远程调用看起来就像是本地调用一样。通过 RPC，程序可以通过网络传输数据和调用远程函数，使得分布式系统中的组件可以协同工作。

其整体流程如下图所示：

对于RPC需要关注的主要有三点：

• 通信协议： RPC可以基于TCP或者HTTP协议，一般而言TCP的协议更快
• 寻址： 远程提供服务器需要提供服务所在地址，例如IP和端口
• 数据序列化： 远程调用无法依据内存进行参数和结果传递，所以需要规定序列化的格式，例如Json格式

常用的RPC框架有如下这些：

• Thrift：thrift是一个软件框架，用来进行可扩展且跨语言的服务的开发。它结合了功能强大的软件堆栈和代码生成引擎，以构建在 C++, Java, Python, PHP, Ruby, Erlang, Perl, Haskell, C#, Cocoa, JavaScript, Node.js, Smalltalk, and OCaml 这些编程语言间无缝结合的、高效的服务。
• gRPC：一开始由 google 开发，是一款语言中立、平台中立、开源的远程过程调用(RPC)系统。
• Dubbo：Dubbo是一个分布式服务框架，以及SOA治理方案。其功能主要包括：高性能NIO通讯及多协议集成，服务动态寻址与路由，软负载均衡与容错，依赖分析与降级等。Dubbo是阿里巴巴内部的SOA服务化治理方案的核心框架，Dubbo自2011年开源后，已被许多非阿里系公司使用。
• Spring Cloud：Spring Cloud由众多子项目组成，如Spring Cloud Config、Spring Cloud Netflix、Spring Cloud Consul 等，提供了搭建分布式系统及微服务常用的工具，如配置管理、服务发现、断路器、智能路由、微代理、控制总线、一次性token、全局锁、选主、分布式会话和集群状态等，满足了构建微服务所需的所有解决方案。Spring Cloud基于Spring Boot, 使得开发部署极其简单。

GO语言示例

在 Go 语言中，标准库提供了一个 net/rpc 包，用于实现 RPC。基本的使用流程包括注册对象、注册服务、处理请求等。以下是一个简单的 Go RPC 例子：

package main

import (
	"net"
	"net/rpc"
)

// 定义一个用于 RPC 的对象
type MyService struct{}

// 定义一个 RPC 方法
func (s *MyService) Multiply(args *Args, reply *int) error {
	*reply = args.A * args.B
	return nil
}

// 定义传递给 RPC 方法的参数结构
type Args struct {
	A, B int
}

func main() {
	// 注册服务
	rpc.Register(new(MyService))

	// 创建监听器
	listener, err := net.Listen("tcp", ":1234")
	if err != nil {
		panic(err)
	}

	// 处理连接
	for {
		conn, err := listener.Accept()
		if err != nil {
			continue
		}
		go rpc.ServeConn(conn)
	}
}

在该例子中，MyService 结构体中的 Multiply 方法被注册为 RPC 服务。通过监听端口 1234，该服务可以接收客户端的 RPC 调用请求。客户端可以通过 net/rpc 包中的函数来发起远程调用。RPC 在分布式系统中广泛用于实现不同节点之间的通信和协作。

以下是一个简单的 Go RPC 客户端的调用代码示例,程序需要确保 RPC 客户端的网络协议和端口与服务器端一致，这样它们才能正确地进行通信。在这个例子中，服务器端监听的是 TCP 端口 1234。：

package main

import (
	"fmt"
	"net/rpc"
)

// 定义传递给 RPC 方法的参数结构
type Args struct {
	A, B int
}

func main() {
	// 连接 RPC 服务器
	client, err := rpc.Dial("tcp", "localhost:1234")
	if err != nil {
		panic(err)
	}
	defer client.Close()

	// 准备 RPC 调用的参数
	args := Args{3, 4}

	// 调用 Multiply 方法
	var result int
	err = client.Call("MyService.Multiply", args, &result)
	if err != nil {
		panic(err)
	}

	// 打印结果
	fmt.Printf("Result of 3 * 4: %d\n", result)
}

在这个例子中，rpc.Dial 函数用于连接到服务器，然后通过 client.Call 方法调用远程的 Multiply 方法。在调用过程中，需要传递参数结构 Args 和一个用于接收结果的变量。最后，打印出调用结果:

Result of 3 * 4: 12

参考链接

• https://jaminzhang.github.io/architecture/RPC-Introduction/
• https://zhuanlan.zhihu.com/p/187560185
• https://cloud.tencent.com/developer/article/2021745
• ChatGPT