RPC-Java

【代码随想录知识星球】项目分享-手撕RPC框架，项目专栏 有本项目的详细文档

• 第一章：项目背景、项目收获、简历写法、项目架构和流程图
• 第二章（版本一）：实现一个基本的rpc调用
• 第三章（版本二）：netty自定义编码器，解码器和序列化器，创建缓存
• 第四章（版本三）：负载均衡、超时重试 &白名单
• 第五章（版本四）：服务-限流、熔断
• 第六章：项目常见问题以及如何回答（网络传输层面，注册中心层面，算法层面，各种场景题

启动流程

1.先安装并开启zookeeper

安装参考：

【Zookeeper】Windows下安装Zookeeper（图文记录详细步骤，手把手包安装成功）_windows安装zk-CSDN博客

2.运行Server包下的TestServer,再运行Client包下的TestClient

RPC概念

概念

1. RPC（Remote Procedure Call Protocol） 远程过程调用协议。
2. RPC是一种通过网络从远程计算机程序上请求服务，不需要了解底层网络技术的协议。
3. RPC主要作用就是不同的服务间方法调用就像本地调用一样便捷。

常用RPC技术或框架

应用级的服务框架：阿里的 Dubbo/Dubbox、Google gRPC、Spring Boot/Spring Cloud。 远程通信协议：RMI、Socket、SOAP(HTTP XML)、REST(HTTP JSON)。 通信框架：MINA 和 Netty

为什么要有RPC？

1. 服务化：微服务化，跨平台的服务之间远程调用；
2. 分布式系统架构：分布式服务跨机器进行远程调用；
3. 服务可重用：开发一个公共能力服务，供多个服务远程调用。
4. 系统间交互调用：两台服务器A、B，服务器A上的应用a需要调用服务器B上的应用b提供的方法，而应用a和应用b不在一个内存空间，不能直接调用，此时，需要通过网络传输来表达需要调用的语义及传输调用的数据。

使用场景

1. 大型网站：内部涉及多个子系统，服务、接口较多。
2. 注册发现机制：如Nacos、Dubbo等，一般都有注册中心，服务有多个实例，调用方调用的哪个实例无感知。
3. 安全性：不暴露资源
4. 服务化治理：微服务架构、分布式架构。

架构图

核心功能概念

核心功能实现主要分为服务寻址、序列化和反序列化、网络传输功能。

服务寻址功能

Call ID映射：

​ 本地：在本地方法调用中，函数体是直接通过函数指针来指定的，但是在远程调用中，由于两个进程的地址空间完全不一样，函数指针不起作用。 ​ 远程：RPC中所有函数或方法都有自己的一个ID，在所有进程中都唯一。客户端在做远程过程调用时，必须附上这个ID，即客户端会查一下表，找出相应的Call ID，然后传给服务端，服务端也会查表，来确定客户端需要调用的函数，然后执行相应函数的代码。 ​ Call ID映射表一般是一个哈希表。

序列化和反序列化功能

概述：

• 序列化：将消息对象转换为二进制流。
• 反序列化：将二进制流转换为消息对象。

必要性： 远程调用涉及到数据的传输，在本地调用中，只需要将数据压入栈中，然后让函数去栈中读取即可。 但远程的数据传输，由于客户端和服务端不在同一个服务器上，涉及不同的进程，不能通过内存传递参数，此时就需要将客户端先将请求参数转成字节流（编码），传递给服务端，服务端再将字节流转为自己可读取格式（解码），这就是序列化和反序列化的过程。反之，服务端返回值也逆向经历序列化和反序列化到客户端。

序列化的优势： 将消息对象转为二进制字节流，便于网络传输。 可跨平台、跨语言。如Python编写的客户端请求序列化参数传输到Java编写的服务端进行反序列化。

网络传输功能

作用：

• 客户端将Call ID和序列化后的参数字节流传输给服务端。
• 服务端将序列化后的调用结果回传给客户端。

协议：   主要有TCP、UDP、HTTP协议。

基于TCP协议

​ 客户端和服务端建立Socket连接。 ​ 客户端通过Socket将需要调用的接口名称、方法名称及参数序列化后传递给服务端。 服务端反序列化后再利用反射调用对应的方法，将结果返回给客户端。

基于HTTP协议

​ 客户端向服务端发送请求，如GET、POST、PUT、DELETE等请求。 ​ 服务端根据不同的请求参数和请求URL进行方法调用，返回JSON或者XML数据结果。

TCP和HTTP对比

• 基于TCP协议实现的RPC调用，由于是底层协议栈，更佳灵活的对协议字段进行定制，可减少网络开销，提高性能，实现更大的吞吐量和并发数。但**，底层复杂，实现代价高**。
• 基于HTTP协议实现的RPC调用，已封装实现序列化，但HTTP属于应用层协议，HTTP传输所占用的字节数比TCP更高，传输效率对比TCP较低。

版本一

part1

• 实现基本的rpc调用
• 客户端动态代理
• 定义统一的request和response

part2

• 引入netty框架进行信息传输
• 自定义消息格式

part3

• 引入zookeeper作为注册中心

版本二

part1

• netty自定义编码器，解码器和序列化器

part2

• 在客户端建立本地服务缓存

• 实现本地缓存的动态更新

版本三

part1

• 实现客户端的负载均衡

part2

• 实现客户端的容错：失败重传
• 服务白名单

版本四

part1

• 服务限流，降级的实现
• 熔断器的实现

版本五

• SPI机制
• 配置顶
• 新增kryo、Hessian、protostuff等序列化方式
• 优化关闭方法

TodoList

• 使用注解注册服务，消费服务

• 主动下线失败次数过多的节点

• 探测离线节点的状态，对恢复正常的节点重新上线

• 实现自适应的负载均衡器