前言：

RPC非常重要，很多人面試的時候都掛在了這個地方！你要是還不懂RPC是什么？他的基本原理是什么？你一定要把下邊的內(nèi)容記起來！好好研究一下！特別是文中給出的一張關(guān)于RPC的基本流程圖，重點(diǎn)中的重點(diǎn)，Dubbo RPC的基本執(zhí)行流程就是他，RPC框架的基本原理也是他，別說我沒告訴你！看了下邊的內(nèi)容你要掌握的內(nèi)容如下，當(dāng)然還有很多：

• RPC的由來，是怎樣一步步演進(jìn)出來的；
• RPC的基本架構(gòu)是什么；
• RPC的基本實現(xiàn)原理，就是下邊的這張圖，重點(diǎn)中的重點(diǎn)；
• REST 和 SOAP、RPC 有何區(qū)別呢?
• 整個調(diào)用的過程經(jīng)歷了哪幾步和Spring MVC的執(zhí)行流程一樣，相當(dāng)重要；

一、為什么要有RPC

隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，網(wǎng)站應(yīng)用的規(guī)模不斷擴(kuò)大，常規(guī)的垂直應(yīng)用架構(gòu)已無法應(yīng)對，分布式服務(wù)架構(gòu)以及流動計算架構(gòu)勢在必行，亟需一個治理系統(tǒng)確保架構(gòu)有條不紊的演進(jìn)。

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1、單一應(yīng)用架構(gòu)

當(dāng)網(wǎng)站流量很小時，只需一個應(yīng)用，將所有功能都部署在一起，以減少部署節(jié)點(diǎn)和成本。此時，用于簡化增刪改查工作量的數(shù)據(jù)訪問框架(ORM) 是關(guān)鍵。

2、垂直應(yīng)用架構(gòu)

當(dāng)訪問量逐漸增大，單一應(yīng)用增加機(jī)器帶來的加速度越來越小，將應(yīng)用拆成互不相干的幾個應(yīng)用，以提升效率。此時，用于加速前端頁面開發(fā)的 Web框架(MVC) 是關(guān)鍵。

3、分布式服務(wù)架構(gòu)

當(dāng)垂直應(yīng)用越來越多，應(yīng)用之間交互不可避免，將核心業(yè)務(wù)抽取出來，作為獨(dú)立的服務(wù)，逐漸形成穩(wěn)定的服務(wù)中心，使前端應(yīng)用能更快速的響應(yīng)多變的市場需求。

此時，用于提高業(yè)務(wù)復(fù)用及整合的分布式服務(wù)框架(RPC)，提供統(tǒng)一的服務(wù)是關(guān)鍵。

例如：各個團(tuán)隊的服務(wù)提供方就不要各自實現(xiàn)一套序列化、反序列化、網(wǎng)絡(luò)框架、連接池、收發(fā)線程、超時處理、狀態(tài)機(jī)等“業(yè)務(wù)之外”的重復(fù)技術(shù)勞動，造成整體的低效。

PS： 其實上述三個原因也是為什么要有Dubbo的原因！不信你去Dubbo官網(wǎng)去看！

4、流動計算架構(gòu)

PS：這個屬于擴(kuò)展內(nèi)容，摘自Dubbo官網(wǎng)，屬于架構(gòu)演進(jìn)的一個過程

當(dāng)服務(wù)越來越多，容量的評估，小服務(wù)資源的浪費(fèi)等問題逐漸顯現(xiàn)，此時需增加一個調(diào)度中心基于訪問壓力實時管理集群容量，提高集群利用率。此時，用于提高機(jī)器利用率的資源調(diào)度和治理中心(SOA)是關(guān)鍵。

5、另外一個原因

就是因為在幾個進(jìn)程內(nèi)（應(yīng)用分布在不同的機(jī)器上），無法共用內(nèi)存空間，或者在一臺機(jī)器內(nèi)通過本地調(diào)用無法完成相關(guān)的需求，比如不同的系統(tǒng)之間的通訊，甚至不同組織之間的通訊。此外由于機(jī)器的橫向擴(kuò)展，需要在多臺機(jī)器組成的集群上部署應(yīng)用等等。

所以，統(tǒng)一RPC框架來解決提供統(tǒng)一的服務(wù)。

二、什么是RPC

RPC（Remote Procedure Call Protocol）遠(yuǎn)程過程調(diào)用協(xié)議，它是一種通過網(wǎng)絡(luò)從遠(yuǎn)程計算機(jī)程序上請求服務(wù)，而不需要了解底層網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的協(xié)議。簡言之，RPC使得程序能夠像訪問本地系統(tǒng)資源一樣，去訪問遠(yuǎn)端系統(tǒng)資源。比較關(guān)鍵的一些方面包括：通訊協(xié)議、序列化、資源（接口）描述、服務(wù)框架、性能、語言支持等。

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簡單的說，RPC就是從一臺機(jī)器(客戶端)上通過參數(shù)傳遞的方式調(diào)用另一臺機(jī)器(服務(wù)器)上的一個函數(shù)或方法(可以統(tǒng)稱為服務(wù))并得到返回的結(jié)果。

三、PRC架構(gòu)組件

一個基本的RPC架構(gòu)里面應(yīng)該至少包含以下4個組件：

1. 客戶端 （Client）:服務(wù)調(diào)用方（服務(wù)消費(fèi)者）
2. 客戶端存根 （Client Stub）:存放服務(wù)端地址信息，將客戶端的請求參數(shù)數(shù)據(jù)信息打包成網(wǎng)絡(luò)消息，再通過網(wǎng)絡(luò)傳輸發(fā)送給服務(wù)端
3. 服務(wù)端存根 （Server Stub）:接收客戶端發(fā)送過來的請求消息并進(jìn)行解包，然后再調(diào)用本地服務(wù)進(jìn)行處理
4. 服務(wù)端 （Server）:服務(wù)的真正提供者

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具體調(diào)用過程：

1. 服務(wù)消費(fèi)者（client客戶端）通過調(diào)用本地服務(wù)的方式調(diào)用需要消費(fèi)的服務(wù)；
2. 客戶端存根（client stub）接收到調(diào)用請求后負(fù)責(zé)將方法、入?yún)⒌刃畔⑿蛄谢ńM裝）成能夠進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)南Ⅲw；
3. 客戶端存根（client stub）找到遠(yuǎn)程的服務(wù)地址，并且將消息通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給服務(wù)端；
4. 服務(wù)端存根（server stub）收到消息后進(jìn)行解碼（反序列化操作）；
5. 服務(wù)端存根（server stub）根據(jù)解碼結(jié)果調(diào)用本地的服務(wù)進(jìn)行相關(guān)處理；
6. 本地服務(wù)執(zhí)行具體業(yè)務(wù)邏輯并將處理結(jié)果返回給服務(wù)端存根（server stub）；
7. 服務(wù)端存根（server stub）將返回結(jié)果重新打包成消息（序列化）并通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至消費(fèi)方；
8. 客戶端存根（client stub）接收到消息，并進(jìn)行解碼（反序列化）；
9. 服務(wù)消費(fèi)方得到最終結(jié)果；

而RPC框架的實現(xiàn)目標(biāo)則是將上面的第2-10步完好地封裝起來，也就是把調(diào)用、編碼/解碼的過程給封裝起來，讓用戶感覺上像調(diào)用本地服務(wù)一樣的調(diào)用遠(yuǎn)程服務(wù)。

四、RPC和SOA、SOAP、REST的區(qū)別

1、REST

可以看著是HTTP協(xié)議的一種直接應(yīng)用，默認(rèn)基于JSON作為傳輸格式,使用簡單,學(xué)習(xí)成本低效率高,但是安全性較低。

2、SOAP

SOAP是一種數(shù)據(jù)交換協(xié)議規(guī)范,是一種輕量的、簡單的、基于XML的協(xié)議的規(guī)范。而SOAP可以看著是一個重量級的協(xié)議，基于XML、SOAP在安全方面是通過使用XML-Security和XML-Signature兩個規(guī)范組成了WS-Security來實現(xiàn)安全控制的,當(dāng)前已經(jīng)得到了各個廠商的支持 。

它有什么優(yōu)點(diǎn)？簡單總結(jié)為：易用、靈活、跨語言、跨平臺。

3、SOA

面向服務(wù)架構(gòu)，它可以根據(jù)需求通過網(wǎng)絡(luò)對松散耦合的粗粒度應(yīng)用組件進(jìn)行分布式部署、組合和使用。服務(wù)層是SOA的基礎(chǔ)，可以直接被應(yīng)用調(diào)用，從而有效控制系統(tǒng)中與軟件代理交互的人為依賴性。

SOA是一種粗粒度、松耦合服務(wù)架構(gòu)，服務(wù)之間通過簡單、精確定義接口進(jìn)行通訊，不涉及底層編程接口和通訊模型。SOA可以看作是B/S模型、XML（標(biāo)準(zhǔn)通用標(biāo)記語言的子集）/Web Service技術(shù)之后的自然延伸。

4、REST 和 SOAP、RPC 有何區(qū)別呢?

沒什么太大區(qū)別，他們的本質(zhì)都是提供可支持分布式的基礎(chǔ)服務(wù)，最大的區(qū)別在于他們各自的的特點(diǎn)所帶來的不同應(yīng)用場景 。

五、RPC框架需要解決的問題？

1. 如何確定客戶端和服務(wù)端之間的通信協(xié)議？
2. 如何更高效地進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信？
3. 服務(wù)端提供的服務(wù)如何暴露給客戶端？
4. 客戶端如何發(fā)現(xiàn)這些暴露的服務(wù)？
5. 如何更高效地對請求對象和響應(yīng)結(jié)果進(jìn)行序列化和反序列化操作？

六、RPC的實現(xiàn)基礎(chǔ)？

1. 需要有非常高效的網(wǎng)絡(luò)通信，比如一般選擇Netty作為網(wǎng)絡(luò)通信框架；
2. 需要有比較高效的序列化框架，比如谷歌的Protobuf序列化框架；
3. 可靠的尋址方式（主要是提供服務(wù)的發(fā)現(xiàn)），比如可以使用Zookeeper來注冊服務(wù)等等；
4. 如果是帶會話（狀態(tài)）的RPC調(diào)用，還需要有會話和狀態(tài)保持的功能；

七、RPC使用了哪些關(guān)鍵技術(shù)？

1、動態(tài)代理

生成Client Stub（客戶端存根）和Server Stub（服務(wù)端存根）的時候需要用到Java動態(tài)代理技術(shù)，可以使用JDK提供的原生的動態(tài)代理機(jī)制，也可以使用開源的：CGLib代理，Javassist字節(jié)碼生成技術(shù)。

2、序列化和反序列化

在網(wǎng)絡(luò)中，所有的數(shù)據(jù)都將會被轉(zhuǎn)化為字節(jié)進(jìn)行傳送，所以為了能夠使參數(shù)對象在網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行傳輸，需要對這些參數(shù)進(jìn)行序列化和反序列化操作。

• 序列化：把對象轉(zhuǎn)換為字節(jié)序列的過程稱為對象的序列化，也就是編碼的過程。
• 反序列化：把字節(jié)序列恢復(fù)為對象的過程稱為對象的反序列化，也就是解碼的過程。

目前比較高效的開源序列化框架：如Kryo、FastJson和Protobuf等。

3、NIO通信

出于并發(fā)性能的考慮，傳統(tǒng)的阻塞式 IO 顯然不太合適，因此我們需要異步的 IO，即 NIO。Java 提供了 NIO 的解決方案，Java 7 也提供了更優(yōu)秀的 NIO.2 支持。可以選擇Netty或者M(jìn)INA來解決NIO數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯栴}。

4、服務(wù)注冊中心

可選：Redis、Zookeeper、Consul 、Etcd。一般使用ZooKeeper提供服務(wù)注冊與發(fā)現(xiàn)功能，解決單點(diǎn)故障以及分布式部署的問題(注冊中心)。

八、主流RPC框架有哪些

1. RMI
2. Hessian
3. protobuf-rpc-pro
4. Thrift
5. Avro
6. Dubbo

九、RPC的實現(xiàn)原理架構(gòu)圖

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PS：這張圖非常重點(diǎn)，是PRC的基本原理，請大家一定記?。?/p>

也就是說兩臺服務(wù)器A，B，一個應(yīng)用部署在A服務(wù)器上，想要調(diào)用B服務(wù)器上應(yīng)用提供的函數(shù)/方法，由于不在一個內(nèi)存空間，不能直接調(diào)用，需要通過網(wǎng)絡(luò)來表達(dá)調(diào)用的語義和傳達(dá)調(diào)用的數(shù)據(jù)。

比如說，A服務(wù)器想調(diào)用B服務(wù)器上的一個方法：

User getUserByName(String userName)

1、建立通信

• 首先要解決通訊的問題：即A機(jī)器想要調(diào)用B機(jī)器，首先得建立起通信連接。
• 主要是通過在客戶端和服務(wù)器之間建立TCP連接，遠(yuǎn)程過程調(diào)用的所有交換的數(shù)據(jù)都在這個連接里傳輸。連接可以是按需連接，調(diào)用結(jié)束后就斷掉，也可以是長連接，多個遠(yuǎn)程過程調(diào)用共享同一個連接。
• 通常這個連接可以是按需連接（需要調(diào)用的時候就先建立連接，調(diào)用結(jié)束后就立馬斷掉），也可以是長連接（客戶端和服務(wù)器建立起連接之后保持長期持有，不管此時有無數(shù)據(jù)包的發(fā)送，可以配合心跳檢測機(jī)制定期檢測建立的連接是否存活有效），多個遠(yuǎn)程過程調(diào)用共享同一個連接。

2、服務(wù)尋址

• 要解決尋址的問題，也就是說，A服務(wù)器上的應(yīng)用怎么告訴底層的RPC框架，如何連接到B服務(wù)器（如主機(jī)或IP地址）以及特定的端口，方法的名稱名稱是什么。
• 通常情況下我們需要提供B機(jī)器（主機(jī)名或IP地址）以及特定的端口，然后指定調(diào)用的方法或者函數(shù)的名稱以及入?yún)⒊鰠⒌刃畔?，這樣才能完成服務(wù)的一個調(diào)用。
• 可靠的尋址方式（主要是提供服務(wù)的發(fā)現(xiàn)）是RPC的實現(xiàn)基石，比如可以采用Redis或者Zookeeper來注冊服務(wù)等等。

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2.1、從服務(wù)提供者的角度看：

當(dāng)服務(wù)提供者啟動的時候，需要將自己提供的服務(wù)注冊到指定的注冊中心，以便服務(wù)消費(fèi)者能夠通過服務(wù)注冊中心進(jìn)行查找；

當(dāng)服務(wù)提供者由于各種原因致使提供的服務(wù)停止時，需要向注冊中心注銷停止的服務(wù)；

服務(wù)的提供者需要定期向服務(wù)注冊中心發(fā)送心跳檢測，服務(wù)注冊中心如果一段時間未收到來自服務(wù)提供者的心跳后，認(rèn)為該服務(wù)提供者已經(jīng)停止服務(wù)，則將該服務(wù)從注冊中心上去掉。

2.2、從調(diào)用者的角度看：

服務(wù)的調(diào)用者啟動的時候根據(jù)自己訂閱的服務(wù)向服務(wù)注冊中心查找服務(wù)提供者的地址等信息；

當(dāng)服務(wù)調(diào)用者消費(fèi)的服務(wù)上線或者下線的時候，注冊中心會告知該服務(wù)的調(diào)用者；

服務(wù)調(diào)用者下線的時候，則取消訂閱。

3、網(wǎng)絡(luò)傳輸

3.1、序列化

當(dāng)A機(jī)器上的應(yīng)用發(fā)起一個RPC調(diào)用時，調(diào)用方法和其入?yún)⒌刃畔⑿枰ㄟ^底層的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議如TCP傳輸?shù)紹機(jī)器，由于網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是基于二進(jìn)制的，所有我們傳輸?shù)膮?shù)數(shù)據(jù)都需要先進(jìn)行序列化（Serialize）或者編組（marshal）成二進(jìn)制的形式才能在網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行傳輸。然后通過尋址操作和網(wǎng)絡(luò)傳輸將序列化或者編組之后的二進(jìn)制數(shù)據(jù)發(fā)送給B機(jī)器。

3.2、反序列化

當(dāng)B機(jī)器接收到A機(jī)器的應(yīng)用發(fā)來的請求之后，又需要對接收到的參數(shù)等信息進(jìn)行反序列化操作（序列化的逆操作），即將二進(jìn)制信息恢復(fù)為內(nèi)存中的表達(dá)方式，然后再找到對應(yīng)的方法（尋址的一部分）進(jìn)行本地調(diào)用（一般是通過生成代理Proxy去調(diào)用,

通常會有JDK動態(tài)代理、CGLIB動態(tài)代理、Javassist生成字節(jié)碼技術(shù)等），之后得到調(diào)用的返回值。

4、服務(wù)調(diào)用

B機(jī)器進(jìn)行本地調(diào)用（通過代理Proxy和反射調(diào)用）之后得到了返回值，此時還需要再把返回值發(fā)送回A機(jī)器，同樣也需要經(jīng)過序列化操作，然后再經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)傳輸將二進(jìn)制數(shù)據(jù)發(fā)送回A機(jī)器，而當(dāng)A機(jī)器接收到這些返回值之后，則再次進(jìn)行反序列化操作，恢復(fù)為內(nèi)存中的表達(dá)方式，最后再交給A機(jī)器上的應(yīng)用進(jìn)行相關(guān)處理（一般是業(yè)務(wù)邏輯處理操作）。

通常，經(jīng)過以上四個步驟之后，一次完整的RPC調(diào)用算是完成了，另外可能因為網(wǎng)絡(luò)抖動等原因需要重試等。

最后

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