RPC 是什么：深入解析远程过程调用

在现代信息技术领域，随着分布式系统的广泛应用，RPC（Remote Procedure Call）——远程过程调用技术——变得日益重要。本文将深入探讨RPC的概念、工作原理、实现方式及其与HTTP的关系，并展示一个基于SRPC框架的完整服务器实现示例。

RPC 的基本概念

RPC是一种允许程序调用另一个地址空间（通常是另一个机器上的程序）中的函数或方法的协议。RPC可以分为两部分：用户调用接口和具体网络协议。用户调用接口是开发者需要关心的部分，而具体网络协议则由框架实现。

远程调用与本地调用的对比

远程调用与本地调用

在本地调用中，函数调用直接在本地执行。而在远程调用中，函数调用需要通过网络发送到远程服务器执行。RPC框架的作用就是将这个过程对开发者透明化。

RPC的工作流程

RPC的工作流程包括以下几个步骤：

客户端调用本地stub，传入需要远程执行的函数和参数。
本地stub将函数调用信息打包成一条消息，并通过网络发送给服务端。
服务端stub接收到消息后，解包并调用实际的服务程序。
服务程序执行完毕后，将结果返回给服务端stub。
服务端stub将结果打包成消息，发送回客户端。
客户端stub解包消息，提取执行结果，并返回给客户端程序。

RPC的框架层次

SRPC框架展示了RPC框架的层次结构，包括用户代码、IDL序列化、数据组织、压缩、协议和通信等多个层次。

用户代码层

用户代码层包括客户端的发送函数和服务器端的函数实现。这是用户直接编写和接触的代码。

IDL序列化层

IDL（接口定义语言）序列化层负责将用户定义的数据结构转换为可以在网络上传输的格式。常用的IDL序列化工具包括Protobuf和Thrift。

网络协议层

网络协议层定义了RPC调用的通信协议。SRPC支持多种协议，包括Sogou-std、Baidu-std、Thrift-framed和TRPC等。

RPC与HTTP的对比

HTTP和RPC都是应用层协议，但它们在设计和使用上有所不同。

HTTP的特点

HTTP是一种请求/响应式的协议，其消息格式固定为请求行、请求头和请求体。

RPC的特点

RPC是一种自定义的网络协议，其协议格式由具体的框架定义。RPC协议可以根据需要灵活定义，以适应不同的应用场景。

协议互通性

通过实现对方的协议“语言”，不同的RPC框架之间以及RPC和HTTP协议之间可以实现互通。

RPC的实现方式

RPC可以通过服务规范或自定义API来实现。

服务规范方式

服务规范方式通过抽象语言定义服务接口，然后编译生成客户端和服务器端的代码。这种方式的优点是客户端代码与普通的过程调用几乎一样。

自定义API方式

自定义API方式需要在客户端使用特殊的库来构建远程调用，服务器端则需要自己编写服务器和远程过程的实现。

RPC的优缺点

RPC提供了一些明显的优势，如隐藏内部消息传递机制、提供抽象等，但也存在一些缺点，如容易发生故障、没有统一标准等。

RPC的优点

隐藏内部消息传递机制
提供抽象，对用户隐藏网络通信的消息传递性质
省略许多协议层以提高性能

RPC的缺点

客户端和服务器对各自的例程使用不同的执行环境
RPC非常容易发生故障
没有统一的标准

一个完整的RPC服务器示例

下面是一个基于SRPC框架的完整RPC服务器示例，展示了如何实现一个简单的RPC服务。

#include "example.srpc.h"
#include "workflow/WFFacilities.h"

using namespace srpc;
static WFFacilities::WaitGroup wait_group(1);

void sig_handler(int signo)
{
    wait_group.done();
}

class ExampleServiceImpl : public Example::Service
{
public:
    void Echo(EchoRequest *request, EchoResponse *response, srpc::RPCContext *ctx) override
    {
        response->set_message("OK");
    }
};

int main()
{
    unsigned short port = 80;
    SRPCHttpServer server;

    ExampleServiceImpl example_impl;
    server.add_service(&example_impl);

    server.start(port);
    wait_group.wait();
    server.stop();
    return 0;
}

FAQ

问：RPC是什么？
答：RPC（Remote Procedure Call）是一种协议，允许程序调用另一个地址空间中的函数或方法。
问：RPC和HTTP有什么区别？
答：RPC是一种自定义的网络协议，可以根据需要灵活定义，而HTTP是一种请求/响应式的协议，其消息格式固定。
问：RPC有什么优点？
答：RPC隐藏了内部消息传递机制，提供了抽象，省略了许多协议层以提高性能。
问：RPC有什么缺点？
答：RPC容易发生故障，没有统一的标准，客户端和服务器对各自的例程使用不同的执行环境。
问：如何实现一个RPC服务？
答：可以通过服务规范或自定义API来实现RPC服务。服务规范方式通过抽象语言定义服务接口，然后编译生成客户端和服务器端的代码。自定义API方式需要在客户端使用特殊的库来构建远程调用，服务器端则需要自己编写服务器和远程过程的实现。