第1章大型互联网公司的基础架构——1.6 RPC服务

你可能在1.1节的引言中注意到业务服务层包括HTTP服务和RPC服务，两者的定位不一样。一般来说，一个业务场景的核心逻辑都是在RPC服务中实现的，强调的是服务于后台系统内部，所谓的“微服务”主要指的就是RPC服务；而HTTP服务强调的是与用户请求的交互，它做的主要工作一般比较简单，比如校验用户请求、打包响应数据，而用户请求真正的处理逻辑会被HTTP服务通过RPC请求交给RPC服务来执行，HTTP服务更像是业务服务层的“网关”。RPC服务对后台内部暴露RPC协议，而HTTP服务对后台外部暴露HTTP。

为什么后台内部要专门使用RPC协议来通信，而不直接使用HTTP？这就要从RPC的概念说起了。

RPC （ Remote Procedure Call，远程过程调用）的目标就是屏蔽网络编程的细节，能够像调用本地方法一样调用远程方法，让开发者更专注于业务逻辑本身。如图1-22所示，在一个单体应用内，假设有一个Calculator接口以及这个接口的实现类Calculatorlmpl，那么要调用Calculator的add方法执行相加运算就可以直接调用，这是因为Calculatorlmpl实现类和Calculator接口在同一个进程地址空间内。这种调用形式就是本地过程调用。

现在将单体应用改为分布式应用，接口调用和实现分别在两个服务中，其中Service 1只有Calculator接口而没有Calculatorlmpl实现类，那么Service 1怎样才能调用到Service 2提供的Calculatorlmpl实现类的add方法呢？显然应该通过网络通信形式，如图1-23所示。

• Service 2可以作为一台TCP服务器，Service 1向其发送请求并接收响应，当它收到指定的数据包时将调用add方法并将运算结果回传；
• Service 2也可以作为一台HTTP服务器，对外提供Restful API，Service 1发起HTTP请求调用此Restful API获取运算结果。

Service 1发起远程过程调用来执行Service 2的add方法，这样做已经很接近RPC了， 不过每次Service 1调用add方法时，都不得不编写一大段TCP或者HTTP收发请求的代码。这里是否可以简化，让服务调用者就像调用一个本地方法一样进行远程过程调用，即感知不到网络通信的存在？这就是RPC要做的事情。RPC框架通过代理模式将网络通信屏蔽，服务调用者仅需像本地过程调用一样调用一个RPC方法就能执行远程方法。

接下来介绍RPC通信流程。RPC实质上就是调用方将调用方法和参数发送到被调用方，被调用方处理后将结果返回给调用方的过程。由于RPC底层实际上是网络通信，所以这里主要包括两个方面的工作。

• 方法的输入参数、输出参数都是对象，这些对象和二进制数据可以相互转化。这个过程被称为序列化。

• 被调用方收到数据包，需要知道指定的方法名是什么，以及输入参数在数据包中的起始位置等，于是需要根据我们约定的协议格式对数据包解码，二进制数据与数据包可以相互转化。这个过程被称为编解码。

下面是RPC通信流程：

1. 调用方先将输入参数序列化，再将其编码为所约定的协议格式的数据包，然后通过网络发送给被调用方；
2. 被调用方先将数据包解码，得到指定的方法名和序列化的输入参数，然后将输入参数反序列化，执行方法，最后通过与调用方调用相同的流程将结果返回给调用方。

完整的RPC通信流程如图1-24所示：

由于RPC通信流程相对固定，gRPC、Thrift等RPC框架都可以利用所约定的协议定义文件生成脚手架代码，使用者只需要将具体的方法处理代码完成后就能实现RPC通信了。

从上述介绍我们可以看出，RPC只是一种用于屏蔽远程过程调用的设计，它与HTTP不是对立的，因为两者不是一个层面的概念。RPC底层的网络通信可以使用TCP实现（如 Thrift）,也可以使用HTTP实现（如gRPC），其本身并无限制。我们将业务服务层拆分为HTTP服务和RPC服务，更想强调的是前者服务于后台外部，而后者服务于后台内部，即后台服务之间的通信使用RPC形式。所谓的RPC协议只是表示RPC网络调用形式，而RPC服务的意思是该服务是基于gRPC、Thrift或其他RPC框架生成的，后台内部可以通过RPC形式与其通信。

这里给出一个RPC服务的例子：一个支持加法、减法、乘法、除法4个接口的计算器RPC服务，可以使用如下Thrift协议文件生成。

namespace go calculatorstruct BinaryReq {1: required i64 Operatoriz,2: required i64 Operators,
}struct Response {1: required i64 Result,
}service CalculatorService {Response Add(1: BinaryReq req)	// 加法接口Response Sub(1: BinaryReq req)	// 减法接口Response Multiply(1: BinaryReq req)	// 乘法接口Response Division(1: BinaryReq req)	// 除法接口
}

通过服务注册中心，HTTP服务能够得知RPC服务的可用地址列表。当HTTP服务接收到来自Nginx转发的用户请求后，就可以选择某个可用地址并通过RPC协议与RPC服务通信，完成对RPC服务的调用，最后将用户请求交给RPC服务处理。

总结

业务服务层一般包含哪些业务？

• HTTP服务
• RPC服务

HTTP服务和RPC服务的区别？

• 一般来说，一个业务场景的核心逻辑都是在RPC服务中实现的，强调的是服务于后台系统内部，所谓的“微服务”主要指的就是RPC服务

• 而HTTP服务强调的是与用户请求的交互，它做的主要工作一般比较简单，比如校验用户请求、打包响应数据，而用户请求真正的处理逻辑会被HTTP服务通过RPC请求交给RPC服务来执行，HTTP服务更像是业务服务层的“网关”

• RPC服务对后台内部暴露RPC协议，而HTTP服务对后台外部暴露HTTP。

RPC的目标？

• RPC （ Remote Procedure Call，远程过程调用）的目标就是屏蔽网络编程的细节，能够像调用本地方法一样调用远程方法，让开发者更专注于业务逻辑本身。

RPC需要做的两个准备工作？

1. 序列化和反序列化：方法的输入参数、输出参数都是对象，这些对象和二进制数据可以相互转化。这个过程被称为序列化。
2. 编解码：被调用方收到数据包，需要知道指定的方法名是什么，以及输入参数在数据包中的起始位置等，于是需要根据我们约定的协议格式对数据包解码，二进制数据与数据包可以相互转化。这个过程被称为编解码。

RPC的通信流程？

1. 调用方先将输入参数序列化，再将其编码为所约定的协议格式的数据包，然后通过网络发送给被调用方；
2. 被调用方先将数据包解码，得到指定的方法名和序列化的输入参数，然后将输入参数反序列化，执行方法，最后通过与调用方调用相同的流程将结果返回给调用方。

RPC底层的网络通信有哪些实现方法？

• TPC实现，比如Thrift
• HTTP实现，比如gRPC