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RPC的入门

一什么是 RPC？

RPC 是指远程过程调用，也就是说两台服务器 A，B 一个应用部署在 A 服务器上，想要调用 B 服务器上应用提供的函数或方法，由于不在一个内存空间，不能直接调用，需要通过网络来表达调用的语义和传达调用的数据。

二 RPC 是如何通讯的？

要解决通讯的问题，主要是通过在客户端和服务器之间建立 TCP 连接，远程过程调用的所有交换的数据都在这个连接里传输。连接可以是按需连接，调用结束后就断掉，也可以是长连接，多个远程过程调用共享同一个连接。
要解决寻址的问题，也就是说，A 服务器上的应用怎么告诉底层的 RPC 框架，如何连接到 B 服务器（如主机或 IP 地址）以及特定的端口，方法的名称是什么，这样才能完成调用。比如基于 Web 服务协议栈的 RPC，就要提供一个 endpoint URI，或者是从 UDDI 服务上查找。如果是 RMI 调用的话，还需要一个 RMI Registry 来注册服务的地址。
当 A 服务器上的应用发起远程过程调用时，方法的参数需要通过底层的网络协议如 TCP 传递到 B 服务器，由于网络协议是基于二进制的，内存中的参数的值要序列化成二进制的形式，也就是序列化（Serialize）或编组（marshal），通过寻址和传输将序列化的二进制发送给 B 服务器。
B 服务器收到请求后，需要对参数进行反序列化（序列化的逆操作），恢复为内存中的表达方式，然后找到对应的方法（寻址的一部分）进行本地调用，然后得到返回值。
返回值还要发送回服务器 A 上的应用，也要经过序列化的方式发送，服务器 A 接到后，再反序列化，恢复为内存中的表达方式，交给 A 服务器上的应用。

三为什么要用 RPC？

就是无法在一个进程内，甚至一个计算机内通过本地调用的方式完成的需求，比如比如不同的系统间的通讯，甚至不同的组织间的通讯。由于计算能力需要横向扩展，需要在多台机器组成的集群上部署应用

四常见RPC框架

功能	Hessian	Montan	rpcx	gRPC	Thrift	Dubbo	Dubbox	Spring Cloud
开发语言	跨语言	Java	Go	跨语言	跨语言	Java	Java	Java
分布式(服务治理)	×	√	√	×	×	√	√	√
多序列化框架支持	hessian	√(支持Hessian2、Json,可扩展)	√	× 只支持protobuf)	×(thrift格式)	√	√	√
多种注册中心	×	√	√	×	×	√	√	√
管理中心	×	√	√	×	×	√	√	√
跨编程语言	√	×(支持php client和C server)	×	√	√	×	×	×
支持REST	×	×	×	×	×	×	√	√
关注度	低	中	低	中	中	中	高	中
上手难度	低	低	中	中	中	低	低	中
运维成本	低	中	中	中	低	中	中	中
开源机构	Caucho	Weibo	Apache	Google	Apache	Alibaba	Dangdang	Apache

实际场景中的选择

# Spring Cloud ： Spring全家桶，用起来很舒服，只有你想不到，没有它做不到。可惜因为发布的比较晚，国内还没出现比较成功的案例，大部分都是试水，不过毕竟有Spring作背书，还是比较看好。
# Dubbox： 相对于Dubbo支持了REST，估计是很多公司选择Dubbox的一个重要原因之一，但如果使用Dubbo的RPC调用方式，服务间仍然会存在API强依赖，各有利弊，懂的取舍吧。
# Thrift： 如果你比较高冷，完全可以基于Thrift自己搞一套抽象的自定义框架吧。
# Montan： 可能因为出来的比较晚，目前除了新浪微博16年初发布的，
# Hessian： 如果是初创公司或系统数量还没有超过5个，推荐选择这个，毕竟在开发速度、运维成本、上手难度等都是比较轻量、简单的，即使在以后迁移至SOA，也是无缝迁移。
# rpcx/gRPC： 在服务没有出现严重性能的问题下，或技术栈没有变更的情况下，可能一直不会引入，即使引入也只是小部分模块优化使用。

ZeroRPC和SimpleXMLRPCServer

一 Python中RPC框架

自带的:SimpleXMLRPCServer(数据包大，速度慢)

第三方：ZeroRPC(底层使用ZeroMQ和MessagePack，速度快，响应时间短，并发高)，grpc(谷歌推出支持夸语言)

二 SimpleXMLRPCServer使用

from xmlrpc.server import SimpleXMLRPCServer
class RPCServer(object):

    def __init__(self):
        super(RPCServer, self).__init__()
        print(self)
        self.send_data = 'lqz nb'
        self.recv_data = None

    def getObj(self):
        print('get data')
        return self.send_data

    def sendObj(self, data):
        print('send data')
        self.recv_data = data
        print(self.recv_data)
# SimpleXMLRPCServer
server = SimpleXMLRPCServer(('localhost',4242), allow_none=True)
server.register_introspection_functions()
server.register_instance(RPCServer())
server.serve_forever()

服务端

import time
from xmlrpc.client import ServerProxy

# SimpleXMLRPCServer
def xmlrpc_client():
    print('xmlrpc client')
    c = ServerProxy('http://localhost:4242')
    data = 'lqz nb'
    start = time.clock()
    for i in range(500):
        a=c.getObj()
        print(a)
    for i in range(500):
        c.sendObj(data)
    print('xmlrpc total time %s' % (time.clock() - start))

if __name__ == '__main__':
    xmlrpc_client()

客户端

三 ZeroRPC使用

import zerorpc

class RPCServer(object):

    def __init__(self):
        super(RPCServer, self).__init__()
        print(self)
        self.send_data = 'lqz nb'
        self.recv_data = None

    def getObj(self):
        print('get data')
        return self.send_data

    def sendObj(self, data):
        print('send data')
        self.recv_data = data
        print(self.recv_data)
# zerorpc
s = zerorpc.Server(RPCServer())
s.bind('tcp://0.0.0.0:4243')
s.run()

服务端

import zerorpc
import time
# zerorpc
def zerorpc_client():
    print('zerorpc client')
    c = zerorpc.Client()
    c.connect('tcp://127.0.0.1:4243')
    data = 'lqz nb'
    start = time.clock()
    for i in range(500):
        a=c.getObj()
        print(a)
    for i in range(500):
        c.sendObj(data)

    print('total time %s' % (time.clock() - start))


if __name__ == '__main__':
    zerorpc_client()

客户端

一消息队列介绍

1.1 介绍

消息队列就是基础数据结构中的“先进先出”的一种数据机构。想一下，生活中买东西，需要排队，先排的人先买消费，就是典型的“先进先出”

1.2 MQ解决什么问题

MQ是一直存在，不过随着微服务架构的流行，成了解决微服务之间问题的常用工具。

应用解耦

以电商应用为例，应用中有订单系统、库存系统、物流系统、支付系统。用户创建订单后，如果耦合调用库存系统、物流系统、支付系统，任何一个子系统出了故障，都会造成下单操作异常。

当转变成基于消息队列的方式后，系统间调用的问题会减少很多，比如物流系统因为发生故障，需要几分钟来修复。在这几分钟的时间里，物流系统要处理的内存被缓存在消息队列中，用户的下单操作可以正常完成。当物流系统恢复后，继续处理订单信息即可，中单用户感受不到物流系统的故障。提升系统的可用性

流量消峰

举个栗子，如果订单系统最多能处理一万次订单，这个处理能力应付正常时段的下单时绰绰有余，正常时段我们下单一秒后就能返回结果。但是在高峰期，如果有两万次下单操作系统是处理不了的，只能限制订单超过一万后不允许用户下单。

使用消息队列做缓冲，我们可以取消这个限制，把一秒内下的订单分散成一段时间来处理，这事有些用户可能在下单十几秒后才能收到下单成功的操作，但是比不能下单的体验要好。

消息分发

多个服务队数据感兴趣，只需要监听同一类消息即可处理。

例如A产生数据，B对数据感兴趣。如果没有消息的队列A每次处理完需要调用一下B服务。过了一段时间C对数据也感性，A就需要改代码，调用B服务，调用C服务。只要有服务需要，A服务都要改动代码。很不方便。

有了消息队列后，A只管发送一次消息，B对消息感兴趣，只需要监听消息。C感兴趣，C也去监听消息。A服务作为基础服务完全不需要有改动

异步消息

有些服务间调用是异步的，例如A调用B，B需要花费很长时间执行，但是A需要知道B什么时候可以执行完，以前一般有两种方式，A过一段时间去调用B的查询api查询。或者A提供一个callback api，B执行完之后调用api通知A服务。这两种方式都不是很优雅

使用消息总线，可以很方便解决这个问题，A调用B服务后，只需要监听B处理完成的消息，当B处理完成后，会发送一条消息给MQ，MQ会将此消息转发给A服务。

这样A服务既不用循环调用B的查询api，也不用提供callback api。同样B服务也不用做这些操作。A服务还能及时的得到异步处理成功的消息

1.3 常见消息队列及比较

结论:

Kafka在于分布式架构，RabbitMQ基于AMQP协议来实现，RocketMQ/思路来源于kafka，改成了主从结构，在事务性可靠性方面做了优化。广泛来说，电商、金融等对事务性要求很高的，可以考虑RabbitMQ和RocketMQ，对性能要求高的可考虑Kafka

二 Rabbitmq安装

官网：https://www.rabbitmq.com/getstarted.html

#####2.1 服务端原生安装#####
# 安装配置epel源
# 安装erlang
yum -y install erlang
# 安装RabbitMQ
yum -y install rabbitmq-server

#####2.2 服务端Docker安装#####
docker pull rabbitmq:management
docker run -di --name Myrabbitmq -e RABBITMQ_DEFAULT_USER=admin -e RABBITMQ_DEFAULT_PASS=admin -p 15672:15672 -p 5672:5672 rabbitmq:managemen

#####2.3 客户端安装#####
pip3 install pika

#####2.4 设置用户和密码#####
rabbitmqctl add_user lqz 123
# 设置用户为administrator角色
rabbitmqctl set_user_tags lqz administrator
# 设置权限
rabbitmqctl set_permissions -p "/" root ".*" ".*" ".*"

# 然后重启rabbiMQ服务
systemctl reatart rabbitmq-server
 
# 然后可以使用刚才的用户远程连接rabbitmq server了。

三基于Queue实现生产者消费者模型

import Queue
import threading

message = Queue.Queue(10)

def producer(i):
    while True:
        message.put(i)

def consumer(i):
    while True:
        msg = message.get()

for i in range(12):
    t = threading.Thread(target=producer, args=(i,))
    t.start()

for i in range(10):
    t = threading.Thread(target=consumer, args=(i,))
    t.start()

View Code

四基本使用（生产者消费者模型）

对于RabbitMQ来说，生产和消费不再针对内存里的一个Queue对象，而是某台服务器上的RabbitMQ Server实现的消息队列。

import pika
# 无密码
# connection = pika.BlockingConnection(pika.ConnectionParameters('127.0.0.1'))

# 有密码
credentials = pika.PlainCredentials("admin","admin")
connection = pika.BlockingConnection(pika.ConnectionParameters('101.133.225.166',credentials=credentials))
channel = connection.channel()
# 声明一个队列(创建一个队列)
channel.queue_declare(queue='lqz')

channel.basic_publish(exchange='',
                      routing_key='lqz', # 消息队列名称
                      body='hello world')
connection.close()

生产者

import pika

credentials = pika.PlainCredentials("admin","admin")
connection = pika.BlockingConnection(pika.ConnectionParameters('101.133.225.166',credentials=credentials))
channel = connection.channel()

# 声明一个队列(创建一个队列)
channel.queue_declare(queue='lqz')

def callback(ch, method, properties, body):
    print("消费者接受到了任务: %r" % body)

channel.basic_consume(queue='lqz',on_message_callback=callback,auto_ack=True)

channel.start_consuming()

消费者

五消息安全之ack

import pika
# 无密码
# connection = pika.BlockingConnection(pika.ConnectionParameters('127.0.0.1'))

# 有密码
credentials = pika.PlainCredentials("admin","admin")
connection = pika.BlockingConnection(pika.ConnectionParameters('101.133.225.166',credentials=credentials))
channel = connection.channel()
# 声明一个队列(创建一个队列)
channel.queue_declare(queue='lqz')

channel.basic_publish(exchange='',
                      routing_key='lqz', # 消息队列名称
                      body='hello world')
connection.close()

生产者

import pika

credentials = pika.PlainCredentials("admin","admin")
connection = pika.BlockingConnection(pika.ConnectionParameters('101.133.225.166',credentials=credentials))
channel = connection.channel()

# 声明一个队列(创建一个队列)
channel.queue_declare(queue='lqz')

def callback(ch, method, properties, body):
    print("消费者接受到了任务: %r" % body)
    # 通知服务端，消息取走了，如果auto_ack=False，不加下面，消息会一直存在
    # ch.basic_ack(delivery_tag=method.delivery_tag)

channel.basic_consume(queue='lqz',on_message_callback=callback,auto_ack=False)

channel.start_consuming()

消费者

六消息安全之durable持久化

import pika
# 无密码
# connection = pika.BlockingConnection(pika.ConnectionParameters('127.0.0.1'))

# 有密码
credentials = pika.PlainCredentials("admin","admin")
connection = pika.BlockingConnection(pika.ConnectionParameters('101.133.225.166',credentials=credentials))
channel = connection.channel()
# 声明一个队列(创建一个队列),durable=True支持持久化，队列必须是新的才可以
channel.queue_declare(queue='lqz1',durable=True)

channel.basic_publish(exchange='',
                      routing_key='lqz1', # 消息队列名称
                      body='111',
                      properties=pika.BasicProperties(
                          delivery_mode=2,  # make message persistent,消息也持久化
                      )
                      )
connection.close()

生产者

import pika

credentials = pika.PlainCredentials("admin","admin")
connection = pika.BlockingConnection(pika.ConnectionParameters('101.133.225.166',credentials=credentials))
channel = connection.channel()

# 声明一个队列(创建一个队列)
channel.queue_declare(queue='lqz1')

def callback(ch, method, properties, body):
    print("消费者接受到了任务: %r" % body)
    # 通知服务端，消息取走了，如果auto_ack=False，不加下面，消息会一直存在
    # ch.basic_ack(delivery_tag=method.delivery_tag)

channel.basic_consume(queue='lqz1',on_message_callback=callback,auto_ack=False)

channel.start_consuming()

消费者

七闲置消费

正常情况如果有多个消费者，是按照顺序第一个消息给第一个消费者，第二个消息给第二个消费者

但是可能第一个消息的消费者处理消息很耗时，一直没结束，就可以让第二个消费者优先获得闲置的消息

import pika
# 无密码
# connection = pika.BlockingConnection(pika.ConnectionParameters('127.0.0.1'))

# 有密码
credentials = pika.PlainCredentials("admin","admin")
connection = pika.BlockingConnection(pika.ConnectionParameters('101.133.225.166',credentials=credentials))
channel = connection.channel()
# 声明一个队列(创建一个队列),durable=True支持持久化，队列必须是新的才可以
channel.queue_declare(queue='lqz123',durable=True)

channel.basic_publish(exchange='',
                      routing_key='lqz123', # 消息队列名称
                      body='111',
                      properties=pika.BasicProperties(
                          delivery_mode=2,  # make message persistent,消息也持久化
                      )
                      )
connection.close()

生产者

import pika

credentials = pika.PlainCredentials("admin","admin")
connection = pika.BlockingConnection(pika.ConnectionParameters('101.133.225.166',credentials=credentials))
channel = connection.channel()

# 声明一个队列(创建一个队列)
# channel.queue_declare(queue='lqz123')

def callback(ch, method, properties, body):
    print("消费者接受到了任务: %r" % body)
    # 通知服务端，消息取走了，如果auto_ack=False，不加下面，消息会一直存在
    ch.basic_ack(delivery_tag=method.delivery_tag)

channel.basic_qos(prefetch_count=1) #####就只有这一句话 谁闲置谁获取，没必要按照顺序一个一个来
channel.basic_consume(queue='lqz123',on_message_callback=callback,auto_ack=False)

channel.start_consuming()

消费者

八发布订阅

import pika
credentials = pika.PlainCredentials("admin","admin")
connection = pika.BlockingConnection(pika.ConnectionParameters('101.133.225.166',credentials=credentials))
channel = connection.channel()

channel.exchange_declare(exchange='m1',exchange_type='fanout')

channel.basic_publish(exchange='m1',
                      routing_key='',
                      body='lqz nb')

connection.close()

发布者

import pika

credentials = pika.PlainCredentials("admin","admin")
connection = pika.BlockingConnection(pika.ConnectionParameters('101.133.225.166',credentials=credentials))
channel = connection.channel()

# exchange='m1',exchange(秘书)的名称
# exchange_type='fanout' , 秘书工作方式将消息发送给所有的队列
channel.exchange_declare(exchange='m1',exchange_type='fanout')

# 随机生成一个队列
result = channel.queue_declare(queue='',exclusive=True)
queue_name = result.method.queue
print(queue_name)
# 让exchange和queque进行绑定.
channel.queue_bind(exchange='m1',queue=queue_name)


def callback(ch, method, properties, body):
    print("消费者接受到了任务: %r" % body)

channel.basic_consume(queue=queue_name,on_message_callback=callback,auto_ack=True)

channel.start_consuming()

订阅者(启动几次订阅者会生成几个队列)

九发布订阅高级之Routing(按关键字匹配)

import pika
credentials = pika.PlainCredentials("admin","admin")
connection = pika.BlockingConnection(pika.ConnectionParameters('101.133.225.166',credentials=credentials))
channel = connection.channel()

channel.exchange_declare(exchange='m2',exchange_type='direct')

channel.basic_publish(exchange='m2',
                      routing_key='bnb', # 多个关键字，指定routing_key
                      body='lqz nb')

connection.close()

发布者

import pika

credentials = pika.PlainCredentials("admin","admin")
connection = pika.BlockingConnection(pika.ConnectionParameters('101.133.225.166',credentials=credentials))
channel = connection.channel()

# exchange='m1',exchange(秘书)的名称
# exchange_type='direct' , 秘书工作方式将消息发送给不同的关键字
channel.exchange_declare(exchange='m2',exchange_type='direct')

# 随机生成一个队列
result = channel.queue_declare(queue='',exclusive=True)
queue_name = result.method.queue
print(queue_name)
# 让exchange和queque进行绑定.
channel.queue_bind(exchange='m2',queue=queue_name,routing_key='nb')
channel.queue_bind(exchange='m2',queue=queue_name,routing_key='bnb')


def callback(ch, method, properties, body):
    print("消费者接受到了任务: %r" % body)

channel.basic_consume(queue=queue_name,on_message_callback=callback,auto_ack=True)

channel.start_consuming()

订阅者1

import pika

credentials = pika.PlainCredentials("admin","admin")
connection = pika.BlockingConnection(pika.ConnectionParameters('101.133.225.166',credentials=credentials))
channel = connection.channel()

# exchange='m1',exchange(秘书)的名称
# exchange_type='direct' , 秘书工作方式将消息发送给不同的关键字
channel.exchange_declare(exchange='m2',exchange_type='direct')

# 随机生成一个队列
result = channel.queue_declare(queue='',exclusive=True)
queue_name = result.method.queue
print(queue_name)
# 让exchange和queque进行绑定.
channel.queue_bind(exchange='m2',queue=queue_name,routing_key='nb')



def callback(ch, method, properties, body):
    print("消费者接受到了任务: %r" % body)

channel.basic_consume(queue=queue_name,on_message_callback=callback,auto_ack=True)

channel.start_consuming()

订阅者2

九发布订阅高级之Topic(按关键字模糊匹配)

import pika
credentials = pika.PlainCredentials("admin","admin")
connection = pika.BlockingConnection(pika.ConnectionParameters('101.133.225.166',credentials=credentials))
channel = connection.channel()

channel.exchange_declare(exchange='m3',exchange_type='topic')

channel.basic_publish(exchange='m3',
                      # routing_key='lqz.handsome', #都能收到
                      routing_key='lqz.handsome.xx', #只有lqz.#能收到
                      body='lqz nb')

connection.close()

发布者

*只能加一个单词

#可以加任意单词字符

import pika

credentials = pika.PlainCredentials("admin","admin")
connection = pika.BlockingConnection(pika.ConnectionParameters('101.133.225.166',credentials=credentials))
channel = connection.channel()

# exchange='m1',exchange(秘书)的名称
# exchange_type='direct' , 秘书工作方式将消息发送给不同的关键字
channel.exchange_declare(exchange='m3',exchange_type='topic')

# 随机生成一个队列
result = channel.queue_declare(queue='',exclusive=True)
queue_name = result.method.queue
print(queue_name)
# 让exchange和queque进行绑定.
channel.queue_bind(exchange='m3',queue=queue_name,routing_key='lqz.#')



def callback(ch, method, properties, body):
    print("消费者接受到了任务: %r" % body)

channel.basic_consume(queue=queue_name,on_message_callback=callback,auto_ack=True)

channel.start_consuming()

订阅者1

import pika

credentials = pika.PlainCredentials("admin","admin")
connection = pika.BlockingConnection(pika.ConnectionParameters('101.133.225.166',credentials=credentials))
channel = connection.channel()

# exchange='m1',exchange(秘书)的名称
# exchange_type='topic' , 模糊匹配
channel.exchange_declare(exchange='m3',exchange_type='topic')

# 随机生成一个队列
result = channel.queue_declare(queue='',exclusive=True)
queue_name = result.method.queue
print(queue_name)
# 让exchange和queque进行绑定.
channel.queue_bind(exchange='m3',queue=queue_name,routing_key='lqz.*')


def callback(ch, method, properties, body):
      queue_name = result.method.queue # 发送的routing_key是什么
    print("消费者接受到了任务: %r" % body)

channel.basic_consume(queue=queue_name,on_message_callback=callback,auto_ack=True)

channel.start_consuming()

订阅者2

十基于rabbitmq实现rpc

import pika
credentials = pika.PlainCredentials("admin","admin")
connection = pika.BlockingConnection(pika.ConnectionParameters('101.133.225.166',credentials=credentials))
channel = connection.channel()

# 起翰监听任务队列
channel.queue_declare(queue='rpc_queue')

def on_request(ch, method, props, body):
    n = int(body)
    response = n + 100
    # props.reply_to  要放结果的队列.
    # props.correlation_id  任务
    ch.basic_publish(exchange='',
                     routing_key=props.reply_to,
                     properties=pika.BasicProperties(correlation_id= props.correlation_id),
                     body=str(response))
    ch.basic_ack(delivery_tag=method.delivery_tag)

channel.basic_qos(prefetch_count=1)
channel.basic_consume( queue='rpc_queue',on_message_callback=on_request,)
channel.start_consuming()

服务端

import pika
import uuid

class FibonacciRpcClient(object):
    def __init__(self):
        credentials = pika.PlainCredentials("admin", "admin")
        self.connection = pika.BlockingConnection(pika.ConnectionParameters('101.133.225.166', credentials=credentials))
        self.channel = self.connection.channel()

        # 随机生成一个消息队列(用于接收结果)
        result = self.channel.queue_declare(queue='',exclusive=True)
        self.callback_queue = result.method.queue

        # 监听消息队列中是否有值返回,如果有值则执行 on_response 函数(一旦有结果,则执行on_response)
        self.channel.basic_consume(queue=self.callback_queue,on_message_callback=self.on_response, auto_ack=True)

    def on_response(self, ch, method, props, body):
        if self.corr_id == props.correlation_id:
            self.response = body

    def call(self, n):
        self.response = None
        self.corr_id = str(uuid.uuid4())

        # 客户端 给 服务端 发送一个任务:  任务id = corr_id / 任务内容 = '30' / 用于接收结果的队列名称
        self.channel.basic_publish(exchange='',
                                   routing_key='rpc_queue', # 服务端接收任务的队列名称
                                   properties=pika.BasicProperties(
                                         reply_to = self.callback_queue, # 用于接收结果的队列
                                         correlation_id = self.corr_id, # 任务ID
                                         ),
                                   body=str(n))
        while self.response is None:
            self.connection.process_data_events()

        return self.response

fibonacci_rpc = FibonacciRpcClient()

response = fibonacci_rpc.call(50)
print('返回结果:',response)

客户端

一、什么是RPC

RPC 的全称是 Remote Procedure Call ，是一种进程间通信方式。它允许程序调用另一个地址空间（通常是共享网络的另一台机器上）的过程或函数，而不用程序员显式编码这个远程调用的细节。即无论是调用本地接口/服务的还是远程的接口/服务，本质上编写的调用代码基本相同。

说起RPC，就不能不提到分布式，这个促使RPC诞生的领域。

假设你有一个计算器接口，Calculator模块，以及它的实现类CalculatorImpl，那么在系统还是单体应用时，你要调用Calculator的add方法来执行一个加运算，直接实例一个CalculatorImpl对象，然后调用add方法就行了，这其实就是非常普通的本地函数调用，因为在同一个地址空间，或者说在同一块内存，所以可以直接实现。

现在，基于高性能和高可靠等因素的考虑，你决定将系统改造为分布式应用，将很多可以共享的功能都单独拎出来，比如上面说到的计算器，你单独把它放到一个服务里头，让别的服务去调用它。

这下问题来了，服务A里头并没有CalculatorImpl这个类，那它要怎样调用服务B的CalculatorImpl的add方法呢？

有同学会说，可以模仿B/S架构的调用方式呀，在B服务暴露一个Restful接口，然后A服务通过调用这个Restful接口来间接调用CalculatorImpl的add方法。

很好，这已经很接近RPC了，不过如果是这样，那每次调用时，是不是都需要写一串发起http请求的代码呢？比如

1	`res=requests.get("URL")`

但是，两个问题：
1、http协议较为复杂，效率低，相对笨重

2、调用方式不像本地调用简单方便，让调用者感知不到远程调用的逻辑。

二、如何实现RPC

1、RPC实现原理

实际情况下，RPC很少用到http协议来进行数据传输，毕竟我只是想传输一下数据而已，何必动用到一个文本传输的应用层协议呢，所以一般会选择直接传输二进制数据

不管你用何种协议进行数据传输，一个完整的RPC过程，都可以用下面这张图来描述：

以左边的Client端为例，Application就是rpc的调用方，Client Stub就是我们上面说到的代理对象，也就是那个看起来像是Calculator的实现类，其实内部是通过rpc方式来进行远程调用的代理对象，至于Client Run-time Library，则是实现远程调用的工具包，比如python的socket模块，最后通过底层网络实现实现数据的传输。

这个过程中最重要的就是序列化和反序列化了，因为数据传输的数据包必须是二进制的，你直接丢一个python对象过去，人家可不认识，你必须把python对象序列化为二进制格式，传给Server端，Server端接收到之后，再反序列化为python对象。

2、python实现RPC

# 客户端

import rpyc

# 参数主要是host, port
conn = rpyc.connect('localhost', 9999)
# test是服务端的那个以"exposed_"开头的方法
print('start')
for i in range(100):
    cResult = conn.root.cal(i)
    print(cResult)
print('end')

conn.close()

# 服务端
from rpyc import Service
from rpyc.utils.server import ThreadedServer


class TestService(Service):

    # 对于服务端来说， 只有以"exposed_"打头的方法才能被客户端调用，所以要提供给客户端的方法都得加"exposed_"
    def exposed_cal(self, num):
        return  num*2

sr = ThreadedServer(TestService, port=9999, auto_register=False)
sr.start()

3、GRPC框架

目前流行的开源 RPC 框架还是比较多的，有阿里巴巴的 Dubbo、Facebook 的 Thrift、Google 的 gRPC、Twitter 的 Finagle 等。

gRPC：是 Google 公布的开源软件，基于最新的 HTTP 2.0 协议，并支持常见的众多编程语言。RPC 框架是基于 HTTP 协议实现的，底层使用到了 Netty 框架的支持。
Thrift：是 Facebook 的开源 RPC 框架，主要是一个跨语言的服务开发框架。用户只要在其之上进行二次开发就行，应用对于底层的 RPC 通讯等都是透明的。不过这个对于用户来说需要学习特定领域语言这个特性，还是有一定成本的。
Dubbo：是阿里集团开源的一个极为出名的 RPC 框架，在很多互联网公司和企业应用中广泛使用。协议和序列化框架都可以插拔是极其鲜明的特色。

以使用较为广泛的gRPC为例学习下RPC框架的使用

gRPC 是 Google 开放的一款 RPC (Remote Procedure Call) 框架，建立在 HTTP2 之上，使用 Protocol Buffers。

1、Protocol Buffers 简介

protocol buffers 是 Google 公司开发的一种数据描述语言，采用简单的二进制格式，比 XML、JSON 格式体积更小，编解码效率更高。用于数据存储、通信协议等方面。

通过一个 .proto 文件，你可以定义你的数据的结构，并生成基于各种语言的代码。目前支持的语言很多，有 Python、golang、js、java 等等。

2、gRPC 简介

有了 protocol buffers 之后，Google 进一步推出了 gRPC。通过 gRPC，我们可以在 .proto 文件中也一并定义好 service，让远端使用的 client 可以如同调用本地的 library 一样使用。

可以看到 gRPC Server 是由 C++ 写的，Client 则分別是 Java 以及 Ruby，Server 跟 Client 端则是通过 protocol buffers 来信息传递。

1. 定义功能函数

calculate.py

# -*- coding: utf-8 -*-
import math


# 求平方
def square(x):
    return math.sqrt(x)

2. 创建 .proto 文件

在这里描述我们要使用的 message 以及 service

syntax = "proto3";

message Number {
    float value = 1;
}

service Calculate {
    rpc Square(Number) returns (Number) {}
}

3. 生成 gRPC 类

这部分可能是整个过程中最“黑盒子”的部分。我们将使用特殊工具自动生成类。

$ pip install grpcio grpcio-tools
$ python -m grpc_tools.protoc -I. --python_out=. --grpc_python_out=. calculate.proto

你会看到生成来两个文件：

calculate_pb2.py — 包含 message(calculate_pb2.Number)
calculate_pb2_grpc.py — 包含 server(calculate_pb2_grpc.CalculatorServicer) and client(calculate_pb2_grpc.CalculatorStub)

4. 创建 gRPC 服务端

server.py

# -*- coding: utf-8 -*-
import grpc
import calculate_pb2
import calculate_pb2_grpc
import calculate
from concurrent import futures
import time


# 创建一个 CalculateServicer 继承自 calculate_pb2_grpc.CalculateServicer
class CalculateServicer(calculate_pb2_grpc.CalculateServicer):
    def Square(self, request, context):
        response = calculate_pb2.Number()
        response.value = calculate.square(request.value)
        return response


# 创建一个 gRPC server
server = grpc.server(futures.ThreadPoolExecutor(max_workers=10))
# 利用 add_CalculateServicer_to_server 这个方法把上面定义的 CalculateServicer 加到 server 中
calculate_pb2_grpc.add_CalculateServicer_to_server(CalculateServicer(), server)
# 让 server 跑在 port 50051 中
print 'Starting server. Listening on port 50051.'
server.add_insecure_port('[::]:50051')
server.start()

# 因为 server.start() 不会阻塞，添加睡眠循环以持续服务
try:
    while True:
        time.sleep(24 * 60 * 60)
except KeyboardInterrupt:
    server.stop(0)

启动 gRPC server：

$ python server.py
Starting server. Listening on port 50051.

5. 创建 gRPC 客户端

client.py

# -*- coding: utf-8 -*-
import grpc
import calculate_pb2
import calculate_pb2_grpc

# 打开 gRPC channel，连接到 localhost:50051
channel = grpc.insecure_channel('localhost:50051')
# 创建一个 stub (gRPC client)
stub = calculate_pb2_grpc.CalculateStub(channel)
# 创建一个有效的请求消息 Number
number = calculate_pb2.Number(value=16)
# 带着 Number 去调用 Square
response = stub.Square(number)
print response.value

启动 gRPC client：

$ python client.py
4.0

最终的文件结构：

三、总结

RPC 主要用于公司内部的服务调用，性能消耗低，传输效率高，实现复杂。

HTTP 主要用于对外的异构环境，浏览器接口调用，App 接口调用，第三方接口调用等。

RPC 使用场景(大型的网站，内部子系统较多、接口非常多的情况下适合使用 RPC)：

长链接。不必每次通信都要像 HTTP 一样去 3 次握手，减少了网络开销。
注册发布机制。RPC 框架一般都有注册中心，有丰富的监控管理;发布、下线接口、动态扩展等，对调用方来说是无感知、统一化的操作。
安全性，没有暴露资源操作。
微服务支持。就是最近流行的服务化架构、服务化治理，RPC 框架是一个强力的支撑。

四、RPC没那么简单

要实现一个RPC不算难，难的是实现一个高性能高可靠的RPC框架。

比如，既然是分布式了，那么一个服务可能有多个实例，你在调用时，要如何获取这些实例的地址呢？

这时候就需要一个服务注册中心，比如在Dubbo里头，就可以使用Zookeeper作为注册中心，在调用时，从Zookeeper获取服务的实例列表，再从中选择一个进行调用。

那么选哪个调用好呢？这时候就需要负载均衡了，于是你又得考虑如何实现复杂均衡，比如Dubbo就提供了好几种负载均衡策略。

这还没完，总不能每次调用时都去注册中心查询实例列表吧，这样效率多低呀，于是又有了缓存，有了缓存，就要考虑缓存的更新问题，blablabla......

你以为就这样结束了，没呢，还有这些：

客户端总不能每次调用完都干等着服务端返回数据吧，于是就要支持异步调用；
服务端的接口修改了，老的接口还有人在用，怎么办？总不能让他们都改了吧？这就需要版本控制了；
服务端总不能每次接到请求都马上启动一个线程去处理吧？于是就需要线程池；
服务端关闭时，还没处理完的请求怎么办？是直接结束呢，还是等全部请求处理完再关闭呢？
......

如此种种，都是一个优秀的RPC框架需要考虑的问题。

参考文章：https://www.cnblogs.com/aguncn/p/11520331.html

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原文地址：https://www.cnblogs.com/bubu99/p/12873496.html