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14 如何理解 RPC 远程服务调用？
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本课时主要讲解 RPC 远程服务调用相关的知识。
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RPC 远程服务调用是分布式服务架构的基础，无论微服务设计上层如何发展，讨论服务治理都绕不开远程服务调用，那么如何理解 RPC、有哪些常见的 RPC 框架、实现一款 RPC 框架需要哪些技术呢？
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如何理解 RPC
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RPC（Remote Procedure Call）是一种进程间通信方式，百科给出的定义是这样的：“RPC（远程过程调用协议），它是一种通过网络从远程计算机程序上请求服务，而不需要了解底层网络技术的协议”。
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RPC 允许程序调用另一个地址空间的过程或函数，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。
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比如两台服务器 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者方法，由于不在一个内存空间，则不能直接调用，这时候就可以应用 RPC 框架的实现来解决。
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RPC 如何实现
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早期的远程服务调用一般是通过 RMI 或 Hessian 等工具实现，以 Java RMI 为例，RMI 是 Java 语言中 RPC 的一种实现方式。
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Java RMI（Java 远程方法调用，Java Remote Method Invocation）是 Java 编程语言里，一种用于实现远程过程调用的应用程序编程接口。应用 Java RMI，可以让某个 Java 虚拟机上的对象调用另一个 Java 虚拟机中的对象上的方法。
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Java RMI 实现主要依赖 java.rmi 包下面的工具类，具体流程包括继承 Remote 实现远程接口，开发业务逻辑，创建 Server 并且注册远程对象，客户端创建 Client 调用远程方法等。关于 RMI 的实现细节，由于实际开发中很少应用，这里不展开讲解了。
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以 Java RMI 为代表的的早期 RPC 实现起来比较繁琐，需要在代码中直接编码地址，并且不支持服务治理，比如无法对服务调用进行统计、无法梳理服务依赖情况、无法保证服务上下线时的稳定性等。随着分布式系统规模的增长，传统方式已经无法满足开发需求，于是诞生了一系列的 RPC 服务框架。
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RPC 框架代表
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开源社区里有许多优秀的 RPC 框架，比如常用的 Dubbo、Thrift、gRPC 等，下面简单介绍一下这几款组件。
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Apache Dubbo
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Dubbo 是阿里巴巴公司开源的一个高性能 Java 分布式服务框架，目前已经成为 Apache 顶级项目。Dubbo 可以通过高性能的 RPC 实现服务的输出和输入，支持服务治理，提供了控制台界面，可以独立应用，也可以和 Spring 框架无缝集成。
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Dubbo 在设计中采用了微内核架构，基于对 Java SPI 机制的扩展实现，Dubbo 对分布式服务调用核心功能都开放了扩展点，包括服务调用的负载均衡策略、序列化协议、传输协议等，使用者都可以添加自定义实现。
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Dubbo 在国内曾经拥有很高的人气，是微服务架构的首选，后来随着 Spring Cloud 的流行，社区一度停更，外部用户发布了 DubboX 等升级版本。最近，Dubbo 社区又重新活跃，更新后的 Dubbo 也发布了 3.0 预览版等，并且宣布会在未来的版本中支持更多特性，值得期待。
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Google 的 gRPC
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gRPC 是 Google 开发的高性能、通用的开源 RPC 框架，gRPC 使用 ProtoBuf 来定义服务，ProtoBuf 是 Google 开发的一种数据序列化协议，性能比较高，压缩和传输效率高，语法也比较简单。另外，gRPC 支持多种语言，并能够基于语言自动生成客户端和服务端功能库。
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Apache Thrift
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Thrift 起源于 Facebook，和 Dubbo 一样，后来被提交 Apache 基金会将 Thrift 作为一个开源项目。Facebook 创造 Thrift 的目的是为了解决 Facebook 各系统间大数据量的传输通信，以及系统间语言环境不同需要跨平台的问题。
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Thrift 支持多种编程语言，如 Java、C++、Python、PHP、Ruby 等，可以在多种不同的语言之间通信。应用 Thrift，需要在一个语言无关的 IDL 文件里，定义数据类型和服务接口，然后生成用来构建 RPC 客户和服务器所需的代码。
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Thrift 主要的优点是跨语言；缺点是，由于需要定义独立的 IDL 文件，如果对服务进行修改，当数据结构发生变化时，必须重新编辑 IDL 文件、重新编译和生成相关的代码，修改起来比较繁琐。
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微博 Motan
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Motan 是新浪微博开源的一个 Java RPC 框架，官方文档对外宣传在微博平台已经广泛应用，每天为数百个服务完成近千亿次的调用。
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Motan 基于 Java 语言开发，设计和实现与 Dubbo 比较类似，包括服务提供者（RPC Server）、服务调用方（RPC Client）、服务注册中心（Registry）三个角色。服务端会向注册中心注册服务，消费端使用服务需要先向注册中心进行订阅，根据注册中心的返回列表与具体的 服务端建立连接，进行 RPC 通讯。当服务端发生变更的时候，注册中心也会同步变更，然后同步的通知到消费端。
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Motan 也提供了服务治理的功能，包括服务的发现、服务的摘除、高可用及负载均衡。
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RPC 框架用到哪些技术
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了解了常见的 RPC 框架后，我们来看一下实现一个 RPC 框架需要哪些技术。
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如何建立通信
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实现分布式服务框架，首先要解决不同节点之间通讯的问题，需要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。
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一般来说，建立通信可以使用成熟的网络通信框架，比如 Java 语言中的 Netty，这是一个优秀的网络通信框架。在 Dubbo、Motan 中都应用了 Netty。
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如何进行网络传输
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建立通信之后，节点之间数据传输采用什么协议，也就是选择什么样的二进制数据格式组织；传输的数据如何序列化和反序列化，比如在 Dubbo 中，传输协议默认使用 Dubbo 协议，序列化支持选择 Hessian、Kryo、Protobuf 等不同方式。
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如何进行服务注册和发现
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服务注册和发现，也就是服务寻址，以 Dubbo 为例，下图分布式服务典型的寻址和调用过程：
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服务注册，需要服务提供者启动后主动把服务注册到注册中心，注册中心存储了该服务的 IP、端口、调用方式（协议、序列化方式）等信息。
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服务发现，当服务消费者第一次调用服务时，会通过注册中心找到相应的服务提供方地址列表，并缓存到本地，以供后续使用。当消费者再次调用服务时，不会再去请求注册中心，而是直接通过负载均衡算法从 IP 列表中取一个服务提供者调用服务。
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上面列举了一些分布式服务框架的实现要点，除了这些，还有很多技术细节，比如如何实现服务调用，RPC 框架如何和服务层交互，Java 中通过代理实现服务调用，那么代理对象如何解析请求参数、如何处理返回值等。
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总结
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这一课时分享了 RPC 远程服务调用的概念，介绍了常见的 RPC 框架实现，以及 RPC 框架需要关心哪些技术。通过本课时的学习，相信你对 RPC 相关技术有了一个初步认识，如果对其中某个框架感兴趣，你可以在课后找一些资料深入了解。
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