RPC(Remote Procedure Call)—远程过程调用,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。RPC协议假定某些传输协议的存在,如TCP或UDP,为通信程序之间携带信息数据。在OSI网络通信模型中,RPC跨越了传输层和应用层。RPC使得开发包括网络分布式多程序在内的应用程序更加容易。
RPC采用客户机/服务器模式。请求程序就是一个客户机,而服务提供程序就是一个服务器。首先,客户机调用进程发送一个有进程参数的调用信息到服务进程,然后等待应答信息。在服务器端,进程保持睡眠状态直到调用信息到达为止。当一个调用信息到达,服务器获得进程参数,计算结果,发送答复信息,然后等待下一个调用信息,最后,客户端调用进程接收答复信息,获得进程结果,然后调用执行继续进行。
有多种 RPC模式和执行。最初由 Sun 公司提出。IETF ONC 宪章重新修订了 Sun 版本,使得 ONC RPC 协议成为 IETF 标准协议。现在使用最普遍的模式和执行是开放式软件基础的分布式计算环境(DCE)。

比如一个餐厅的经营过程中,买菜、做菜、结账等都是都是独立的流程。我们是否可以把他们独立出来?餐厅这三个过程各自在独立的进程中。当然是可以的,但是带来的问题是他们之间如何通信。进程间通过某种方式进行通信,这种通信方式就叫做RPC。在今天,RPC已经不仅仅是远程,这个远程,确切来说,就是指不在一个进程内,只能通过其他协议来完成,通常都是TCP或Http。

什么是RPC

RPC (Remote Procedure Call)即远程过程调用,是分布式系统常见的一种通信方法,已经有 40 多年历史。当两个物理分离的子系统需要建立逻辑上的关联时,RPC 是牵线搭桥的常见技术手段之一。除 RPC 之外,常见的多系统数据交互方案还有分布式消息队列、HTTP 请求调用、数据库和分布式缓存等。

 

 

其中 RPC 和 HTTP 调用是没有经过中间件的,它们是端到端系统的直接数据交互。HTTP 调用其实也可以看成是一种特殊的 RPC,只不过传统意义上的 RPC 是指长连接数据交互,而 HTTP 一般是指即用即走的短链接。

RPC 在我们熟知的各种中间件中都有它的身影。Nginx/Redis/MySQL/Dubbo/Hadoop/Spark/Tensorflow 等重量级开源产品都是在 RPC 技术的基础上构建出来的,我们这里说的 RPC 指的是广义的 RPC,也就是分布式系统的通信技术。RPC 在技术中的地位好比我们身边的空气,它无处不在,但是又有很多人根本不知道它的存在。

HTTP调用其实也是一种特殊的RPC

HTTP1.0 协议时,HTTP 调用还只能是短链接调用,一个请求来回之后连接就会关闭。HTTP1.1 在 HTTP1.0 协议的基础上进行了改进,引入了 KeepAlive 特性可以保持 HTTP 连接长时间不断开,以便在同一个连接之上进行多次连续的请求,进一步拉近了 HTTP 和 RPC 之间的距离。

 

 

当 HTTP 协议进化到 2.0 之后,Google 开源了一个建立在 HTTP2.0 协议之上的通信框架直接取名为 gRPC,也就是 Google RPC,这时 HTTP 和 RPC 之间已经没有非常明显的界限了。所以在后文我们不再明确强调 RPC 和 HTTP 请求调用之间的细微区别了,直接统一称之为 RPC。

 

HTTP vs RPC(普通话vs方言)

HTTP 与 RPC 的关系就好比普通话与方言的关系。要进行跨企业服务调用时,往往都是通过 HTTP API,也就是普通话,虽然效率不高,但是通用,没有太多沟通的学习成本。但是在企业内部还是 RPC 更加高效,同一个企业公用一套方言进行高效率的交流,要比通用的 HTTP 协议来交流更加节省资源。整个中国有非常多的方言,正如有很多的企业内部服务各有自己的一套交互协议一样。虽然国家一直在提倡使用普通话交流,但是这么多年过去了,你回一趟家乡探个亲什么的就会发现身边的人还是流行说方言。

如果再深入一点说,普通话本质上也是一种方言,只不过它是官方的方言,使用最为广泛的方言,相比而言其它方言都是小语种,小语种之中也会有几个使用比较广泛比较特色的方言占比也会比较大。这就好比开源 RPC 协议中 Protobuf 和 Thrift 一样,它们两应该是 RPC 协议中使用最为广泛的两个。

换个角度看世界

如果两个子系统没有在网络上进行分离,而是运行在同一个操作系统实例之上的两个进程时,它们之间的通信手段还可以更加丰富。除了以上提到的几种分布式解决方案之外,还有共享内存、信号量、文件系统、内核消息队列、管道等,本质上都是通过操作系统内核机制来进行数据和消息的交互而无须经过网络协议栈。

但在现代企业服务中,这种单机应用已经非常少见了,因为单机应用意味着单点故障 —— “一人摔跤全家跌倒”。业务子系统往往都需要经物理网络栈进行隔离,因此分布式解决方案在要求高可用无间断服务的企业环境里便大有作为,这也让 RPC 迎来自己大放异彩的时代。

前文提到的分布式子系统交互方案,除了 RPC 技术之外还有数据库、消息队列和缓存。但其实这三者本质上是 RPC 技术的一个应用组合。我们可以将数据库服务理解为下面这张图:

 

 

可以看出,子系统和数据库之间的交互也是通过 RPC 进行的,只不过这里是三个子系统之间复杂的组合消息交互罢了。如果再深入进去,你会发现,这里的数据库不是那种单机数据库,而是具备主从复制功能的数据库,比如 MySQL。在互联网企业里一般都会使用这种主从读写分离的数据库。一个业务子系统将数据写往主库,主库再将数据同步到从库,然后另一个业务子系统又从从库里将数据取出来。这时又可以进一步将它们看成是四个子系统之间进行的更加复杂的 RPC 数据交互。