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RPC（Remote Procedure Call，远程过程调用）是建立在Socket之上的一种多进程间的通信机制。

可以自动处理通信协议、对象序列化、网络传输等复杂细节。

1、先了解Socket通信，类似聊天工具

客户端：

//绑定连接主机和端口Socket client = new Socket("127.0.0.1", 9999);//创建一个输出流，就用最简单的BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(client.getOutputStream()), 1000);//获取控制台输入BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in, "utf-8"));//往流里面写数据while(true) {	String str = br.readLine();	bw.write(str);	bw.write("\n");	//关闭	bw.flush();	//退出聊天	if("exit".equals(str)) {		break;	}}client.close();

服务端：

//开启一个端口监控连接ServerSocket server = new ServerSocket(9999);//等待连接Socket socket = server.accept();//获取输入流BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));//读数据while(true) {	String str = br.readLine();	if("exit".equals(str)) {		break;	}	if(str != null) {		System.out.println("<<<" + str);	}}server.close();

2、熟悉的NIO框架

从以上简单的socket通信来看，使用了字符串的传输，还会遇到字符串的编码问题，要形成生产实用的框架还需要考虑：

（1）网络异常情况。就是

（2）复杂数据传输编解码问题。

（3）多客户端连接以及服务端并发处理问题，连接复用，于是出现Nio模型的多路复用等。

（4）健康检查（心跳）机制等。

（5）缓存机制提高读写效率

要学习TCP、UDP通信，还是需要恶补一下Socket的知识：

TCP通信：每个TCP Socket在内核中都有一个发送缓冲区和一个接收缓冲区，TCP的全双工的工作模式及TCP的滑动窗口就是依赖于两个独立的Buffer（缓冲区）。接收缓冲区把数据缓存入内核，若应用进程一直没有调用Socket的read方法，那么数据就会一直被缓存在接收缓冲区。read所做的事就是把内核接收缓冲区的数据复制到应用层用户的Buffer里面。send所做的事就是把应用层用户的Buffer的数据复制到内核发送缓冲区。

UDP通信：有接收缓冲区，没有发送缓冲区，意思就是有数据就发，不管对方收到没有。

TCP/IP滑动窗口和流量控制机制：想一下，如果Buffer满了怎么办，因为都无限制的去接收和发送。如果应用程序一直没有read，那么Buffer满了之后就会通知对端TCP协议中的窗口关闭，保证TCP socket接收缓冲区不会溢出，这就是滑动窗口实现。因为对方不允许发出超过窗口大小的数据，所以如果对方无视窗口大小而发出了超大数据，接收方就会选择丢弃，就是TCP的流量控制。

了解了滑动窗口和流量控制的概念，就很容易理解“阻塞”的概念了，如果Buffer里的数据是空的，那么read的时候线程就会阻塞（等待）了，直到有数据进入接收缓冲区，发送也是一样。如果待发送的数据大于Buffer发送缓冲区的大小了，那么就会阻塞在write方法上，等待缓冲区的数据发送出去，再继续发送下一段。

以上可以看出，每个socket的读写都要创建一个线程去处理，而且A/B两方的读写效率会互相影响，A写的效率慢，势必造成B阻塞在读上，多个socket连接就会出现大量线程阻塞在I/O等待上。

那如何做到“非阻塞”？无非就是将socket的读写与I/O线程解耦的问题。也就是NIO（No-Blocking I/O），于是就引入了事件的机制。有了事件，那就要想到需要有个事件驱动的总调度中心。我们可以认为NIO底层就存在一个I/O调度线程，它可以轮询扫描每个socket的缓冲区，当发现写入缓冲区未满的时候，就产生一个可写事件，一次写不完就等待下次可写事件的通知，当发现接收缓冲区中有数据时就产生可读事件。当然这都是程序去控制的，一定要注意轮询的深度，切忌空轮询。

以上可见阻塞和非阻塞的区别就是线程是否处于等待状态中

关于Reactor模型在下节讲诉。

3、大名鼎鼎RPC

首先清晰的理解下RPC和Socket在编程上的区别，以上基本了解了socket的编程和建立在socket通信的nio的模型，我们可以认为是客户端与服务端之间的通信连接编程，socket连接我们可以n vs 1，服务端绑定端口，客户端只要提供Host和Port就可以进行连接了，那如果多服务端会出现什么情况。

大名鼎鼎的RPC开发框架为了针对分布式系统开发诞生了。是由Sun公司提出的。为了将上面的socket程序改写成Rpc程序，我们需要将服务端和客户端分离，即在socket接口外封装一层Stub模块，实现过程远程调用所需要的通信功能，比如参数及调用结果的序列化功能，并通过网络完成远程传输。

看一下简单的rpc实现流程：

整个rpc的调用过程如下：

（1）服务消费方（客户端，消费者，订阅者）-caller以本地调用方式调用服务。

（2）User-stub获取到User的调用后负责将方法、参数等组装成能够在网络中传输的消息体。

（3）RPC-runtime找到服务地址，并将消息发送到服务端。

（4）Callee收到消息后将请求交给Server-stub进行解码。

（5）Server-stub解码完之后根据服务指令交给Server去调用。

（6）Server执行完并将结果返回给Server-stub进行打包并发送至Caller。

（7）Caller接收到响应包后交给User-stub进行解码并返回结果给User。

其中实现主要有三个模块的技术要点：

• 高性能网络编程技术
• 复杂结构消息体的序列化和反序列化技术
• 动态代理编程技术

说到rpc就会说到微服务架构，一般而言，如果分布式系统具有以下几个特点，就可以称之为微服务架构：

1. 任何一个服务都由多个独立的进程提供服务，这些进程可以分布在多台物理机上，任何进程宕机，都不会影响系统提供服务
2. 整个系统是由多个微服务有机组成的一个分布式系统，换而言之，不是一个巨大的的单体应用。

目前主流的微服务架构分为一下三类：

• 基于传统的高性能RPC技术和服务治理的微服务架构，代表为ZeroC IceGrid
• 以Http Rest为通信机制的通用性微服务架构，最典型的为Spring cloud
• 基于容器技术，目标是部署在公有云平台上的微服务架构基础平台，他们并没有提供特定的RPC通信机制，只保证TCP的可达性，提供一个微服务平台，任何分布式系统都可以部署上面，只需要设定通信协议：REST、Thrift、gRPC或者自定义

本文参考Leader-us著《架构解密》、张亮等著《未来架构》

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