Question

如何实现 RPC 框架的要点浅析

Answer 1

RPC 框架分层
我们可以对 RPC 框架进行抽丝剥茧，并从层次上把 RPC 分为四层：RPC 物理通讯层、
RPC 通讯协议层、RPC 连接会话层、RPC 应用层。

a. RPC 物理通讯层，根据实际用途可以选择合适的实际物理通讯协议：
1). 可以使用 TCP 网络通讯协议，直接调用套接字 socket 接口函数或者 IOCP 接
口函数进行封装；
2). 可以使用 UDP 网络通讯协议，但必须自己来维护数据包的时序、丢包重传、以
及虚拟连接状态。虽然使用 UDP 相对比较麻烦一点，但是 UDP 也有很多优点，
如：NAT 穿透相对容易、每包数据完整等等；
3). 可以使用 SHM 共享内存通信，用于同一主机不同进程之间的 RPC 调用，优点
是传输速度快，缺点是只能在同一主机上运行；
4). 可以使用第三方通讯模块接口，如：蓝牙、串口、USB连线接口等等。优点是可
以跨终端设备进行相互调用、缺点是受制于第三方通讯模块接口。

b. RPC 通讯协议层就是通讯双方的消息包定义，以及每种消息的数据组织，只需要负
责收发的数据流，具体如何收发数据由物理通讯层去处理。
1). 消息包 = <消息头> + [消息体]，也就是说由消息头和消息体组成一个消息包；
2). 消息头必须含有：消息包ID、消息类型、消息体长度、函数ID和调用返回码。
消息头若要做得更完善还可以添加检验码等等，但消息头所占尺寸不宜太大，
否则 RPC 的调用开销就更大了。
3). 消息类型至少含有以下几种：
a). 心跳，含请求和应答；
b). 连接握手，含请求和应答；
c). 登录应用，含请求和应答；
d). 登出应用，含请求和应答；
e). 取定义集，含请求和应答，即读取已登录应用的函数定义集；
f). 调用函数，含请求和应答；
g). 函数取消，即取消已提交的调用函数请求；
h). 函数确认，即函数返回结果确认；
i). 发送数据，用于扩展 RPC 为数据包通讯。

c. RPC 连接会话层，负责通讯双方的连接状态管理，包括以下几个方面：
1). 通过连接握手来确认会话双方的合法性；
2). 通过心跳维护连接在线情况；
3). 通过登录应用来获取对方应用提供的函数定义集，只有知道函数的参数和返回
值定义才可以调用函数，函数定义是参数和返回值的序列化/反序列化前提；
4). 通过登出应用来关闭对端提供的函数调用；
5). 管理函数调用的整个生命周期；
6). 管理发送数据包缓冲队列、以及接收到数据包的处理。

d. RPC 应用层，负责应用内的函数定义、管理连接的登录登出、分配函数调用请求。
1). 在函数定义中，函数参数和返回值的数据类型要支持足够多，不同数据类型可
以便于数据展示，也增加了 RPC 框架的灵活性。同时被 RPC 调用的函数回调
类型要支持多种调用方式，可以适用于更多开发语言。
2). 在连接登录到应用后才可以接受函数调用请求，当连接登出应用后自动取消此
连接的所有函数调用请求；
3). 应用需要管理运行线程，用于执行已分配的函数调用请求。