從 0 到 1：全面理解 RPC 遠(yuǎn)程調(diào)用

從 0 到 1：全面理解 RPC 遠(yuǎn)程調(diào)用

作者 | Python編程時光 責(zé)編 | 胡巍巍 什么是RPC呢？百度百科給出的解釋是這樣的：“RPC（Remote Procedure Call Protocol）——遠(yuǎn)程過程調(diào)用協(xié)議，它是一種通過**從遠(yuǎn)程計算機(jī)程序上請求服務(wù)，而不需要了解底層**技術(shù)的協(xié)議”。 這個概念聽起來還是比較抽象，沒關(guān)系，繼續(xù)往后看，后面概念性的東西，我會講得足夠清楚，讓你完全掌握 RPC 的基礎(chǔ)內(nèi)容。

在 OpenStack 里的進(jìn)程間通信方式主要有兩種，一種是基于HTTP協(xié)議的RESTFul API方式，另一種則是RPC調(diào)用。

那么這兩種方式在應(yīng)用場景上有何區(qū)別呢？ 有使用經(jīng)驗(yàn)的人，就會知道： 首先，給你提兩個問題，帶著這兩個問題再往下看： 1、RPC 和 REST 區(qū)別是什么？2、為什么要采用RPC呢？ 首先，**個問題：RPC 和 REST 區(qū)別是什么？ 你一定會覺得這個問題很奇怪，是的，包括我，但是你在**上一搜，會發(fā)現(xiàn)類似對比的文章比比皆是，我在想可能很多初學(xué)者由于基礎(chǔ)不牢固，才會將不相干的二者拿出來對比吧。既然是這樣，那為了讓你更加了解陌生的RPC，就從你熟悉得不能再熟悉的 REST 入手吧。 01、所屬類別不同 REST，是Representational State Transfer 的簡寫，中文描述表述性狀態(tài)傳遞（是指某個瞬間狀態(tài)的資源數(shù)據(jù)的快照，包括資源數(shù)據(jù)的內(nèi)容、表述格式(XML、JSON)等信息。） REST 是一種軟件架構(gòu)風(fēng)格。

這種風(fēng)格的典型應(yīng)用，就是HTTP。其因?yàn)楹唵?、擴(kuò)展性強(qiáng)的特點(diǎn)而廣受開發(fā)者的青睞。 而RPC 呢，是 Remote Procedure Call Protocol 的簡寫，中文描述是遠(yuǎn)程過程調(diào)用，它可以實(shí)現(xiàn)客戶端像調(diào)用本地服務(wù)(方法)一樣調(diào)用服務(wù)器的服務(wù)(方法)。

而 RPC 可以基于 TCP/UDP，也可以基于 HTTP 協(xié)議進(jìn)行傳輸?shù)模蠢碚f它和REST不是一個層面意義上的東西，不應(yīng)該放在一起討論，但是誰讓REST這么流行呢，它是目前***的一套互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序的API設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，某種意義下，我們說 REST 可以其實(shí)就是指代 HTTP 協(xié)議。 02、使用方式不同 03、面向?qū)ο蟛煌?從設(shè)計上來看，RPC，所謂的遠(yuǎn)程過程調(diào)用 ，是面向方法的 ，REST：所謂的 Representational state transfer ，是面向資源的，除此之外，還有一種叫做 SOA，所謂的面向服務(wù)的架構(gòu)，它是面向消息的，這個接觸不多，就不多說了。 04、序列化協(xié)議不同 接口調(diào)用通常包含兩個部分，序列化和通信協(xié)議。

通信協(xié)議，上面已經(jīng)提及了，REST 是 基于 HTTP 協(xié)議，而 RPC 可以基于 TCP/UDP，也可以基于 HTTP 協(xié)議進(jìn)行傳輸?shù)摹?常見的序列化協(xié)議，有：json、xml、hession、protobuf、thrift、text、bytes等，REST 通常使用的是 JSON或者XML，而 RPC 使用的是 JSON-RPC，或者 XML-RPC。 通過以上幾點(diǎn)，我們知道了 REST 和 RPC 之間有很明顯的差異。

然后第二個問題：為什么要采用RPC呢？ 那到底為何要使用 RPC，單純的依靠RESTful API不可以嗎？為什么要搞這么多復(fù)雜的協(xié)議，渣渣表示真的學(xué)不過來了。 關(guān)于這一點(diǎn)，以下幾點(diǎn)僅是我的個人猜想，僅供交流哈： 說了這么多，我們該如何選擇這兩者呢？我總結(jié)了如下兩點(diǎn)，供你參考： “遠(yuǎn)程調(diào)用”意思就是：被調(diào)用方法的具體實(shí)現(xiàn)不在程序運(yùn)行本地，而是在別的某個地方（分布到各個服務(wù)器），調(diào)用者只想要函數(shù)運(yùn)算的結(jié)果，卻不需要實(shí)現(xiàn)函數(shù)的具體細(xì)節(jié)。 光說不練嘴把式，接下來，我將分別用三種不同的方式全面地讓你搞明白 rpc 遠(yuǎn)程調(diào)用是如何實(shí)現(xiàn)的。 01、基于 xml-rpc Python實(shí)現(xiàn) rpc，可以使用標(biāo)準(zhǔn)庫里的 SimpleXMLRPCServer，它是基于XML-RPC 協(xié)議的。

有了這個模塊，開啟一個 rpc server，就變得相當(dāng)簡單了。執(zhí)行以下代碼： 有了 rpc server，接下來就是 rpc client，由于我們上面使用的是 XML-RPC，所以 rpc clinet 需要使用xmlrpclib 這個庫。 然后，我們通過 server_proxy 對象就可以遠(yuǎn)程調(diào)用之前的rpc server的函數(shù)了。 SimpleXMLRPCServer是一個單線程的服務(wù)器。

這意味著，如果幾個客戶端同時發(fā)出多個請求，其它的請求就必須等待**個請求完成以后才能繼續(xù)。 若非要使用 SimpleXMLRPCServer 實(shí)現(xiàn)多線程并發(fā)，其實(shí)也不難。只要將代碼改成如下即可。 02、基于json-rpc SimpleXMLRPCServer 是基于 xml-rpc 實(shí)現(xiàn)的遠(yuǎn)程調(diào)用，上面我們也提到 除了 xml-rpc 之外，還有 json-rpc 協(xié)議。

那 python 如何實(shí)現(xiàn)基于 json-rpc 協(xié)議呢？ 答案是很多，很多web框架其自身都自己實(shí)現(xiàn)了json-rpc，但我們要獨(dú)立這些框架之外，要尋求一種較為干凈的解決方案，我查找到的選擇有兩種 **種是 jsonrpclib 第二種是 python-jsonrpc 先來看**種 jsonrpclib 它與 Python 標(biāo)準(zhǔn)庫的 SimpleXMLRPCServer 很類似（因?yàn)樗念惷徒凶?SimpleJSONRPCServer ，不明真相的人真以為它們是親兄弟）。或許可以說，jsonrpclib 就是仿照 SimpleXMLRPCServer 標(biāo)準(zhǔn)庫來進(jìn)行編寫的。 它的導(dǎo)入與 SimpleXMLRPCServer 略有不同，因?yàn)镾impleJSONRPCServer分布在jsonrpclib庫中。

服務(wù)端 客戶端 再來看第二種python-jsonrpc，寫起來貌似有些復(fù)雜。 服務(wù)端 客戶端 調(diào)用過程如下 還記得上面我提到過的 zabbix API，因?yàn)槲矣薪佑|過，所以也拎出來講講。zabbix API 也是基于 json-rpc 2.0協(xié)議實(shí)現(xiàn)的。

因?yàn)閮?nèi)容較多，這里只帶大家打個，zabbix 是如何調(diào)用的：直接指明要調(diào)用 zabbix server 的哪個方法，要傳給這個方法的參數(shù)有哪些。 03、基于 zerorpc 以上介紹的兩種rpc遠(yuǎn)程調(diào)用方式，如果你足夠細(xì)心，可以發(fā)現(xiàn)他們都是http+rpc 兩種協(xié)議結(jié)合實(shí)現(xiàn)的。 接下來，我們要介紹的這種（zerorpc），就不再使用走 http 了。 zerorpc 這個第三方庫，它是基于TCP協(xié)議、 ZeroMQ 和 MessagePack的，速度相對快，響應(yīng)時間短，并發(fā)高。

zerorpc 和 pyjsonrpc 一樣，需要額外安裝，雖然SimpleXMLRPCServer不需要額外安裝，但是SimpleXMLRPCServer性能相對差一些。 調(diào)用過程如下 客戶端除了可以使用zerorpc框架實(shí)現(xiàn)代碼調(diào)用之外，它還支持使用“命令行”的方式調(diào)用。 客戶端可以使用命令行，那服務(wù)端是不是也可以呢？ 是的，通過 Github 上的文檔幾個 demo 可以體驗(yàn)到這個第三方庫做真的是**。

比如我們可以用下面這個命令，創(chuàng)建一個rpc server，后面這個 time Python 標(biāo)準(zhǔn)庫中的 time 模塊，zerorpc 會將 time 注冊綁定以供client調(diào)用。 經(jīng)過了上面的百科學(xué)習(xí)，我們已經(jīng)學(xué)會了如何使用多種方式實(shí)現(xiàn)rpc遠(yuǎn)程調(diào)用。 通過對比，zerorpc 可以說是脫穎而出，一支獨(dú)秀。 為此，我也做了一番思考： OpenStack 組件繁多，在一個較大的集群內(nèi)部每個組件內(nèi)部通過rpc通信頻繁，如果都采用rpc直連調(diào)用的方式，連接數(shù)會非常地多，開銷大，若有些 server 是單線程的模式，超時會非常的嚴(yán)重。

OpenStack 是復(fù)雜的分布式集群架構(gòu)，會有多個 rpc server 同時工作，假設(shè)有 server01，server02，server03 三個server，當(dāng) rpc client 要發(fā)出rpc請求時，發(fā)給哪個好呢？這是問題一。 你可能會說輪循或者隨機(jī)，這樣對大家都公平。這樣的話還會引出另一個問題，倘若請求剛好發(fā)到server01，而server01剛好不湊巧，可能由于機(jī)器或者其他因?yàn)閷?dǎo)致服務(wù)沒在工作，那這個rpc消息可就直接失敗了呀。

要知道做為一個集群，高可用是基本要求，如果出現(xiàn)剛剛那樣的情況其實(shí)是很尷尬的。這是問題二。 集群有可能根據(jù)實(shí)際需要擴(kuò)充節(jié)點(diǎn)數(shù)量，如果使用直接調(diào)用，耦合度。

rpc 文件怎么用

Remote Procedure Calls遠(yuǎn)程過程調(diào)用 (RPC) 是一種協(xié)議，程序可使用這種協(xié)議向**中的另一臺計算機(jī)上的程序請求服務(wù)。由于使用 RPC 的程序不必了解支持通信的**協(xié)議的情況，因此 RPC 提高了程序的互操作性。

在 RPC 中，發(fā)出請求的程序是客戶程序，而提供服務(wù)的程序是服務(wù)器。

什么是RPC？

RPC是遠(yuǎn)程過程調(diào)用（Remote Procedure Call）的縮寫形式。SAP系統(tǒng)RPC調(diào)用的原理其實(shí)很簡單，有一些類似于三層構(gòu)架的C/S系統(tǒng)，第三方的客戶程序通過接口調(diào)用SAP內(nèi)部的標(biāo)準(zhǔn)或自定義函數(shù)，獲得函數(shù)返回的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后顯示或打印。

進(jìn)程間通信（IPC）在多任務(wù)操作系統(tǒng)或聯(lián)網(wǎng)的計算機(jī)之間運(yùn)行的程序和進(jìn)程所用的通信技術(shù)。

有兩種類型的進(jìn)程間通信（IPC）。
本地過程調(diào)用(LPC)LPC用在多任務(wù)操作系統(tǒng)中，使得同時運(yùn)行的任務(wù)能互相會話。這些任務(wù)共享內(nèi)存空間使任務(wù)同步和互相發(fā)送信息。遠(yuǎn)程過程調(diào)用（RPC)RPC類似于LPC，只是在網(wǎng)上工作。

RPC開始是出現(xiàn)在Sun微系統(tǒng)公司和HP公司的運(yùn)行UNⅨ操作系統(tǒng)的計算機(jī)中。

擴(kuò)展資料
通過IPC和RPC，程序能利用其它程序或計算機(jī)處理的進(jìn)程?？蛻魴C(jī)/服務(wù)器模式計算把遠(yuǎn)程過程調(diào)用與其它技術(shù)（如消息傳遞）一道，作為系統(tǒng)間通信的一種機(jī)制。

客戶機(jī)執(zhí)行自己的任務(wù)，但靠服務(wù)器提供后端文件服務(wù)。
RPC為客戶機(jī)提供向后端服務(wù)器申請服務(wù)的通信機(jī)制，如圖R-4所示。如果你把客戶機(jī)/服務(wù)器應(yīng)用程序想作是一個分離的程序，服務(wù)器能運(yùn)行數(shù)據(jù)訪問部分，因?yàn)樗x數(shù)據(jù)最近，客戶機(jī)能運(yùn)行數(shù)據(jù)表示和與用戶交互的前端部分。

這樣，遠(yuǎn)程過程調(diào)用可看作是把分割的程序通過**重組的部件。LPC有時也稱耦合（Coupling）機(jī)制。
用這種方式分割程序，當(dāng)用戶要訪問數(shù)據(jù)時就無需每次拷貝整個數(shù)據(jù)庫或它的大部分程序到用戶系統(tǒng)。

其實(shí)，服務(wù)器只處理請求，甚至只執(zhí)行一些數(shù)據(jù)計算，把得出的結(jié)果再發(fā)送給用戶。因?yàn)楫?dāng)數(shù)據(jù)存放在一個地方時，數(shù)據(jù)庫同步很容易實(shí)現(xiàn)，所以多個用戶可同時訪問相同的數(shù)據(jù)。
分布式計算環(huán)境是由一個通信系統(tǒng)——**連接的計算機(jī)集群。很容易把這個**看成一個計算平臺，若是對等方式，其中任何一臺計算機(jī)都能成為客戶機(jī)或服務(wù)器。

一些處理任務(wù)可被分成獨(dú)立運(yùn)行程序在不同的**計算機(jī)上并行處理，而獨(dú)立的程序被交給最適合這個任務(wù)的計算機(jī)處理。這種策略可利用計算機(jī)空閑資源，提高**的效益。一個典型的企業(yè)網(wǎng)包括許多運(yùn)行著不同操作系統(tǒng)的異構(gòu)計算機(jī)系統(tǒng)。

RPC – 遠(yuǎn)程方法調(diào)用

1.RPC原理解析 1.1 什么是RPC RPC(Remote Procedure Call Protocol)——遠(yuǎn)程過程調(diào)用協(xié)議，它是一種通過**從遠(yuǎn)程計算機(jī)程序上請求服務(wù)，而不需要了解底層**技術(shù)的協(xié)議。RPC協(xié)議假定某些傳輸協(xié)議的存在，如TCP/IP或UDP，為通信程序之間攜帶信息數(shù)據(jù)。

RPC將原來的本地調(diào)用轉(zhuǎn)變?yōu)檎{(diào)用遠(yuǎn)端的服務(wù)器上的方法，給系統(tǒng)的處理能力和吞吐量帶來了近似于無限制提升的可能。

在OSI**通信模型中，RPC跨域了傳輸層和應(yīng)用層。RPC使得開發(fā)包括**分布式多程序在內(nèi)的應(yīng)用程序更加容易。 太專業(yè)了，簡而言之就是下面幾點(diǎn)： 1.解決分布式系統(tǒng)中，服務(wù)之間的調(diào)用問題。 2.遠(yuǎn)程調(diào)用時，要能夠像本地調(diào)用一樣方便，讓調(diào)用者感知不到遠(yuǎn)程調(diào)用的邏輯 3.序列化反序列化是前提 1.2 RPC架構(gòu) 一個完整的RPC架構(gòu)里面包含了四個核心的組件，分別是Client，Client Stub，Server以及Server Stub，這個Stub可以理解為存根。

客戶端(Client)，服務(wù)的調(diào)用方。 客戶端存根(Client Stub)，存放服務(wù)端的地址消息，再將客戶端的請求參數(shù)打包成**消息，然后通過**遠(yuǎn)程發(fā)送給服務(wù)方。 服務(wù)端(Server)，真正的服務(wù)提供者。

服務(wù)端存根(Server Stub)，接收客戶端發(fā)送過來的消息，將消息解包，并調(diào)用本地的方法。 1.3 RPC調(diào)用過程 (1) 客戶端（client）以本地調(diào)用方式（即以接口的方式）調(diào)用服務(wù); (2) 客戶端存根（client stub）接收到調(diào)用后，負(fù)責(zé)將方法、參數(shù)等組裝成能夠進(jìn)行**傳輸?shù)南Ⅲw（將消息體對象序列化為二進(jìn)制）; (3) 客戶端通過sockets將消息發(fā)送到服務(wù)端; (4) 服務(wù)端存根( server stub）收到消息后進(jìn)行解碼（將消息對象反序列化）; (5) 服務(wù)端存根( server stub）根據(jù)解碼結(jié)果調(diào)用本地的服務(wù); (6) 本地服務(wù)執(zhí)行并將結(jié)果返回給服務(wù)端存根( server stub）; (7) 服務(wù)端存根( server stub）將返回結(jié)果打包成消息（將結(jié)果消息對象序列化）; (8) 服務(wù)端（server）通過sockets將消息發(fā)送到客戶端; (9) 客戶端存根（client stub）接收到結(jié)果消息，并進(jìn)行解碼（將結(jié)果消息發(fā)序列化）; (10) 客戶端（client）得到最終結(jié)果。 RPC的目標(biāo)是要把2、3、4、7、8、9這些步驟都封裝起來。

注意：無論是何種類型的數(shù)據(jù)，最終都需要轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制流在**上進(jìn)行傳輸，數(shù)據(jù)的發(fā)送方需要將對象轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制流，而數(shù)據(jù)的接收方則需要把二進(jìn)制流再恢復(fù)為對象。