本文旨在講述 RPC 框架設計中的幾個核心問題及其解決方法，并基于 Golang 反射技術，構建了一個簡易的 RPC 框架。
項目地址：Tiny-RPC
RPC
RPC（Remote Procedure Call），即遠程過程調用，可以理解成，服務 A 想調用不在同一內存空間的服務 B 的函數，由于不在一個內存空間，不能直接調用，需要通過網絡來表達調用的語義和傳達調用的數據。
服務端
RPC 服務端需要解決 2 個問題：
- 由于客戶端傳送的是 RPC 函數名，服務端如何維護 函數名 與 函數實體 之間的映射
- 服務端如何根據 函數名 實現對應的 函數實體 的調用
核心流程
- 維護函數名到函數的映射
- 在接收到來自客戶端的函數名、參數列表后，解析參數列表為反射值，并執行對應函數
- 對函數執行結果進行編碼，并返回給客戶端
方法注冊
服務端需要維護 RPC 函數名到 RPC 函數實體的映射，我們可以使用 map 數據結構來維護映射關系。
type Server struct {
addr string
funcs map[string]reflect.Value
}
// Register a method via name
func (s *Server) Register(name string, f interface{}) {
if _, ok := s.funcs[name]; ok {
return
}
s.funcs[name] = reflect.ValueOf(f)
}
執行調用
一般來說，客戶端在調用 RPC 時，會將 函數名 和 參數列表 作為請求數據，發送給服務端。
由于我們使用了 map[string]reflect.Value 來維護函數名與函數實體之間的映射，則我們可以通過 Value.Call() 來調用與函數名相對應的函數。
package main
import (
"fmt"
"reflect"
)
func main() {
// Register methods
funcs := make(map[string]reflect.Value)
funcs["add"] = reflect.ValueOf(add)
// When receives client's request
req := []reflect.Value{reflect.ValueOf(1), reflect.ValueOf(2)}
vals := funcs["add"].Call(req)
var rsp []interface{}
for _, val := range vals {
rsp = append(rsp, val.Interface())
}
fmt.Println(rsp)
}
func add(a, b int) (int, error) {
return a + b, nil
}
具體實現
由于篇幅的限制，此處沒有貼出服務端實現的具體代碼，細節請查看項目地址。
客戶端
RPC 客戶端需要解決 1 個問題：
- 由于函數的具體實現在服務端，客戶端只有函數的原型，客戶端如何通過 函數原型 調用其 函數實體
核心流程
- 對調用者傳入的函數參數進行編碼，并傳送給服務端
- 對服務端響應數據進行解碼，并返回給調用者
生成調用
我們可以通過 reflect.MakeFunc 為指定的函數原型綁定一個函數實體。
package main
import (
"fmt"
"reflect"
)
func main() {
add := func(args []reflect.Value) []reflect.Value {
result := args[0].Interface().(int) + args[1].Interface().(int)
return []reflect.Value{reflect.ValueOf(result)}
}
var addptr func(int, int) int
container := reflect.ValueOf(addptr).Elem()
v := reflect.MakeFunc(container.Type(), add)
container.Set(v)
fmt.Println(addptr(1, 2))
}
具體實現
由于篇幅的限制，此處沒有貼出客戶端實現的具體代碼，細節請查看項目地址。
數據傳輸格式
我們需要定義服務端與客戶端交互的數據格式。
type Data struct {
Name string // service name
Args []interface{} // request's or response's body except error
Err string // remote server error
}
與交互數據相對應的編碼與解碼函數。
func encode(data Data) ([]byte, error) {
var buf bytes.Buffer
encoder := gob.NewEncoder(buf)
if err := encoder.Encode(data); err != nil {
return nil, err
}
return buf.Bytes(), nil
}
func decode(b []byte) (Data, error) {
buf := bytes.NewBuffer(b)
decoder := gob.NewDecoder(buf)
var data Data
if err := decoder.Decode(data); err != nil {
return Data{}, err
}
return data, nil
}
同時，我們需要定義簡單的 TLV 協議（固定長度消息頭 + 變長消息體），規范數據的傳輸。
// Transport struct
type Transport struct {
conn net.Conn
}
// NewTransport creates a transport
func NewTransport(conn net.Conn) *Transport {
return Transport{conn}
}
// Send data
func (t *Transport) Send(req Data) error {
b, err := encode(req) // Encode req into bytes
if err != nil {
return err
}
buf := make([]byte, 4+len(b))
binary.BigEndian.PutUint32(buf[:4], uint32(len(b))) // Set Header field
copy(buf[4:], b) // Set Data field
_, err = t.conn.Write(buf)
return err
}
// Receive data
func (t *Transport) Receive() (Data, error) {
header := make([]byte, 4)
_, err := io.ReadFull(t.conn, header)
if err != nil {
return Data{}, err
}
dataLen := binary.BigEndian.Uint32(header) // Read Header filed
data := make([]byte, dataLen) // Read Data Field
_, err = io.ReadFull(t.conn, data)
if err != nil {
return Data{}, err
}
rsp, err := decode(data) // Decode rsp from bytes
return rsp, err
}
以上就是本文的全部內容，希望對大家的學習有所幫助，也希望大家多多支持腳本之家。
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