本文旨在讲述 RPC 框架设计中的几个核心问题及其解决方法,并基于 Golang 反射技术,构建了一个简易的 RPC 框架。
项目地址:Tiny-RPC
RPC
RPC(Remote Procedure Call),即远程过程调用,可以理解成,服务 A 想调用不在同一内存空间的服务 B 的函数,由于不在一个内存空间,不能直接调用,需要通过网络来表达调用的语义和传达调用的数据。
服务端
RPC 服务端需要解决 2 个问题:
核心流程
方法注册
服务端需要维护 RPC 函数名到 RPC 函数实体的映射,我们可以使用 map
数据结构来维护映射关系。
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) }
执行调用
一般来说,客户端在调用 RPC 时,会将 函数名 和 参数列表 作为请求数据,发送给服务端。
由于我们使用了 map[string]reflect.Value
来维护函数名与函数实体之间的映射,则我们可以通过 Value.Call()
来调用与函数名相对应的函数。
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 }
具体实现
由于篇幅的限制,此处没有贴出服务端实现的具体代码,细节请查看项目地址。
客户端
RPC 客户端需要解决 1 个问题:
核心流程
生成调用
我们可以通过 reflect.MakeFunc 为指定的函数原型绑定一个函数实体。
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)) }
具体实现
由于篇幅的限制,此处没有贴出客户端实现的具体代码,细节请查看项目地址。
数据传输格式
我们需要定义服务端与客户端交互的数据格式。
type Data struct { Name string // service name Args []interface{} // request's or response's body except error Err string // remote server error }
与交互数据相对应的编码与解码函数。
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 }
同时,我们需要定义简单的 TLV 协议(固定长度消息头 + 变长消息体),规范数据的传输。
// 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 }
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