零基础打造RPC框架——服务提供者通信机制解析

后端

2023-01-29 20:25:22

揭秘 RPC 框架：深入浅出，打造分布式系统利器

简介

远程过程调用（RPC）框架是分布式系统开发的基石，它允许开发者在不同的进程甚至机器之间无缝地调用函数。本文将深入探讨 RPC 框架的运作原理，并带你从头构建一个基础版的 RPC 框架。

RPC 的运作原理

RPC 框架通过建立客户端和服务端之间的通信通道，实现远程函数调用。当客户端发起调用时，RPC 框架负责以下步骤：

将函数调用信息（函数名、参数）序列化成网络传输格式。
通过通信通道发送序列化后的数据到服务端。
服务端接收数据，反序列化并调用对应的函数。
函数执行完成后，结果会被序列化并发送回客户端。
客户端反序列化结果，得到函数调用结果。

服务端消息接收与发送

服务端接收消息

创建服务端套接字，监听指定端口。
当客户端请求到来时，服务端套接字接收请求数据。
将请求数据读入内存。
反序列化请求数据，得到函数调用信息。
调用对应的函数，处理请求。

服务端发送消息

创建客户端套接字，连接到客户端地址和端口。
将函数执行结果序列化。
将序列化的数据写入客户端套接字。
客户端套接字将数据发送给客户端。
客户端从客户端套接字中读取数据。
反序列化数据，得到函数调用结果。

RPC 框架核心组件

RPC 框架除了服务端和客户端之外，还包含以下核心组件：

通信协议： 定义客户端和服务端之间的数据传输格式和规则，如 TCP、UDP、HTTP 等。
序列化： 将数据转换为网络传输格式的过程，如 Protobuf、JSON、XML 等。
数据传输： 使用通信协议在客户端和服务端之间传输序列化后的数据。
负载均衡： 将请求均匀分配到多个服务端，提高系统性能和可靠性。
服务注册与发现： 服务端向注册中心注册自己的服务，客户端从注册中心发现服务。

示例代码

# 服务端
import socket

# 创建服务端套接字
server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
# 绑定端口
server_socket.bind(('127.0.0.1', 1234))
# 监听连接
server_socket.listen()

# 接收客户端连接
client_socket, client_addr = server_socket.accept()

# 接收客户端请求数据
request = client_socket.recv(1024)

# 反序列化请求数据
function_name, args = request.decode('utf-8').split(',')

# 调用对应的函数
result = eval(f'{function_name}(*args)')

# 序列化函数执行结果
result = str(result).encode('utf-8')

# 将结果发送回客户端
client_socket.send(result)

# 关闭连接
client_socket.close()
server_socket.close()

# 客户端
import socket

# 创建客户端套接字
client_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
# 连接到服务端
client_socket.connect(('127.0.0.1', 1234))

# 发送函数调用请求
request = 'add,1,2'.encode('utf-8')
client_socket.send(request)

# 接收函数执行结果
result = client_socket.recv(1024).decode('utf-8')

# 打印结果
print(result)

# 关闭连接
client_socket.close()