RPC和Restful深入理解

一、RPC

RPC 即远程过程调用（Remote Procedure Call Protocol，简称RPC），像调用本地服务(方法)一样调用服务器的服务(方法)。通常的实现有 XML-RPC , JSON-RPC , 通信方式基本相同, 所不同的只是传输数据的格式.

RPC是分布式架构的核心，按响应方式分如下两种：

• 同步调用：客户端调用服务方方法，等待直到服务方返回结果或者超时，再继续自己的操作

• 异步调用：客户端把消息发送给中间件，不再等待服务端返回，直接继续自己的操作。

同步调用的实现方式有WebService和RMI。Web Service提供的服务是基于web容器的，底层使用http协议，因而适合不同语言异构系统间的调用。RMI实际上是Java语言的RPC实现，允许方法返回 Java 对象以及基本数据类型，适合用于JAVA语言构建的不同系统间的调用。

异步调用的JAVA实现版就是JMS(Java Message Service)，目前开源的的JMS中间件有Apache社区的ActiveMQ、Kafka消息中间件，另外有阿里的RocketMQ。

RPC架构里包含如下4个组件:

客户端(Client)：服务调用方

客户端存根(Client Stub)：存放服务端地址信息，将客户端的请求参数打包成网络消息，再通过网络发送给服务方

服务端存根(Server Stub)：接受客户端发送过来的消息并解包，再调用本地服务

服务端(Server)：真正的服务提供者。

具体实现步骤：

服务调用方（client）(客户端)以本地调用方式调用服务；

client stub接收到调用后负责将方法、参数等组装成能够进行网络传输的消息体；在Java里就是序列化的过程

client stub找到服务地址，并将消息通过网络发送到服务端；

server stub收到消息后进行解码,在Java里就是反序列化的过程；

server stub根据解码结果调用本地的服务；

本地服务执行处理逻辑；

本地服务将结果返回给server stub；

server stub将返回结果打包成消息，Java里的序列化；

server stub将打包后的消息通过网络并发送至消费方

client stub接收到消息，并进行解码, Java里的反序列化；

服务调用方（client）得到最终结果。

RPC框架的目标就是把2-10步封装起来，把调用、编码/解码的过程封装起来，让用户像调用本地服务一样的调用远程服务。要做到对客户端（调用方）透明化服务， RPC框架需要考虑解决如下问题：

• 1、通讯问题 : 主要是通过在客户端和服务器之间建立TCP连接，远程过程调用的所有交换的数据都在这个连接里传输。连接可以是按需连接，调用结束后就断掉，也可以是长连接，多个远程过程调用共享同一个连接。
• 2、寻址问题 ： A服务器上的应用怎么告诉底层的RPC框架，如何连接到B服务器（如主机或IP地址）以及特定的端口，方法的名称是什么，这样才能完成调用。比如基于Web服务协议栈的RPC，就要提供一个endpoint URI，或者是从UDDI服务上查找。如果是RMI调用的话，还需要一个RMI Registry来注册服务的地址。
• 3、序列化与反序列化 ： 当A服务器上的应用发起远程过程调用时，方法的参数需要通过底层的网络协议如TCP传递到B服务器，由于网络协议是基于二进制的，内存中的参数的值要序列化成二进制的形式，也就是序列化（Serialize）或编组（marshal），通过寻址和传输将序列化的二进制发送给B服务器。同理，B服务器接收参数要将参数反序列化。B服务器应用调用自己的方法处理后返回的结果也要序列化给A服务器，A服务器接收也要经过反序列化的过程。

二、REST

REST即表述性状态传递（Representational State Transfer，简称REST），是一种软件架构风格。REST通过HTTP协议定义的通用动词方法(GET、PUT、DELETE、POST) ，以URI对网络资源进行唯一标识，响应端根据请求端的不同需求，通过无状态通信，对其请求的资源进行表述。
  Rest架构的主要原则：

网络上的所有事物都被抽象为资源

每个资源都有一个唯一的资源标识符

同一个资源具有多种表现形式(xml,json等)

对资源的各种操作不会改变资源标识符

所有的操作都是无状态的

其中表述性状态，是指(在某个瞬间状态的)资源数据的快照，包括资源数据的内容、表述格式(XML、JSON)等信息。

其中无状态通信，是指服务端(响应端)不保存任何与特定HTTP请求相关的资源，应用状态必须由请求方在请求过程中提供。要求在网络通信过程中，任意一个Web请求必须与其他请求隔离，当请求端提出请求时，请求本身包含了响应端为响应这一请求所需的全部信息。

REST使用HTTP+URI+XML /JSON 的技术来实现其API要求的架构风格：HTTP协议和URI用于统一接口和定位资源，文本、二进制流、XML、JSON等格式用来作为资源的表述。

举例：
在Restful之前的操作： 请求的地址对应具体的业务操作

• http://127.0.0.1/user/query/1 GET 根据用户id查询用户数据
• http://127.0.0.1/user/save POST 新增用户
• http://127.0.0.1/user/update POST 修改用户信息
• http://127.0.0.1/user/delete GET/POST 删除用户信息

RESTful用法： 请求

• http://127.0.0.1/user/1 GET 根据用户id查询用户数据
• http://127.0.0.1/user POST新增用户
• http://127.0.0.1/user PUT 修改用户信息
• http://127.0.0.1/user DELETE删除用户信息

RESTful风格的体现，在你使用了get请求，就是查询；使用post请求,就是新增的请求；使用put请求，就是修改的请求；使用delete请求，就是删除的请求。这样做就完全没有必要对crud做具体的描述。

满足REST约束条件和原则的架构，就被称为是RESTful架构。就像URL都是URI(统一资源标识)的表现形式一样，RESTful是符合REST原则的表现形式。

如何使用:

三、SpringMVC实现restful服务

SpringMVC原生态的支持了REST风格的架构设计

所涉及到的注解:

–@RequestMapping

—@PathVariable

—@ResponseBody

package cn.itcast.mybatis.controller; import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired; import org.springframework.http.HttpStatus; import org.springframework.http.ResponseEntity; import org.springframework.stereotype.Controller; import org.springframework.web.bind.annotation.PathVariable; import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping; import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMethod; import org.springframework.web.bind.annotation.RequestParam; import org.springframework.web.bind.annotation.ResponseBody; import cn.itcast.mybatis.pojo.User; import cn.itcast.mybatis.service.NewUserService; @RequestMapping("restful/user") @Controller public class RestUserController { @Autowired private NewUserService newUserService; /** * 根据用户id查询用户数据 * * @param id * @return */ @RequestMapping(value = "{id}", method = RequestMethod.GET) @ResponseBody public ResponseEntity<User> queryUserById(@PathVariable("id") Long id) { try { User user = this.newUserService.queryUserById(id); if (null == user) { // 资源不存在，响应404 return ResponseEntity.status(HttpStatus.NOT_FOUND).body(null); } // 200 // return ResponseEntity.status(HttpStatus.OK).body(user); return ResponseEntity.ok(user); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } // 500 return ResponseEntity.status(HttpStatus.INTERNAL_SERVER_ERROR).body(null); } /** * 新增用户 * * @param user * @return */ @RequestMapping(method = RequestMethod.POST) public ResponseEntity<Void> saveUser(User user) { try { this.newUserService.saveUser(user); return ResponseEntity.status(HttpStatus.CREATED).build(); } catch (Exception e) { // TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace(); } // 500 return ResponseEntity.status(HttpStatus.INTERNAL_SERVER_ERROR).body(null); } /** * 更新用户资源 * * @param user * @return */ @RequestMapping(method = RequestMethod.PUT) public ResponseEntity<Void> updateUser(User user) { try { this.newUserService.updateUser(user); return ResponseEntity.status(HttpStatus.NO_CONTENT).build(); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } // 500 return ResponseEntity.status(HttpStatus.INTERNAL_SERVER_ERROR).body(null); } /** * 删除用户资源 * * @param user * @return */ @RequestMapping(method = RequestMethod.DELETE) public ResponseEntity<Void> deleteUser(@RequestParam(value = "id", defaultValue = "0") Long id) { try { if (id.intValue() == 0) { // 请求参数有误 return ResponseEntity.status(HttpStatus.BAD_REQUEST).build(); } this.newUserService.deleteUserById(id); // 204 return ResponseEntity.status(HttpStatus.NO_CONTENT).build(); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } // 500 return ResponseEntity.status(HttpStatus.INTERNAL_SERVER_ERROR).body(null); } }

以ApacheThrift为代表的二进制RPC，支持多种语言（但不是所有语言），四层通讯协议，性能高，节省带宽。相对Restful协议，使用Thrifpt RPC，在同等硬件条件下，带宽使用率仅为前者的20%，性能却提升一个数量级。但是这种协议最大的问题在于，无法穿透防火墙。

以Spring Cloud为代表所支持的Restful 协议，优势在于能够穿透防火墙，使用方便，语言无关，基本上可以使用各种开发语言实现的系统，都可以接受Restful 的请求。但性能和带宽占用上有劣势。

所以，业内对微服务的实现，基本是确定一个组织边界，在该边界内，使用RPC; 边界外，使用Restful。这个边界，可以是业务、部门，甚至是全公司。

使用RPC远程服务调用方式与传统http接口直接调用方式的差别在于：

从使用方面看，Http接口只关注服务提供方（服务端），对于客户端怎么调用，调用方式怎样并不关心，通常情况下，客户端使用Http方式进行调用时，只要将内容进行传输即可，这样客户端在使用时，需要更关注网络方面的传输，比较不适用与业务方面的开发；而RPC服务则需要客户端接口与服务端保持一致，服务端提供一个方法，客户端通过接口直接发起调用，业务开发人员仅需要关注业务方法的调用即可，不再关注网络传输的细节，在开发上更为高效。

从性能角度看，使用Http时，Http本身提供了丰富的状态功能与扩展功能，但也正由于Http提供的功能过多，导致在网络传输时，需要携带的信息更多，从性能角度上讲，较为低效。而RPC服务网络传输上仅传输与业务内容相关的数据，传输数据更小，性能更高。

从运维角度看，使用Http接口时，常常使用一个前端代理，来进行Http转发代理请求的操作，需要进行扩容时，则需要去修改代理服务器的配置，较为繁琐，也容易出错。而使用RPC方式的微服务，则只要增加一个服务节点即可，注册中心可自动感知到节点的变化，通知调用客户端进行负载的动态控制，更为智能，省去运维的操作。

首先要解决寻址的问题，也就是说，A服务器上的应用怎么告诉底层的RPC框架，B服务器的IP，以及应用绑定的端口，还有方法的名称，这样才能完成调用

方法的参数需要通过底层的网络协议如TCP传递到B服务器，由于网络协议是基于二进制的，内存中的参数的值要序列化成二进制的形式

在B服务器上完成寻址后，需要对参数进行反序列化，恢复为内存中的表达方式，然后找到对应的方法进行本地调用，然后得到返回值，

返回值还要发送回服务器A上的应用，也要经过序列化的方式发送，服务器A接到后，再反序列化，恢复为内存中的表达方式，交给应用

三、实现RPC方案

下面使用比较原始的方案实现RPC框架，采用Socket通信、动态代理与反射与Java原生的序列化。

RPC框架架构（三部分）

服务提供者，运行在服务器端，提供服务接口定义与服务实现类。

服务中心，运行在服务器端，负责将本地服务发布成远程服务，管理远程服务，提供给服务消费者使用。

服务消费者，运行在客户端，通过远程代理对象调用远程服务。

具体实现

• 1）服务提供者接口定义与实现，代码如下：

public interface HelloService { String sayHi(String name); }

• 2）HelloServices接口实现类

package services.impl; import services.HelloService; public class HelloServiceImpl implements HelloService { public String sayHi(String name) { return "Hi, " + name; } }

• 3）服务中心代码实现，代码如下：

package services; import java.io.IOException; public interface Server { public void stop(); public void start() throws IOException; public void register(Class serviceInterface, Class impl); public boolean isRunning(); public int getPort(); }

• 4）服务中心实现类：

package services.impl; import java.io.IOException; import java.io.ObjectInputStream; import java.io.ObjectOutputStream; import java.lang.reflect.Method; import java.net.InetSocketAddress; import java.net.ServerSocket; import java.net.Socket; import java.util.HashMap; import java.util.concurrent.ExecutorService; import java.util.concurrent.Executors; import services.Server;public class ServiceCenter implements Server {private static ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(Runtime.getRuntime().availableProcessors());private static final HashMap<String, Class> serviceRegistry = new HashMap<String, Class>();private static boolean isRunning = false;private static int port;public ServiceCenter(int port) {this.port = port;}public void stop() {isRunning = false;executor.shutdown();}public void start() throws IOException {ServerSocket server = new ServerSocket();server.bind(new InetSocketAddress(port));System.out.println("start server");try {while (true) {// 1.监听客户端的TCP连接，接到TCP连接后将其封装成task，由线程池执行executor.execute(new ServiceTask(server.accept()));}} finally {server.close();}}public void register(Class serviceInterface, Class impl) {serviceRegistry.put(serviceInterface.getName(), impl);}public boolean isRunning() {return isRunning;}public int getPort() {return port;}private static class ServiceTask implements Runnable {Socket clent = null;public ServiceTask(Socket client) {this.clent = client;}public void run() {ObjectInputStream input = null;ObjectOutputStream output = null;try {// 2.将客户端发送的码流反序列化成对象，反射调用服务实现者，获取执行结果input = new ObjectInputStream(clent.getInputStream());String serviceName = input.readUTF();String methodName = input.readUTF();Class<?>[] parameterTypes = (Class<?>[]) input.readObject();Object[] arguments = (Object[]) input.readObject();Class serviceClass = serviceRegistry.get(serviceName);if (serviceClass == null) {throw new ClassNotFoundException(serviceName + " not found");}Method method = serviceClass.getMethod(methodName, parameterTypes);Object result = method.invoke(serviceClass.newInstance(), arguments);// 3.将执行结果反序列化，通过socket发送给客户端output = new ObjectOutputStream(clent.getOutputStream());output.writeObject(result);} catch (Exception e) {e.printStackTrace();} finally {if (output != null) {try {output.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}if (input != null) {try {input.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}if (clent != null) {try {clent.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}}}} }

• 5）客户端的远程代理对象：

package client;import java.io.ObjectInputStream; import java.io.ObjectOutputStream; import java.lang.reflect.InvocationHandler; import java.lang.reflect.Proxy; import java.net.InetSocketAddress; import java.net.Socket; import java.lang.reflect.Method;public class RPCClient<T> {@SuppressWarnings("unchecked")public static <T> T getRemoteProxyObj(final Class<?> serviceInterface, final InetSocketAddress addr) {// 1.将本地的接口调用转换成JDK的动态代理，在动态代理中实现接口的远程调用return (T) Proxy.newProxyInstance(serviceInterface.getClassLoader(), new Class<?>[] { serviceInterface },new InvocationHandler() {public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {Socket socket = null;ObjectOutputStream output = null;ObjectInputStream input = null;try {// 2.创建Socket客户端，根据指定地址连接远程服务提供者socket = new Socket();socket.connect(addr);// 3.将远程服务调用所需的接口类、方法名、参数列表等编码后发送给服务提供者output = new ObjectOutputStream(socket.getOutputStream());output.writeUTF(serviceInterface.getName());output.writeUTF(method.getName());output.writeObject(method.getParameterTypes());output.writeObject(args);// 4.同步阻塞等待服务器返回应答，获取应答后返回input = new ObjectInputStream(socket.getInputStream());return input.readObject();} finally {if (socket != null)socket.close();if (output != null)output.close();if (input != null)input.close();}}});} }

• 6）最后为测试类：

package client; import java.io.IOException; import java.net.InetSocketAddress; import services.HelloService; import services.Server; import services.impl.HelloServiceImpl; import services.impl.ServiceCenter;public class RPCTest {public static void main(String[] args) throws IOException {new Thread(new Runnable() {public void run() {try {Server serviceServer = new ServiceCenter(8088);serviceServer.register(HelloService.class, HelloServiceImpl.class);serviceServer.start();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}}).start();HelloService service = RPCClient.getRemoteProxyObj(HelloService.class, new InetSocketAddress("localhost", 8088));System.out.println(service.sayHi("test"));} }

Restful里面的：（微服务里的）都要同时注册到服务的注册中心里面去。

FeignClient

除了上面的方式，我们还可以用FeignClient。

@FeignClient(value = "users", path = "/users")public interface UserCompositeService { @RequestMapping(value = "/getUserDetail/{id}",method = RequestMethod.GET,produces = MediaType.APPLICATION_JSON_VALUE)UserDTO getUserById(@PathVariable Long id);}

我们只需要使用@FeignClient定义一个接口，Spring Cloud Feign会帮我们生成一个它的实现，从相应的users服务获取数据。

其中，@FeignClient(value = “users”， path = “/users/getUserDetail”)里面的value是服务ID，path是这一组接口的path前缀。在下面的方法定义里，就好像设置Spring MVC的接口一样，对于这个方法，它对应的URL是/users/getUserDetail/{id}。然后，在使用它的时候，就像注入一个一般的服务一样注入后使用即可：

public class SomeOtherServiceClass { @Autowiredprivate UserCompositeService userService;public void doSomething() {// .....UserDTO results = userService.getUserById(userId);// other operation...}}

从使用方面看，Http接口只关注服务提供方（服务端），对于客户端怎么调用，调用方式怎样并不关心，通常情况下，客户端使用Http方式进行调用时，只要将内容进行传输即可，这样客户端在使用时，需要更关注网络方面的传输，比较不适用与业务方面的开发；（restful是服务端把方法写好，客户端通过http方式调用，直接定位到方法上面去。）

而RPC服务则需要客户端接口与服务端保持一致，服务端提供一个方法，客户端通过接口直接发起调用，业务开发人员仅需要关注业务方法的调用即可，不再关注网络传输的细节，在开发上更为高效。（PRC是服务端提供好方法给客户端调用。定位到类，然后通过类去调用方法。）

比如这种，自己要了一个计算服务，拿到计算服务类后，自己调用服务类里的加法去获得结果

如果是restful，就根据Calculate方法对应的url去传参（people），从而获得结果。

• RPC：所谓的远程过程调用 (面向方法)

• SOA：所谓的面向服务的架构(面向消息)

• REST：所谓的 Representational state transfer (面向资源)

RPC 即远程过程调用, 很简单的概念, 像调用本地服务(方法)一样调用服务器的服务(方法).

通常的实现有 XML-RPC , JSON-RPC , 通信方式基本相同, 所不同的只是传输数据的格式.

REST 的三个要素是 唯一的资源标识, 简单的方法 (此处的方法是个抽象的概念),一定的表达方式.

重要的特性：无状态

文章转自

总结

以上是生活随笔为你收集整理的RPC和Restful深入理解的全部内容，希望文章能够帮你解决所遇到的问题。

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