【GeeRPC】7天用 Go 从零实现 RPC 框架 GeeRPC
7天用 Go 从零实现 RPC 框架 GeeRPC
这部分内容来自于 Golang 大佬 Geektutu 的七天用 Go 从零实现系列，仅做学习之用，原项目链接在此。
1. 谈谈 RPC 框架
RPC（Remote Procedure Call，远程过程调用）是一种计算机通信协议，允许调用不同进程空间的程序。RPC 的客户端和服务器可以在一台服务器上，也可以在不同的机器上。程序员在使用时，可以像调用本地程序一样使用，而无需关注内部的实现细节。
不同的应用程序之间通信方式有很多，比如浏览器和服务器之间广泛使用的基于 HTTP 协议的 Restful API【来自 DeepSeek：RESTful API 是一种基于 REST（Representative State Transfer，表述性状态转移）架构风格设计的 API。它使用 HTTP 协议进行通信，通常用于 Web 服务开发】。与 RPC 相比，Restful API 有相对统一的标准，因而更加通用，兼容性更好，支持不同的语言（因为它基于 http 协议）。HTTP 协议是基于纯文本的，一般具备更好的可读性。但是缺点也很明显：
- Restful 接口需要额外定义，而 RPC 相当于直接调用；
- 基于 HTTP 协议的 Restful 报文冗余，承载了过多的无效信息，而 RPC 通常使用自定义的协议格式（比如 protobuf），减少报文冗余；
- RPC 可以采用更高效的序列化协议，将文本转为二进制数据（因此需要处理序列化和反序列化），获得更高的性能；
- 因为 RPC 的灵活性，所以更容易扩展和集成诸如注册中心（比如 consul）、负载均衡等功能。
2. 重点：RPC 框架需要解决什么问题？
不如换一个问法：为什么需要 RPC 框架？
首先我们想象两台机器，两个应用程序之间需要通信，那么首先我们需要确定采用何种传输协议。如果这两个程序位于不同的机器，那么一般会选择 TCP 或 HTTP 协议；如果两个应用程序位于相同的机器，也可以采用 Unix Socket 协议【也即，首先需要确定两个应用程序之间的通信方式（通过什么协议）】。传输协议确定之后，还需要确定报文的编码格式，比如 JSON/XML，当报文较大时，还可能会选择 protobuf 等其它编码方式【确定传输协议之后，还需要确定报文的编码格式，JSON 是最常见的编码方式，protobuf 是比较新的编码方式，通常与 gRPC 相结合】。
解决了传输协议和报文编码的问题，接下来还需要解决一系列可用性问题，例如，连接超时了怎么办？是否支持异步请求和并发？【传输协议确定了两个应用程序之间的通信方式，而编码格式确定了两个应用程序之间传递数据的格式。在二者之上，还需要解决连接超时、异步请求、并发等可用性问题】
如果服务器的实例很多。客户端并不关心这些实例的地址和部署位置，只关心自己能否获取到期待的结果，这就引出了注册中心（registry）和负载均衡（load balance）的问题。简单来说，就是客户端和服务端互相感知不到对方的存在，服务端启动时将自己注册到注册中心，客户端调用时从注册中心获取所有可用的实例（这些实例对于客户端而言就像是可以直接调用的函数一样），选择一个来调用。这样客户端和服务端只需要感知注册中心的存在就足够了。注册中心通常还需要实现服务动态添加、删除，使用心跳确保服务处于可用状态等功能。【总结一下，在确定传输协议和报文编码的基础上，一个 RPC 框架还应该具有注册中心和负载均衡，注册中心比较重要，它通常应该进一步实现服务动态添加、删除、使用心跳来确保服务处于可用状态等功能】
再进一步，加入服务端由不同的团队提供，如果没有统一的 RPC 框架，各个团队的服务提供方就需要各自实现一套消息编解码、连接池、收发线程、超时处理等“业务之外”的重复技术劳动，造成整体的低效。因此，“业务之外”的这部分公共能力，是 RPC 框架所需要具备的能力。
3. 关于 GeeRPC
Golang 广泛地应用于云计算和微服务，成熟的 RPC 框架和微服务框架汗牛充栋。grpc、rpcx、go-micro等都是非常成熟的框架。一般地，RPC 是微服务框架的一个子集，微服务框架可以自己实现 RPC 部分，当然，也可以选择不同的 RPC 框架作为通信基座。
考虑性能和功能，上述成熟的框架代码量庞大，且通常与第三方库（最典型的就是 gRPC 和 protobuf 的联合使用）有比较深的耦合。GeeRPC 的目的是以最少的代码，实现 RPC 框架中最重要的部分。
综上，GeeRPC 从零开始以 Golang 官方标准库的 net/rpc 为基础，新增了协议交换（protocol exchange）、注册中心（registry）、服务发现（service discovery）、负载均衡（load balance）、超时处理（timeout processing）等特性。分七天完成，代码量在 1000 行左右。