【C++项目】从零实现RPC框架「二」：项⽬设计

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一：🚀 理解项⽬功能

🧑‍💻 本质上来讲，我们要实现的 rpc（远端调⽤）思想上并不复杂，甚⾄可以说是简单，其实就是客户端想要完成某个任务的处理，但是这个处理的过程并不⾃⼰来完成，⽽是，将请求发送到服务器上，让服务器来帮其完成处理过程，并返回结果，客户端拿到结果后返回。

💗 然⽽上图的模型中，是⼀种多对⼀或⼀对⼀的关系，⼀旦服务端掉线，则客户端⽆法进⾏远端调⽤，且其服务端的负载也会较⾼，因此在 rpc 实现中，我们不仅要实现其基本功能，还要再进⼀步，实现分布式架构的 rpc。

🐳 分布式架构：简单理解就是由多个节点组成的⼀个系统，这些节点通常指的是服务器，将不同的业务或者同⼀个业务拆分分布在不同的节点上，通过协同⼯作解决⾼并发的问题，提⾼系统扩展性和可⽤性。

🦈 其实现思想也并不复杂，也就是在原来的模型基础上，增加⼀个注册中⼼，基于注册中⼼不同的服务提供服务器向注册中⼼进⾏服务注册，相当于告诉注册中⼼⾃⼰能够提供什么服务，⽽客户端在进⾏远端调⽤前，先通过注册中⼼进⾏服务发现，找到能够提供服务的服务器，然后发起调⽤。

⽽其次的发布订阅功能，则是依托于多个客户端围绕服务端进⾏消息的转发。

不过单纯的消息转发功能，并不能满⾜于⼤部分场景的需要，因此会在其基础上实现基于主题订阅的转发。

基于以上功能的合并，我们可以得到⼀个实现所有功能的结构图

在上图的结构中，我们甚⾄可以让每⼀个 Server 作为备⽤注册中⼼形成分布式架构，⼀旦⼀个注册中⼼下线，可以向备⽤中⼼进⾏注册以及请求，且在此基础上客户端在请求Rpc服务的时候，因为可以有多个 rpc-provider 可选，因此可以实现简单的负载均衡策略，且基于注册中⼼可以更简便实现发布订阅的功能。

项⽬的三个主要功能：

• rpc调⽤
• 服务的注册与发现以及服务的下线/上线通知
• 消息的发布订阅

二：🔥 框架设计

🦋 服务端模块划分

服务端的功能需求：

• 基于⽹络通信接收客⼾端的请求，提供 rpc 服务
• 基于⽹络通信接收客⼾端的请求，提供服务注册与发现，上线 &下线通知
• 基于⽹络通信接收客⼾端的请求，提供主题操作（创建/删除/订阅/取消），消息发布

在服务端的模块划分中，基于以上理解的功能，可以划分出这么⼏个模块

1. Network：⽹络通信模块
2. Protocol：应⽤层通信协议模块
3. Dispatcher：消息分发处理模块
4. RpcRouter：远端调⽤路由功能模块
5. Publish-Subscribe：发布订阅功能模块
6. Registry-Discovery：服务注册/发现/上线/下线功能模块
7. Server：基于以上模块整合⽽出的服务端模块

🎀 Network

该模块为⽹络通信模块，实现底层的⽹络通信功能，这个模块本质上也是⼀个⽐较复杂庞⼤的模块，因此鉴于项⽬的庞⼤，该模块我们将使⽤陈硕⼤佬的 Muduo 库来进⾏搭建。

🎀 Protocol

⛰️ 应⽤层通信协议模块的存在意义：解析数据，解决通信中有可能存在的粘包问题，能够获取到⼀条完整的消息。

在前边的 muduo 库基本使⽤中，我们能够知道想要让⼀个 服务端/客⼾端 对消息处理，就要设置⼀个 onMessage 的回调函数，在这个函数中对收到的数据进⾏应⽤层协议处理。

⽽Protocol模块就是是⽹络通信协议模块的设计，也就是在⽹络通信中，我们必须设计⼀个应⽤层的⽹络通信协议出来，以解决⽹络通信中可能存在的粘包问题，⽽解决粘包有三种⽅式：特殊字符间隔，定⻓，LV格式。

⽽我们项⽬中将使⽤LV格式来定义应⽤层的通信协议格式

Length：该字段固定4字节⻓度，⽤于表⽰后续的本条消息数据⻓度。

MType：该字段为Value中的固定字段，固定4字节⻓度，⽤于表⽰该条消息的类型。

• Rpc调⽤请求/响应类型消息
• 发布/订阅/取消订阅/消息推送类型消息
• 主题创建/删除类型消息
• 服务注册/发现/上线/下线类型消息

IDLength：为消息中的固定字段，该字段固定4字节⻓度，⽤于描述后续ID字段的实际⻓度。

MID：在每条消息中都会有⼀个固定字段为ID字段，⽤于唯⼀标识消息，ID字段⻓度不固定。

Body：消息主题正⽂数据字段，为请求或响应的实际内容字段。

🎀 Dispatcher

🍺 模块存在的意义：区分消息类型，根据不同的类型，调⽤不同的业务处理函数进⾏消息处理。

当 muduo 库底层通信收到数据后，在 onMessage 回调函数中对数据进⾏应⽤层协议解析，得到⼀条实际消息载荷后，我们就该决定这条消息代表这客⼾端的什么请求，以及应该如何处理。

因此，我们设计出了Dispatcher模块，作为⼀个分发模块，这个模块内部会保存有⼀个 hash_map<消息类型, 回调函数>，以此由使⽤者来决定哪条消息⽤哪个业务函数进⾏处理，当收到消息后，在该模块找到其对应的处理回调函数进⾏调⽤即可。

消息类型：

• rpc请求&响应
• 服务注册/发现/上线/下线请求&响应
• 主题创建/删除/订阅/取消订阅请求&响应，消息发布的请求&响应