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date: 2021-01-24
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<!-- TOC -->

- [什么是 RPC？](#什么是-rpc)
- [RPC 有什么作用？](#rpc-有什么作用)
- [RPC 步骤](#rpc-步骤)
- [为什么需要序列化？](#为什么需要序列化)
- [零拷贝](#零拷贝)
  - [什么是零拷贝？](#什么是零拷贝)
  - [为什么需要零拷贝？](#为什么需要零拷贝)
  - [如何实现零拷贝？](#如何实现零拷贝)
  - [Netty 的零拷贝有何不同？](#netty-的零拷贝有何不同)
- [动态代理实现](#动态代理实现)
- [HTTP/2 特性](#http2-特性)
- [为什么需要服务发现？](#为什么需要服务发现)
  - [为什么不用 DNS？](#为什么不用-dns)
- [定时任务 & 时间轮](#定时任务--时间轮)
  - [定时任务的问题？](#定时任务的问题)
  - [时间轮的应用](#时间轮的应用)
  - [时钟轮本质](#时钟轮本质)
  - [时间轮在 RPC 的应用](#时间轮在-rpc-的应用)
  - [时间轮实现](#时间轮实现)
- [如何注册和发现服务？](#如何注册和发现服务)
- [如何实现 RPC 远程调用？](#如何实现-rpc-远程调用)
- [如何追踪微服务？](#如何追踪微服务)
- [注册中心选型](#注册中心选型)
- [开源 RPC 框架](#开源-rpc-框架)
  - [限定语言](#限定语言)
  - [跨语言 RPC 框架](#跨语言-rpc-框架)
- [Spring Cloud 微服务架构](#spring-cloud-微服务架构)

<!-- /TOC -->
# 什么是 RPC？

`Remote Procedure Call，远程过程调用。`

# RPC 有什么作用？
* 屏蔽远程调用、本地调用的区别
* `隐藏底层网络通信的复杂性`，让我们更专注于业务

# RPC 步骤

![](http://yano.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/2021-01-24-083532.png)

# 为什么需要序列化？
* 网络传输必须是「二进制」，调用方的参数都是对象
* 请求↔二进制消息体

# 零拷贝

## 什么是零拷贝？

![](http://yano.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/2021-01-24-083627.png)


## 为什么需要零拷贝？
`网卡`等操作，只能通过`内核操作`，`应用程序`要发送网络数据，需要将`数据复制到内核`。

## 如何实现零拷贝？
虚拟内存
* mmap + write
* sendfile

## Netty 的零拷贝有何不同？
* 一个请求，可能拆分成多个数据包
* 数据包的组合在用户空间，解决用户空间内存的拷贝处理问题，CompositeByteBuf
* 也包括用户空间、内核空间的数据拷贝：Direct Buffers

# 动态代理实现
* JDK：只能代理接口
* `Javassist`：`操作底层字节码`，不需要反射，性能好
* `Byte Buddy`：更容易的 API，速度比 Javassist 快，Spring、Jackson 使用

# HTTP/2 特性
* `多路复用`，同一链路双向发送stream数据
* `Header 压缩`

# 为什么需要服务发现？
公共的“通讯录”

## 为什么不用 DNS？
* DNS多级缓存，且缓存时间长
* 需要搭建负载均衡，额外成本

# 定时任务 & 时间轮

## 定时任务的问题？
* future 启动线程进行异步编程，sleep
* 如果5秒超时，高并发的
* 让CPU额外轮询遍历，浪费CPU

## 时间轮的应用
* 延迟消息
* 订单过期（10分钟未付款，取消订单）

## 时钟轮本质
`减少额外的扫描操作`

## 时间轮在 RPC 的应用

调用端请求的超时处理，节省CPU

## 时间轮实现

Netty的 TimeWheel

# 如何注册和发现服务？

* `RPC Server` 提供服务，向 Registry 注册自身
* `RPC Client` 调用服务，从 Registry 拉取服务列表
* Server 节点变更时，同步变更，Client 感知刷新本地的「服务节点列表」

![](http://yano.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/2021-01-24-084337.png)

实现：
* 注册中心 API
* 服务健康状态监测：ZooKeeper 的会话超时控制机制
* 服务状态变更通知：ZooKeeper 的 Watcher 机制

# 如何实现 RPC 远程调用？

- 客户端、服务端如何建立网络连接：HTTP、Socket
- 服务端如何处理请求：NIO（使用 `Netty`）
- 数据传输采用什么协议
- 数据如何序列化、反序列化：JSON，PB，Thrift

# 如何追踪微服务？

核心理念：调用链，`全局唯一的 ID` 将同一请求串联起来，从而还原调用关系，统计系统指标。

![](http://yano.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/2021-01-24-084849.png)

# 注册中心选型

* `高可用`
    * 集群部署：多个实例
    * 多机房部署：一个机房断电等不可抗因素
* `数据一致性`
    * `CP` 型：ZooKeeper（Redis），强一致性，机房间断网，注册中心不可用
    * AP 型：牺牲一致性，保证可用性。Eureka

# 开源 RPC 框架

## 限定语言
* Dubbo：Java，阿里
* Motan：Java，微博
* Tars：C++，腾讯（已支持多语言）
* Spring Cloud：Java
    * 网关 Zuul
    * 注册中心 Eureka
    * 服务超时熔断 Hystrix
    * 调用链监控 Sleuth
    * 日志分析 ELK

## 跨语言 RPC 框架
* gRPC：HTTP/2
* Thrift：TCP

# Spring Cloud 微服务架构

![](http://yano.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/2021-01-24-085008.png)