看了这篇Dubbo RPC面试题,让天下没有难面的面试题!

一、为什么要有RPC

随着互联 的发展, 站应用的规模不断扩大,常规的垂直应用架构已无法应对,分布式服务架构以及流动计算架构势在必行,亟需一个治理系统确保架构有条不紊的演进。

1、单一应用架构

当 站流量很小时,只需一个应用,将所有功能都部署在一起,以减少部署节点和成本。此时,用于简化增删改查工作量的数据访问框架(ORM) 是关键。

2、垂直应用架构

当访问量逐渐增大,单一应用增加机器带来的加速度越来越小,将应用拆成互不相干的几个应用,以提升效率。此时,用于加速前端页面开发的 Web框架(MVC) 是关键。

3、分布式服务架构

当垂直应用越来越多,应用之间交互不可避免,将核心业务抽取出来,作为独立的服务,逐渐形成稳定的服务中心,使前端应用能更快速的响应多变的市场需求。

此时,用于提高业务复用及整合的分布式服务框架(RPC),提供统一的服务是关键。

例如:各个团队的服务提供方就不要各自实现一套序列化、反序列化、 络框架、连接池、收发线程、超时处理、状态机等“业务之外”的重复技术劳动,造成整体的低效。

PS:其实上述三个原因也是为什么要有Dubbo的原因!不信你去Dubbo官 去看!

流动计算架构

PS:这个属于扩展内容,摘自Dubbo官 ,属于架构演进的一个过程

当服务越来越多,容量的评估,小服务资源的浪费等问题逐渐显现,此时需增加一个调度中心基于访问压力实时管理集群容量,提高集群利用率。此时,用于提高机器利用率的资源调度和治理中心(SOA)是关键。

4、另外一个原因

就是因为在几个进程内(应用分布在不同的机器上),无法共用内存空间,或者在一台机器内通过本地调用无法完成相关的需求,比如不同的系统之间的通讯,甚至不同组织之间的通讯。此外由于机器的横向扩展,需要在多台机器组成的集群上部署应用等等。

所以,统一RPC框架来解决提供统一的服务。

二、什么是RPC

RPC(Remote Procedure Call Protocol)远程过程调用协议,它是一种通过 络从远程计算机程序上请求服务,而不需要了解底层 络技术的协议。简言之,RPC使得程序能够像访问本地系统资源一样,去访问远端系统资源。比较关键的一些方面包括:通讯协议、序列化、资源(接口)描述、服务框架、性能、语言支持等。

具体调用过程:

1、服务消费者(client客户端)通过调用本地服务的方式调用需要消费的服务;

2、客户端存根(client stub)接收到调用请求后负责将方法、入参等信息序列化(组装)成能够进行 络传输的消息体;

3、客户端存根(client stub)找到远程的服务地址,并且将消息通过 络发送给服务端;

4、服务端存根(server stub)收到消息后进行解码(反序列化操作);

5、服务端存根(server stub)根据解码结果调用本地的服务进行相关处理;

6、本地服务执行具体业务逻辑并将处理结果返回给服务端存根(server stub);

7、服务端存根(server stub)将返回结果重新打包成消息(序列化)并通过 络发送至消费方;

8、客户端存根(client stub)接收到消息,并进行解码(反序列化);

9、服务消费方得到最终结果;

而RPC框架的实现目标则是将上面的第2-10步完好地封装起来,也就是把调用、编码/解码的过程给封装起来,让用户感觉上像调用本地服务一样的调用远程服务。

四、RPC和SOA、SOAP、REST的区别

1、REST

可以看着是HTTP协议的一种直接应用,默认基于JSON作为传输格式,使用简单,学习成本低效率高,但是安全性较低。

2、SOAP

SOAP是一种数据交换协议规范,是一种轻量的、简单的、基于XML的协议的规范。而SOAP可以看着是一个重量级的协议,基于XML、SOAP在安全方面是通过使用XML-Security和XML-Signature两个规范组成了WS-Security来实现安全控制的,当前已经得到了各个厂商的支持 。

它有什么优点总结为:易用、灵活、跨语言、跨平台。

3、SOA

面向服务架构,它可以根据需求通过 络对松散耦合的粗粒度应用组件进行分布式部署、组合和使用。服务层是SOA的基础,可以直接被应用调用,从而有效控制系统中与软件代理交互的人为依赖性。

SOA是一种粗粒度、松耦合服务架构,服务之间通过简单、精确定义接口进行通讯,不涉及底层编程接口和通讯模型。SOA可以看作是B/S模型、XML(标准通用标记语言的子集)/Web Service技术之后的自然延伸。

4、REST 和 SOAP、RPC 有何区别呢strong>

没什么太大区别,他们的本质都是提供可支持分布式的基础服务,最大的区别在于他们各自的的特点所带来的不同应用场景 。

五、RPC框架需要解决的问题h2>

1、如何确定客户端和服务端之间的通信协议p>

2、如何更高效地进行 络通信p>

3、服务端提供的服务如何暴露给客户端p>

4、客户端如何发现这些暴露的服务p>

5、如何更高效地对请求对象和响应结果进行序列化和反序列化操作p>

六、RPC的实现基础h2>

1、需要有非常高效的 络通信,比如一般选择Netty作为 络通信框架;

2、需要有比较高效的序列化框架,比如谷歌的Protobuf序列化框架;

3、可靠的寻址方式(主要是提供服务的发现),比如可以使用Zookeeper来注册服务等等;

4、如果是带会话(状态)的RPC调用,还需要有会话和状态保持的功能;

七、RPC使用了哪些关键技术h2>

1、动态代理

生成Client Stub(客户端存根)和Server Stub(服务端存根)的时候需要用到Java动态代理技术,可以使用JDK提供的原生的动态代理机制,也可以使用开源的:CGLib代理,Javassist字节码生成技术。

2、序列化和反序列化

在 络中,所有的数据都将会被转化为字节进行传送,所以为了能够使参数对象在 络中进行传输,需要对这些参数进行序列化和反序列化操作。

  • 序列化:把对象转换为字节序列的过程称为对象的序列化,也就是编码的过程。

  • 反序列化:把字节序列恢复为对象的过程称为对象的反序列化,也就是解码的过程。

目前比较高效的开源序列化框架:如Kryo、FastJson和Protobuf等。

3、NIO通信

出于并发性能的考虑,传统的阻塞式 IO 显然不太合适,因此我们需要异步的 IO,即 NIO。Java 提供了 NIO 的解决方案,Java 7 也提供了更优秀的 NIO.2 支持。可以选择Netty或者MINA来解决NIO数据传输的问题。

4、服务注册中心

可选:Redis、Zookeeper、Consul 、Etcd。一般使用ZooKeeper提供服务注册与发现功能,解决单点故障以及分布式部署的问题(注册中心)。

八、主流RPC框架有哪些

1、RMI

利用java.rmi包实现,基于Java远程方法协议(Java Remote Method Protocol) 和java的原生序列化。

2、Hessian

是一个轻量级的remoting onhttp工具,使用简单的方法提供了RMI的功能。 基于HTTP协议,采用二进制编解码。

3、protobuf-rpc-pro

是一个Java类库,提供了基于 Google 的 Protocol Buffers 协议的远程方法调用的框架。基于 Netty 底层的 NIO 技术。支持 TCP 重用/ keep-alive、SSL加密、RPC 调用取消操作、嵌入式日志等功能。

4、Thrift

是一种可伸缩的跨语言服务的软件框架。它拥有功能强大的代码生成引擎,无缝地支持C + +,C#,Java,Python和PHP和Ruby。thrift允许你定义一个描述文件,描述数据类型和服务接口。依据该文件,编译器方便地生成RPC客户端和服务器通信代码。

最初由facebook开发用做系统内个语言之间的RPC通信,2007年由facebook贡献到apache基金 ,现在是apache下的opensource之一 。支持多种语言之间的RPC方式的通信:php语言client可以构造一个对象,调用相应的服务方法来调用java语言的服务,跨越语言的C/S RPC调用。底层通讯基于SOCKET。

5、Avro

出自Hadoop之父Doug Cutting, 在Thrift已经相当流行的情况下推出Avro的目标不仅是提供一套类似Thrift的通讯中间件,更是要建立一个新的,标准性的云计算的数据交换和存储的Protocol。支持HTTP,TCP两种协议。

6、Dubbo

Dubbo是 阿里巴巴公司开源的一个高性能优秀的服务框架,使得应用可通过高性能的 RPC 实现服务的输出和输入功能,可以和 Spring框架无缝集成。

九、RPC的实现原理架构图

也就是说两台服务器A,B,一个应用部署在A服务器上,想要调用B服务器上应用提供的函数/方法,由于不在一个内存空间,不能直接调用,需要通过 络来表达调用的语义和传达调用的数据。

比如说,A服务器想调用B服务器上的一个方法:

User getUserByName(String userName)

1、建立通信

首先要解决通讯的问题:即A机器想要调用B机器,首先得建立起通信连接。

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。

通常这个连接可以是按需连接(需要调用的时候就先建立连接,调用结束后就立马断掉),也可以是长连接(客户端和服务器建立起连接之后保持长期持有,不管此时有无数据包的发送,可以配合心跳检测机制定期检测建立的连接是否存活有效),多个远程过程调用共享同一个连接。

2、服务寻址

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,如何连接到B服务器(如主机或IP地址)以及特定的端口,方法的名称名称是什么。

通常情况下我们需要提供B机器(主机名或IP地址)以及特定的端口,然后指定调用的方法或者函数的名称以及入参出参等信息,这样才能完成服务的一个调用。

可靠的寻址方式(主要是提供服务的发现)是RPC的实现基石,比如可以采用Redis或者Zookeeper来注册服务等等。

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