之前分享了如何从0到1设计一个MQ消息队列，今天讲的是《如何从0到1设计一个DubboRPC框架》，重点测试：你对RPC框架底层原理的掌握程度。并考验你整体的RPC框架系统设计能力。RPC及RPC框架1、RPC（RemoteProcedureCall）是一种远程过程调用，主要解决远程通信的问题，不需要了解底层网络的通信机制。2.RPC框架RPC框架负责屏蔽底层传输方式（TCP或UDP）、序列化方式、通信细节。在实际使用中，无需关心底层通信和调用过程的细节，让业务方专注于业务代码的实现。国内知名的PRC框架，阿里的HSF和Dubbo（开源）Dubbo发展的由来1.业务规模小。例如，早期的一个应用JavaWar包，将所有功能打包，部署在单机服务器上。调用接口也比较方便。不涉及任何分布式场景。2、业务规模变大随着业务的快速发展，业务越来越多，子系统也越来越多。例如：淘宝的交易系统、商品系统、用户系统、评价系统……涌现了上百个系统。系统越来越复杂，业务代码还是耦合在一起。比如最早的淘宝denali项目，包含了所有业务系统的代码，打包部署时间很长。而且随着各个业务线的快速发展，业务代码耦合在一起。上线后，急需回滚代码，拉分支，合并大量代码。这个过程非常痛苦。这时候你会发现技术已经成为业务的瓶颈，急需将业务分离出来，分别部署。3、Dubbo和HSF的出现应用系统一旦涉及到拆分部署，问题就来了。迫切需要一种有效的应用程序之间的通信方式来满足这一要求，这涉及到分布式远程调用。于是，淘宝把denali按照业务单元拆分成了这样的系统：UM（UserManger），SM（ShopManager）..和几十个工程代码。然后根据业务单元，将所有调用相关接口划分为业务单元：UIC（用户中心服务）、SIC（门店中心服务）等，基于业务单元集群部署，按照业务单元提供服务商业。于是，RPC框架就来了。阿里内部使用HSF，开源的RPC框架：Dubbo。RPC框架的核心设计前面mikechen提到了RPC的核心目标：主要是解决分布式系统中服务之间的调用问题。其实这一步涉及的知识体系很多：需要对通信、远程调用、消息机制等有深刻的理解和掌握，从理论、硬件层面、操作系统层面和语言层面都需要用过的。实现方式很清楚。一、RPC框架的三大核心作用1）服务提供者（Server）对外提供后台服务，并将自己的服务信息注册到注册中心2）注册中心用于服务端注册远程服务和客户端发现服务。目前主要注册中心可以通过zookeeper、eureka、consul等开源框架实现。例如：阿里的Dubbo使用zookeeper实现注册中心。3）服务消费者（Client）从注册中心获取远程服务的注册信息，然后进行远程过程调用。2、RPC远程调用流程1）服务调用者（客户端）在本地调用服务；2）cli??entstub接到调用后，负责将方法、参数等组装成可以在网络上传输的消息体；在Java中，就是序列化过程3）clientstub找到服务地址，通过网络向server发送消息；4）服务器存根收到消息后进行解码，也就是Java中的反序列化过程；5)serverstub根据解码结果对消息进行解码调用本地服务；6）本地服务执行处理逻辑；7）本地服务将结果返回给服务器存根；8）服务器存根将返回结果打包成消息，用Java序列化；9)serverstub对打包后的消息进行打包10)clientstub接收消息，解码，Java反序列化；11）服务调用者（客户端）得到最终结果。RPC框架的目标是对步骤2到10进行封装。RPC框架涉及到的技术1.建立通信首先解决通信问题，主要是通过在客户端和服务器之间建立一个TCP连接，所有远程的数据交换过程调用在此连接中传输。2、服务寻址1）服务注册首先需要向服务中心注册服务。其实就是在注册中心的一个注册，里面存放着服务的IP，端口，调用方式（协议，序列化方式）等。在zookeeper中，服务注册其实就是在zookeeper中创建一个znode节点，里面存放着上述服务信息。2）服务发现当服务消费者第一次调用服务时，会通过注册中心找到对应服务的IP地址列表，并缓存到本地以供后续使用。当消费者调用服务时，不会再次请求注册中心，而是通过负载均衡算法直接从IP列表中选择服务提供者的服务器来调用服务。3）注册服务的可靠寻址方式（主要提供服务发现）是RPC实现的基石。比如可以使用zookeeper来实现注册服务等。服务提供者启动后，主动向服务（注册）中心注册机器ip、端口和提供的服务列表。服务消费者启动时，从服务（注册）中心获取服务提供者的地址列表，可以实现软负载均衡和故障转移。提供者需要定期向注册中心发送心跳。一段时间后没有收到提供者的心跳，则认为提供者停止了服务，相应的服务从注册中心下架等。3.网络传输数据使用什么协议，如何传输对数据进行序列化和反序列化4、很多NIO通信的RPC框架都是直接基于netty的IO通信框架，比如阿里巴巴的HSF、dubbo、HadoopAvro，推荐使用Netty作为底层通信框架。5.服务调用例如：机器B在本地调用（通过proxy代理）后得到一个返回值，此时需要将返回值传回给机器A，机器A也需要序列化，然后通过网络将二进制数据传回给A机器，当A机器收到这些返回值后，会再次进行反序列化操作。总之，实现RPC并不难。更深入的理解可以参考Dubbo源码分析，看看Dubbo是如何解决这些问题的。作者简介：mikechen，十余年BAT架构经验，资深技术专家，曾就职于阿里、淘宝、百度。关注作者公众号：回复【架构】，可查看mikechen原创300期+BAT架构技术系列文章和大厂面试题1000+答案合集。
