标准库的RPC
RPC是远程调用的简称, 简单的说就是要像调用本地函数一样调用服务器的函数.
Go语言的标准库已经提供了RPC框架和不同的RPC实现.
下面是一个服务器的例子:
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type Echo int
func (t *Echo) Hi(args string, reply *string) error {
*reply = "echo:" + args
return nil
}
func main() {
rpc.Register( new (Echo))
rpc.HandleHTTP()
l, e := net.Listen( "tcp" , ":1234" )
if e != nil {
log.Fatal( "listen error:" , e)
}
http.Serve(l, nil)
}
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其中 rpc.Register
用于注册RPC服务, 默认的名字是对象的类型名字(这里是Echo
). 如果需要指定特殊的名字, 可以用 rpc.RegisterName
进行注册.
被注册对象的类型所有满足以下规则的方法会被导出到RPC服务接口:
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func (t *T) MethodName(argType T1, replyType *T2) error
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被注册对应至少要有一个方法满足这个特征, 否则可能会注册失败.
然后 rpc.HandleHTTP
用于指定 RPC 的传输协议, 这里是采用 http 协议作为RPC调用的载体. 用户也可以用rpc.ServeConn
接口, 定制自己的传输协议.
客户端可以这样调用Echo.Hi
接口:
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func main() {
client, err := rpc.DialHTTP( "tcp" , "127.0.0.1:1234" )
if err != nil {
log.Fatal( "dialing:" , err)
}
var args = "hello rpc"
var reply string
err = client.Call( "Echo.Hi" , args, &reply)
if err != nil {
log.Fatal( "arith error:" , err)
}
fmt.Printf( "Arith: %d*%d=%d\n" , args.A, args.B, reply)
}
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客户端先用rpc.DialHTTP
和RPC服务器进行一个链接(协议必须匹配).
然后通过返回的client
对象进行远程函数调用. 函数的名字是由client.Call
第一个参数指定(是一个字符串).
基于HTTP的RPC调用一般是在调试时使用, 默认可以通过浏览"127.0.0.1:1234/debug/rpc"
页面查看RPC的统计信息.
基于 JSON 的 RPC 调用
在上面的RPC例子中, 我们采用了默认的HTTP协议作为RPC调用的传输载体.
因为内置net/rpc
包接口设计的缺陷, 我们无法使用jsonrpc
等定制的编码作为rpc.DialHTTP
的底层协议. 如果需要让jsonrpc
支持rpc.DialHTTP
函数, 需要调整rpc的接口.
以前有个Issue2738是针对这个问题. 我曾提交的 CL10704046 补丁用于修复这个问题. 不过因为涉及到增加rpc的接口, 官方没有接受(因为自己重写一个DialHTTP
会更简单).
除了传输协议, 还有可以指定一个RPC编码协议, 用于编码/节目RPC调用的函数参数和返回值. RPC调用不指定编码协议时, 默认采用Go语言特有的gob
编码协议.
因为, 其他语言一般都不支持Go语言的gob
协议, 因此如果需要跨语言RPC调用就需要
采用通用的编码协议.
Go的标准库还提供了一个"net/rpc/jsonrpc"
包, 用于提供基于JSON编码的RPC支持.
服务器部分只需要用rpc.ServeCodec
指定json编码协议就可以了:
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func main() {
lis, err := net.Listen( "tcp" , ":1234" )
if err != nil {
return err
}
defer lis.Close()
srv := rpc.NewServer()
if err := srv.RegisterName( "Echo" , new (Echo)); err != nil {
return err
}
for {
conn, err := lis.Accept()
if err != nil {
log.Fatalf( "lis.Accept(): %v\n" , err)
}
go srv.ServeCodec(jsonrpc.NewServerCodec(conn))
}
}
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客户端部分值需要用 jsonrpc.Dial
代替 rpc.Dial
就可以了:
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func main() {
client, err := jsonrpc.DialHTTP( "tcp" , "127.0.0.1:1234" )
if err != nil {
log.Fatal( "dialing:" , err)
}
...
}
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如果需要在其他语言中使用jsonrpc
和Go语言进行通讯, 需要封装一个和jsonrpc
匹配的库.
关于jsonrpc
的实现细节这里就不展开讲了, 感兴趣的话可以参考这篇文章: JSON-RPC: a tale of interfaces.
基于 Protobuf 的 RPC 调用
Protobuf 是 Google 公司开发的编码协议. 它的优势是编码后的数据体积比较小(并不是压缩算法), 比较适合用于命令的传输编码.
Protobuf 官方团队提供 Java/C++/Python 几个语言的支持, Go语言的版本由Go团队提供支持, 其他语言由第三方支持.
Protobuf 的语言规范中可以定义RPC接口. 但是在Go语言和C++版本的Protobuf中都没有生成RPC的实现.
不过作者在 Go语言版本的Protobuf基础上开发了 RPC 的实现 protorpc, 同时提供的 protoc-gen-go
命令可以生成相应的RPC代码. 项目地址: https://code.google.com/p/protorpc/
该实现支持Go语言和C++语言, 在Protobuf官方wiki的第三方RPC实现列表中有介绍:https://code.google.com/p/protobuf/wiki/ThirdPartyAddOns#RPC_Implementations
要使用 protorpc, 需要先在proto文件定义接口(arith.pb/arith.proto
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package arith;
// go use cc_generic_services option
option cc_generic_services = true ;
message ArithRequest {
optional int32 a = 1 ;
optional int32 b = 2 ;
}
message ArithResponse {
optional int32 val = 1 ;
optional int32 quo = 2 ;
optional int32 rem = 3 ;
}
service ArithService {
rpc multiply (ArithRequest) returns (ArithResponse);
rpc divide (ArithRequest) returns (ArithResponse);
}
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protorpc使用cc_generic_services
选择控制是否输出RPC代码. 因此, 需要设置cc_generic_services
为true
.
然后下载 protoc-2.5.0-win32.zip, 解压后可以得到一个 protoc.exe
的编译命令.
然后使用下面的命令获取 protorpc 和对应的 protoc-gen-go
插件.
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go get code.google.com/p/protorpc
go get code.google.com/p/protorpc/protoc-gen-go
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需要确保 protoc.exe
和 protoc-gen-go.exe
都在 $PATH
中. 然后运行以下命令将前面的接口文件转换为Go代码:
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cd arith.pb && protoc --go_out=. arith.proto
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新生成的文件为arith.pb/arith.pb.go
.
下面是基于 Protobuf-RPC 的服务器:
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package main
import (
"errors"
"code.google.com/p/goprotobuf/proto"
"./arith.pb"
)
type Arith int
func (t *Arith) Multiply(args *arith.ArithRequest, reply *arith.ArithResponse) error {
reply.Val = proto.Int32(args.GetA() * args.GetB())
return nil
}
func (t *Arith) Divide(args *arith.ArithRequest, reply *arith.ArithResponse) error {
if args.GetB() == 0 {
return errors.New( "divide by zero" )
}
reply.Quo = proto.Int32(args.GetA() / args.GetB())
reply.Rem = proto.Int32(args.GetA() % args.GetB())
return nil
}
func main() {
arith.ListenAndServeArithService( "tcp" , ":1984" , new (Arith))
}
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其中导入的 "./arith.pb"
的名字为 arith
, 在 arith.pb/arith.proto
文件中定义(这2个可能不同名, 导入时要小心).
arith.ArithRequest
和arith.ArithResponse
是RPC接口的输入和输出参数, 也是在在arith.pb/arith.proto
文件中定义的.
同时生成的还有一个arith.ListenAndServeArithService
函数, 用于启动RPC服务. 该函数的第三个参数是RPC的服务对象, 必须要满足 arith.EchoService
接口的定义.
客户端的使用也很简单, 只要一个 arith.DialArithService
就可以链接了:
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stub, client, err := arith.DialArithService( "tcp" , "127.0.0.1:1984" )
if err != nil {
log.Fatal(`arith.DialArithService( "tcp" , "127.0.0.1:1984" ):`, err)
}
defer client.Close()
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arith.DialArithService
返回了一个 stub
对象, 该对象已经绑定了RPC的各种方法, 可以直接调用(不需要用字符串指定方法名字):
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var args ArithRequest
var reply ArithResponse
args.A = proto.Int32( 7 )
args.B = proto.Int32( 8 )
if err = stub.Multiply(&args, &reply); err != nil {
log.Fatal( "arith error:" , err)
}
fmt.Printf( "Arith: %d*%d=%d" , args.GetA(), args.GetB(), reply.GetVal())
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相比标准的RPC的库, protorpc 由以下几个优点:
- 采用标准的Protobuf协议, 便于和其他语言交互
- 自带的
protoc-gen-go
插件可以生成RPC的代码, 简化使用 - 服务器注册和调用客户端都是具体类型而不是字符串和
interface{}
, 这样可以由编译器保证安全 - 底层采用了
snappy
压缩传输的数据, 提高效率
不足之处是使用流程比标准RPC要繁复(需要将proto转换为Go代码).
C++ 调用 Go 提供的 Protobuf-RPC 服务
protorpc 同时也提供了 C++ 语言的实现.
C++版本的安装如下:
hg clone https://code.google.com/p/protorpc.cxx/
cd protorpc.cxx
- build with cmake
C++ 版本 的 protorpc 对 protoc.exe
扩展了一个
--cxx_out
选项, 用于生成RPC的代码:
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${protorpc_root}/protobuf/bin/protoc --cxx_out=. arith.proto
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注:--cxx_out
选项生成的代码除了RPC支持外, 还有xml的序列化和反序列化支持.
下面是 C++ 的客户端链接 Go 语言版本的 服务器:
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#include "arith.pb.h"
#include <google/protobuf/rpc/rpc_server.h>
#include <google/protobuf/rpc/rpc_client.h>
int main() {
::google::protobuf::rpc::Client client( "127.0.0.1" , 1234 );
service::ArithService::Stub arithStub(&client);
::service::ArithRequest arithArgs;
::service::ArithResponse arithReply;
::google::protobuf::rpc::Error err;
// EchoService.mul
arithArgs.set_a( 3 );
arithArgs.set_b( 4 );
err = arithStub.multiply(&arithArgs, &arithReply);
if (!err.IsNil()) {
fprintf(stderr, "arithStub.multiply: %s\n" , err.String().c_str());
return - 1 ;
}
if (arithReply.c() != 12 ) {
fprintf(stderr, "arithStub.multiply: expected = %d, got = %d\n" , 12 , arithReply.c());
return - 1 ;
}
printf( "Done.\n" );
return 0 ;
}
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详细的使用说明请参考: README.md .
更多的例子请参考: rpcserver.cc
和 rpcclient.cc
总结
Go语言的RPC客户端是一个使用简单, 而且功能强大的RPC库. 基于标准的RPC库我们可以方便的定制自己的RPC实现(传输协议和串行化协议都可以定制).
不过在开发 protorpc 的过程中也发现了net/rpc
包的一些不足之处:
- 内置的
HTTP
协议的RPC的串行化协议和传输协议耦合过于紧密, 用户扩展的协议无法支持内置的HTTP
传输协议(因为rpc.Server
和rpc.Client
接口缺陷导致的问题) rpc.Server
只能注册rpc.ServerCodec
, 而不能注册工厂函数. 而jsonrpc.NewServerCodec
需要依赖先建立链接(conn
参数), 这样导致了HTTP
协议只能支持内置的gob
协议rpc.Client
的问题和rpc.Server
类似
因为Go1需要保证API的兼容性, 因此上述的问题只能希望在未来的Go2能得到改善.