前面幾個小節(jié)我們介紹了如何基于Socket和HTTP來編寫網絡應用，通過學習我們了解了Socket和HTTP采用的是類似"信息交換"模式，即客戶端發(fā)送一條信息到服務端，然后(一般來說)服務器端都會返回一定的信息以表示響應?？蛻舳撕头斩酥g約定了交互信息的格式，以便雙方都能夠解析交互所產生的信息。但是很多獨立的應用并沒有采用這種模式，而是采用類似常規(guī)的函數調用的方式來完成想要的功能。

RPC就是想實現函數調用模式的網絡化。客戶端就像調用本地函數一樣，然后客戶端把這些參數打包之后通過網絡傳遞到服務端，服務端解包到處理過程中執(zhí)行，然后執(zhí)行的結果反饋給客戶端。

RPC（Remote Procedure Call Protocol）——遠程過程調用協(xié)議，是一種通過網絡從遠程計算機程序上請求服務，而不需要了解底層網絡技術的協(xié)議。它假定某些傳輸協(xié)議的存在，如TCP或UDP，以便為通信程序之間攜帶信息數據。通過它可以使函數調用模式網絡化。在OSI網絡通信模型中，RPC跨越了傳輸層和應用層。RPC使得開發(fā)包括網絡分布式多程序在內的應用程序更加容易。

RPC工作原理

http://wiki.jikexueyuan.com/project/go-web-programming/images/8.4.rpc.png" alt="" />

圖8.8 RPC工作流程圖

運行時,一次客戶機對服務器的RPC調用,其內部操作大致有如下十步：

1.調用客戶端句柄；執(zhí)行傳送參數
2.調用本地系統(tǒng)內核發(fā)送網絡消息
3.消息傳送到遠程主機
4.服務器句柄得到消息并取得參數
5.執(zhí)行遠程過程
6.執(zhí)行的過程將結果返回服務器句柄
7.服務器句柄返回結果，調用遠程系統(tǒng)內核
8.消息傳回本地主機
9.客戶句柄由內核接收消息
10.客戶接收句柄返回的數據

Go RPC

Go標準包中已經提供了對RPC的支持，而且支持三個級別的RPC：TCP、HTTP、JSONRPC。但Go的RPC包是獨一無二的RPC，它和傳統(tǒng)的RPC系統(tǒng)不同，它只支持Go開發(fā)的服務器與客戶端之間的交互，因為在內部，它們采用了Gob來編碼。

Go RPC的函數只有符合下面的條件才能被遠程訪問，不然會被忽略，詳細的要求如下：

函數必須是導出的(首字母大寫)
必須有兩個導出類型的參數，
第一個參數是接收的參數，第二個參數是返回給客戶端的參數，第二個參數必須是指針類型的
函數還要有一個返回值error

舉個例子，正確的RPC函數格式如下：

func (t *T) MethodName(argType T1, replyType *T2) error

T、T1和T2類型必須能被encoding/gob包編解碼。

任何的RPC都需要通過網絡來傳遞數據，Go RPC可以利用HTTP和TCP來傳遞數據，利用HTTP的好處是可以直接復用net/http里面的一些函數。詳細的例子請看下面的實現

HTTP RPC

http的服務端代碼實現如下：

package main

import (
    "errors"
    "fmt"
    "net/http"
    "net/rpc"
)

type Args struct {
    A, B int
}

type Quotient struct {
    Quo, Rem int
}

type Arith int

func (t *Arith) Multiply(args *Args, reply *int) error {
    *reply = args.A * args.B
    return nil
}

func (t *Arith) Divide(args *Args, quo *Quotient) error {
    if args.B == 0 {
        return errors.New("divide by zero")
    }
    quo.Quo = args.A / args.B
    quo.Rem = args.A % args.B
    return nil
}

func main() {

    arith := new(Arith)
    rpc.Register(arith)
    rpc.HandleHTTP()

    err := http.ListenAndServe(":1234", nil)
    if err != nil {
        fmt.Println(err.Error())
    }
}

通過上面的例子可以看到，我們注冊了一個Arith的RPC服務，然后通過rpc.HandleHTTP函數把該服務注冊到了HTTP協(xié)議上，然后我們就可以利用http的方式來傳遞數據了。

請看下面的客戶端代碼：

package main

import (
    "fmt"
    "log"
    "net/rpc"
    "os"
)

type Args struct {
    A, B int
}

type Quotient struct {
    Quo, Rem int
}

func main() {
    if len(os.Args) != 2 {
        fmt.Println("Usage: ", os.Args[0], "server")
        os.Exit(1)
    }
    serverAddress := os.Args[1]

    client, err := rpc.DialHTTP("tcp", serverAddress+":1234")
    if err != nil {
        log.Fatal("dialing:", err)
    }
    // Synchronous call
    args := Args{17, 8}
    var reply int
    err = client.Call("Arith.Multiply", args, &reply)
    if err != nil {
        log.Fatal("arith error:", err)
    }
    fmt.Printf("Arith: %d*%d=%d\n", args.A, args.B, reply)

    var quot Quotient
    err = client.Call("Arith.Divide", args, &quot)
    if err != nil {
        log.Fatal("arith error:", err)
    }
    fmt.Printf("Arith: %d/%d=%d remainder %d\n", args.A, args.B, quot.Quo, quot.Rem)

}

我們把上面的服務端和客戶端的代碼分別編譯，然后先把服務端開啟，然后開啟客戶端，輸入代碼，就會輸出如下信息：

$ ./http_c localhost
Arith: 17*8=136
Arith: 17/8=2 remainder 1

通過上面的調用可以看到參數和返回值是我們定義的struct類型，在服務端我們把它們當做調用函數的參數的類型，在客戶端作為client.Call的第2，3兩個參數的類型?？蛻舳俗钪匾木褪沁@個Call函數，它有3個參數，第1個要調用的函數的名字，第2個是要傳遞的參數，第3個要返回的參數(注意是指針類型)，通過上面的代碼例子我們可以發(fā)現，使用Go的RPC實現相當的簡單，方便。

TCP RPC

上面我們實現了基于HTTP協(xié)議的RPC，接下來我們要實現基于TCP協(xié)議的RPC，服務端的實現代碼如下所示：

package main

import (
    "errors"
    "fmt"
    "net"
    "net/rpc"
    "os"
)

type Args struct {
    A, B int
}

type Quotient struct {
    Quo, Rem int
}

type Arith int

func (t *Arith) Multiply(args *Args, reply *int) error {
    *reply = args.A * args.B
    return nil
}

func (t *Arith) Divide(args *Args, quo *Quotient) error {
    if args.B == 0 {
        return errors.New("divide by zero")
    }
    quo.Quo = args.A / args.B
    quo.Rem = args.A % args.B
    return nil
}

func main() {

    arith := new(Arith)
    rpc.Register(arith)

    tcpAddr, err := net.ResolveTCPAddr("tcp", ":1234")
    checkError(err)

    listener, err := net.ListenTCP("tcp", tcpAddr)
    checkError(err)

    for {
        conn, err := listener.Accept()
        if err != nil {
            continue
        }
        rpc.ServeConn(conn)
    }

}

func checkError(err error) {
    if err != nil {
        fmt.Println("Fatal error ", err.Error())
        os.Exit(1)
    }
}

上面這個代碼和http的服務器相比，不同在于:在此處我們采用了TCP協(xié)議，然后需要自己控制連接，當有客戶端連接上來后，我們需要把這個連接交給rpc來處理。

如果你留心了，你會發(fā)現這它是一個阻塞型的單用戶的程序，如果想要實現多并發(fā)，那么可以使用goroutine來實現，我們前面在socket小節(jié)的時候已經介紹過如何處理goroutine。下面展現了TCP實現的RPC客戶端：

package main

import (
    "fmt"
    "log"
    "net/rpc"
    "os"
)

type Args struct {
    A, B int
}

type Quotient struct {
    Quo, Rem int
}

func main() {
    if len(os.Args) != 2 {
        fmt.Println("Usage: ", os.Args[0], "server:port")
        os.Exit(1)
    }
    service := os.Args[1]

    client, err := rpc.Dial("tcp", service)
    if err != nil {
        log.Fatal("dialing:", err)
    }
    // Synchronous call
    args := Args{17, 8}
    var reply int
    err = client.Call("Arith.Multiply", args, &reply)
    if err != nil {
        log.Fatal("arith error:", err)
    }
    fmt.Printf("Arith: %d*%d=%d\n", args.A, args.B, reply)

    var quot Quotient
    err = client.Call("Arith.Divide", args, &quot)
    if err != nil {
        log.Fatal("arith error:", err)
    }
    fmt.Printf("Arith: %d/%d=%d remainder %d\n", args.A, args.B, quot.Quo, quot.Rem)

}

這個客戶端代碼和http的客戶端代碼對比，唯一的區(qū)別一個是DialHTTP，一個是Dial(tcp)，其他處理一模一樣。

JSON RPC

JSON RPC是數據編碼采用了JSON，而不是gob編碼，其他和上面介紹的RPC概念一模一樣，下面我們來演示一下，如何使用Go提供的json-rpc標準包，請看服務端代碼的實現：

package main

import (
    "errors"
    "fmt"
    "net"
    "net/rpc"
    "net/rpc/jsonrpc"
    "os"
)

type Args struct {
    A, B int
}

type Quotient struct {
    Quo, Rem int
}

type Arith int

func (t *Arith) Multiply(args *Args, reply *int) error {
    *reply = args.A * args.B
    return nil
}

func (t *Arith) Divide(args *Args, quo *Quotient) error {
    if args.B == 0 {
        return errors.New("divide by zero")
    }
    quo.Quo = args.A / args.B
    quo.Rem = args.A % args.B
    return nil
}

func main() {

    arith := new(Arith)
    rpc.Register(arith)

    tcpAddr, err := net.ResolveTCPAddr("tcp", ":1234")
    checkError(err)

    listener, err := net.ListenTCP("tcp", tcpAddr)
    checkError(err)

    for {
        conn, err := listener.Accept()
        if err != nil {
            continue
        }
        jsonrpc.ServeConn(conn)
    }

}

func checkError(err error) {
    if err != nil {
        fmt.Println("Fatal error ", err.Error())
        os.Exit(1)
    }
}

通過示例我們可以看出 json-rpc是基于TCP協(xié)議實現的，目前它還不支持HTTP方式。

請看客戶端的實現代碼：

package main

import (
    "fmt"
    "log"
    "net/rpc/jsonrpc"
    "os"
)

type Args struct {
    A, B int
}

type Quotient struct {
    Quo, Rem int
}

func main() {
    if len(os.Args) != 2 {
        fmt.Println("Usage: ", os.Args[0], "server:port")
        log.Fatal(1)
    }
    service := os.Args[1]

    client, err := jsonrpc.Dial("tcp", service)
    if err != nil {
        log.Fatal("dialing:", err)
    }
    // Synchronous call
    args := Args{17, 8}
    var reply int
    err = client.Call("Arith.Multiply", args, &reply)
    if err != nil {
        log.Fatal("arith error:", err)
    }
    fmt.Printf("Arith: %d*%d=%d\n", args.A, args.B, reply)

    var quot Quotient
    err = client.Call("Arith.Divide", args, &quot)
    if err != nil {
        log.Fatal("arith error:", err)
    }
    fmt.Printf("Arith: %d/%d=%d remainder %d\n", args.A, args.B, quot.Quo, quot.Rem)

}

總結

Go已經提供了對RPC的良好支持，通過上面HTTP、TCP、JSON RPC的實現,我們就可以很方便的開發(fā)很多分布式的Web應用，我想作為讀者的你已經領會到這一點。但遺憾的是目前Go尚未提供對SOAP RPC的支持，欣慰的是現在已經有第三方的開源實現了。

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8.4 RPC

RPC工作原理

Go RPC

HTTP RPC

TCP RPC

JSON RPC

總結