前面几个小节我们介绍了如何基于Socket和HTTP来编写网络应用,通过学习我们了解了Socket和HTTP采用的是类似"信息交换"模式,即客户端发送一条信息到服务端,然后(一般来说)服务器端都会返回一定的信息以表示响应。客户端和服务端之间约定了交互信息的格式,以便双方都能够解析交互所产生的信息。但是很多独立的应用并没有采用这种模式,而是采用类似常规的函数调用的方式来完成想要的功能。 RPC就是想实现函数调用模式的网络化。客户端就像调用本地函数一样,然后客户端把这些参数打包之后通过网络传递到服务端,服务端解包到处理过程中执行,然后执行的结果反馈给客户端。 RPC(Remote Procedure Call Protocol)——远程过程调用协议,是一种通过网络从远程计算机程序上请求服务,而不需要了解底层网络技术的协议。它假定某些传输协议的存在,如TCP或UDP,以便为通信程序之间携带信息数据。通过它可以使函数调用模式网络化。在OSI网络通信模型中,RPC跨越了传输层和应用层。RPC使得开发包括网络分布式多程序在内的应用程序更加容易。 ## [](https://github.com/astaxie/build-web-application-with-golang/blob/master/zh/08.4.md#rpc工作原理)RPC工作原理 [![](https://github.com/astaxie/build-web-application-with-golang/raw/master/zh/images/8.4.rpc.png?raw=true)](https://github.com/astaxie/build-web-application-with-golang/blob/master/zh/images/8.4.rpc.png?raw=true) 图8.8 RPC工作流程图 运行时,一次客户机对服务器的RPC调用,其内部操作大致有如下十步: * 1.调用客户端句柄;执行传送参数 * 2.调用本地系统内核发送网络消息 * 3.消息传送到远程主机 * 4.服务器句柄得到消息并取得参数 * 5.执行远程过程 * 6.执行的过程将结果返回服务器句柄 * 7.服务器句柄返回结果,调用远程系统内核 * 8.消息传回本地主机 * 9.客户句柄由内核接收消息 * 10.客户接收句柄返回的数据 ## [](https://github.com/astaxie/build-web-application-with-golang/blob/master/zh/08.4.md#go-rpc)Go RPC Go标准包中已经提供了对RPC的支持,而且支持三个级别的RPC:TCP、HTTP、JSONRPC。但Go的RPC包是独一无二的RPC,它和传统的RPC系统不同,它只支持Go开发的服务器与客户端之间的交互,因为在内部,它们采用了Gob来编码。 Go RPC的函数只有符合下面的条件才能被远程访问,不然会被忽略,详细的要求如下: * 函数必须是导出的(首字母大写) * 必须有两个导出类型的参数, * 第一个参数是接收的参数,第二个参数是返回给客户端的参数,第二个参数必须是指针类型的 * 函数还要有一个返回值error 举个例子,正确的RPC函数格式如下: ~~~ func (t *T) MethodName(argType T1, replyType *T2) error ~~~ T、T1和T2类型必须能被`encoding/gob`包编解码。 任何的RPC都需要通过网络来传递数据,Go RPC可以利用HTTP和TCP来传递数据,利用HTTP的好处是可以直接复用`net/http`里面的一些函数。详细的例子请看下面的实现 ### [](https://github.com/astaxie/build-web-application-with-golang/blob/master/zh/08.4.md#http-rpc)HTTP RPC http的服务端代码实现如下: ~~~ 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()) } } ~~~ 通过上面的例子可以看到,我们注册了一个Arith的RPC服务,然后通过`rpc.HandleHTTP`函数把该服务注册到了HTTP协议上,然后我们就可以利用http的方式来传递数据了。 请看下面的客户端代码: ~~~ 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) } ~~~ 我们把上面的服务端和客户端的代码分别编译,然后先把服务端开启,然后开启客户端,输入代码,就会输出如下信息: ~~~ $ ./http_c localhost Arith: 17*8=136 Arith: 17/8=2 remainder 1 ~~~ 通过上面的调用可以看到参数和返回值是我们定义的struct类型,在服务端我们把它们当做调用函数的参数的类型,在客户端作为`client.Call`的第2,3两个参数的类型。客户端最重要的就是这个Call函数,它有3个参数,第1个要调用的函数的名字,第2个是要传递的参数,第3个要返回的参数(注意是指针类型),通过上面的代码例子我们可以发现,使用Go的RPC实现相当的简单,方便。 ### [](https://github.com/astaxie/build-web-application-with-golang/blob/master/zh/08.4.md#tcp-rpc)TCP RPC 上面我们实现了基于HTTP协议的RPC,接下来我们要实现基于TCP协议的RPC,服务端的实现代码如下所示: ~~~ 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) } } ~~~ 上面这个代码和http的服务器相比,不同在于:在此处我们采用了TCP协议,然后需要自己控制连接,当有客户端连接上来后,我们需要把这个连接交给rpc来处理。 如果你留心了,你会发现这它是一个阻塞型的单用户的程序,如果想要实现多并发,那么可以使用goroutine来实现,我们前面在socket小节的时候已经介绍过如何处理goroutine。 下面展现了TCP实现的RPC客户端: ~~~ 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) } ~~~ 这个客户端代码和http的客户端代码对比,唯一的区别一个是DialHTTP,一个是Dial(tcp),其他处理一模一样。 ### [](https://github.com/astaxie/build-web-application-with-golang/blob/master/zh/08.4.md#json-rpc)JSON RPC JSON RPC是数据编码采用了JSON,而不是gob编码,其他和上面介绍的RPC概念一模一样,下面我们来演示一下,如何使用Go提供的json-rpc标准包,请看服务端代码的实现: ~~~ 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) } } ~~~ 通过示例我们可以看出 json-rpc是基于TCP协议实现的,目前它还不支持HTTP方式。 请看客户端的实现代码: ~~~ 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) } ~~~ ## [](https://github.com/astaxie/build-web-application-with-golang/blob/master/zh/08.4.md#总结)总结 Go已经提供了对RPC的良好支持,通过上面HTTP、TCP、JSON RPC的实现,我们就可以很方便的开发很多分布式的Web应用,我想作为读者的你已经领会到这一点。但遗憾的是目前Go尚未提供对SOAP RPC的支持,欣慰的是现在已经有第三方的开源实现了。