Go 语言：如何通过 RPC 来实现跨平台服务！

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发布于: 1 小时前

什么是 RPC 服务

RPC（Remote Procedure Call）远程过程调用，是在分布式系统中，不同节点之间的一种调用方式，可以理解为，在 A 服务器上，调用 B 服务器上应用提供的函数/方法，RPC 由客户端发起，调用服务端的方法进行通信，然后服务端把结果再返回给客户端。

RPC 的核心点有两个：通信协议和序列化。序列化和反序列化是一种把传输数据进行编码和解码的方式，常见的编解码方式有 JSON、Protobuf 等。

RPC 调用的流程：（图片来自百度百科）

客户端调用客户端句柄，并把参数传给客户端句柄
客户端句柄将参数打包编码
客户端本地系统发送信息到服务器
服务器系统将信息发送到服务端句柄
服务端句柄解析信息（解码）
服务端句柄调用真正的服务端程序
服务端处理后，通过同样的方式，再把结果返回给客户端

网络通信一般是通过 Socket 通信。

Go 语言 RPC 简单入门

在 Go SDK 中，内置了 net/rpc 包来实现 RPC。net/rpc 包提供了通过网络访问服务端对象方法的能力。

我们通过一个加法运行来展示 RPC 的调用，服务端示例：

server/math_server.go

package server
type MathService struct {}
type Args struct {  A, B int}
func (m *MathService) Add(args Args, reply *int) error {  *reply = args.A + args.B  return nil}

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上面代码中：

定义了一个 MathService，表示一个远程服务对象；
Args 结构体表示参数；
Add 方法实现了加法功能，结果通过 replay 指针变量返回。

有了这个服务对象，就可以把它注册到暴露的服务列表中，来提供其他客户端的使用。注册 RPC 服务对象，通过 RegisterName 方法即可，代码如下：

server_main.go

package main
import (  "log"  "net"  "net/rpc"  "rpctest/server")
func main() {  rpc.RegisterName("MathService", new(server.MathService))  l, err := net.Listen("tcp", ":8088") //注意 “：” 不要忘了写  if err != nil {    log.Fatal("listen error", err)  }  rpc.Accept(l)}

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上面代码中：

通过 RegisterName 函数注册了一个服务对象，该函数有两个参数：
服务名称，客户端调用时所使用（MathService）
服务对象，也就是 MathService 这个结构体
通过 net.Listen 函数建立一个 TCP 链接，在 8088 端口进行监听；
最后通过 rpc.Accept 函数在该 TCP 链接上提供 MathService 这个 RPC 服务。如此，客户端便可看到 MathService 这个服务以及它的 Add 方法了。

net/rpc 提供的 RPC 框架，要想把一个对象注册为 RPC 服务，可以让客户端远程访问，那么该对象（类型）的方法必须满足如下条件：

方法的类型是可导出的（公开的）；
方法本身也是可导出的；
方法必须有 2 个参数，并且参数类型是可导出或者内建的；
方法必须返回一个 error 类型。

总结就是：

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

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此处 T1、T2 都是可以被 encoding/gob 序列化的。

第一个参数 argType 是调用者（客户端）提供的；
第二个参数 replyType 是返回给调用者结果，必须是指针类型。

我们完成了 RPC 服务，接下来继续完成客户端的调用：

client_main.go

package main
import (  "fmt"  "log"  "net/rpc"  "rpctest/server")
func main() {  client, err := rpc.Dial("tcp", "localhost:8088")  if err != nil {    log.Fatal("dialing")  }  args := server.Args{A: 1, B: 2}  var reply int  err = client.Call("MathService.Add", args, &reply)  if err != nil {    log.Fatal("MathService.Add error", err)  }  fmt.Printf("MathService.Add: %d+%d=%d", args.A, args.B, reply)}

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上面代码中：
通过 rpc.Dial 函数建立 TCP 链接，注意的是这里的 IP、端口要和 RPC 服务提供的一致；
准备远程方法需要的参数，此处为示例中的 args 和 reply；
通过 Call 方法调用远程的 RPC 服务；
Call 方法有 3 个参数，它们的作用：
调用的远程方法的名字，此处为 MathService.Add，点前面的部分是注册的服务的名称，点后面的部分是该服务的方法；
客户端为了调用远程方法提供的参数，示例中是 args；
为了接收远程方法返回的结果，必须是一个指针，此处为示例中的 &replay 。

服务端和客户端我们已经完成，整体目录结构：

接下来开始运行：

先运行服务端程序，提供 RPC 服务：

go run server_main.go

再运行客户端程序，调用 RPC ：

go run client_main.go

运行结果：

MathService.Add: 1+2=3

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看到如上结果，说明 RPC 调用成功！✿✿ヽ(°▽°)ノ✿

基于 HTTP 的 RPC

RPC 除了可以通过 TCP 协议调用之外，还可以通过 HTTP 协议进行调用，还是通过内置的 net/rpc 包便可调用，我们将上门的代码改成 HTTP 协议的调用，服务端代码：

server_main.go

func main() {   rpc.RegisterName("MathService", new(server.MathService))   rpc.HandleHTTP()//新增的   l, err := net.Listen("tcp", ":8088")   if err != nil {      log.Fatal("listen error:", err)   }   http.Serve(l, nil)//换成http的服务}

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客户端部分代码修改：

client_main.go

func main()  {   client, err := rpc.DialHTTP("tcp",  "localhost:8088")   //此处省略其他没有修改的代码}

复制代码

修改完成后，我们分别运行服务端和客户端，结果和 tcp 连接时是一样的。

调试的 URL

net/rpc 包提供的 HTTP 协议的 RPC 还有一个调试的 URL，运行服务端代码后，在浏览器中访问 http://localhost:8088/debug/rpc 回车，即可看到服务端注册的 RPC 服务，以及每个服务的方法，如图：

如图，注册的 RPC 服务、方法的签名、已经被调用的次数都可以看到。

JSON RPC 跨平台通信

上面实现的 RPC 服务是基于 gob 编码的，这种编码在跨语言调用的时候比较困难，但是在 RPC 服务的实现者和调用者往往都可能是不同的编程语言，因此我们实现的 RPC 服务要支持多语言的调用。

TCP 的 JSON RPC

要实现跨语言的 RPC 服务，核心在于选择一个通用的编码，比如常用的 JSON。在 Go 语言中，只需要使用 net/rpc/jsonrpc 包便可实现一个 JSON RPC 服务。

我把上面的示例改造成支持 JSON 的 RPC 服务，服务端代码如下：

server_main.go

func main() {  rpc.RegisterName("MathService", new(server.MathService))  l, err := net.Listen("tcp", ":8088")  if err != nil {    log.Fatal("listen error:", err)  }  for {    conn, err := l.Accept()    if err != nil {      log.Println("jsonrpc.Serve: accept:", err.Error())      return    }    //json rpc    go jsonrpc.ServeConn(conn)  }}

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上面的代码中，对比 gob 编码的 RPC 服务，JSON 的 RPC 服务是把链接交给了 jsonrpc.ServeConn 这个函数处理，达到了基于 JSON 进行 RPC 调用的目的。

JSON RPC 的客户端代码修改的部分如下所示：

client_main.go

func main()  {   client, err := jsonrpc.Dial("tcp",  "localhost:8088")   //省略了其他没有修改的代码}

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只需要把建立链接的 Dial 方法换成 jsonrpc 包中的即可。

HTTP 的 JSON RPC

Go 语言内置的 jsonrpc 并没有实现基于 HTTP 的传输，这里参考 gob 编码的 HTTP RPC 实现方式，来实现基于 HTTP 的 JSON RPC 服务。

server_main.go

func main() {   rpc.RegisterName("MathService", new(server.MathService))   //注册一个path，用于提供基于http的json rpc服务   http.HandleFunc(rpc.DefaultRPCPath, func(rw http.ResponseWriter, r *http.Request) {      conn, _, err := rw.(http.Hijacker).Hijack()      if err != nil {         log.Print("rpc hijacking ", r.RemoteAddr, ": ", err.Error())         return      }      var connected = "200 Connected to JSON RPC"      io.WriteString(conn, "HTTP/1.0 "+connected+"\n\n")      jsonrpc.ServeConn(conn)   })   l, err := net.Listen("tcp", ":8088")   if err != nil {      log.Fatal("listen error:", err)   }   http.Serve(l, nil)//换成http的服务}

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上面代码实现基于 HTTP 协议的核心，使用 http.HandleFunc 注册了一个 path，对外提供基于 HTTP 的 JSON RPC 服务。在这个 HTTP 服务的实现中，通过 Hijack 方法劫持链接，然后转交给 jsonrpc 处理，这样就实现了基于 HTTP 协议的 JSON RPC 服务。

客户端调用代码：

func main()  {     client, err := DialHTTP("tcp",  "localhost:8088")     if err != nil {        log.Fatal("dialing:", err)     }     args := server.Args{A:1,B:2}     var reply int     err = client.Call("MathService.Add", args, &reply)     if err != nil {        log.Fatal("MathService.Add error:", err)     }     fmt.Printf("MathService.Add: %d+%d=%d", args.A, args.B, reply)  }  // DialHTTP connects to an HTTP RPC server at the specified network address  // listening on the default HTTP RPC path.  func DialHTTP(network, address string) (*rpc.Client, error) {     return DialHTTPPath(network, address, rpc.DefaultRPCPath)  }  // DialHTTPPath connects to an HTTP RPC server  // at the specified network address and path.  func DialHTTPPath(network, address, path string) (*rpc.Client, error) {     var err error     conn, err := net.Dial(network, address)     if err != nil {        return nil, err     }     io.WriteString(conn, "GET "+path+" HTTP/1.0\n\n")     // Require successful HTTP response     // before switching to RPC protocol.     resp, err := http.ReadResponse(bufio.NewReader(conn), &http.Request{Method: "GET"})     connected := "200 Connected to JSON RPC"     if err == nil && resp.Status == connected {        return jsonrpc.NewClient(conn), nil     }     if err == nil {        err = errors.New("unexpected HTTP response: " + resp.Status)     }     conn.Close()     return nil, &net.OpError{        Op:   "dial-http",        Net:  network + " " + address,        Addr: nil,        Err:  err,     }  }

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上面代码的核心在于通过建立好的 TCP 链接，发送 HTTP 请求调用远程的 HTTP JSON RPC 服务，这里使用的是 HTTP GET 方法。
分别运行服务端和客户端，就可以看到正确的 HTTP JSON RPC 调用结果了。

上面我们使用的是 Go 语言自带的 RPC 框架，但实际开发中，使用它的情况并不多，比较常用的是 Google 的 gRPC 框架，它是通过 Protobuf 序列化的，基于 HTTP/2 协议的二进制传输，且支持很多编程语言，效率也比较高。我们通过 RPC 的学习，再来学习 gRPC 是很容易入门的。

发布于: 1 小时前阅读数: 4

原文链接:【http://xie.infoq.cn/article/a70d7daa68fa49b5ef3b67af6】。文章转载请联系作者。

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公众号《微客鸟窝》笔者，目前从事web后端开发，涉及语言PHP、golang。获得美国《时代周刊》2006年度风云人物！

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