之前持续分享的几十期阿里Java面试题中，几乎每次必问Dubbo，比如：“如何从0到1设计一个Dubbo的RPC框架”，其实主要考验两点：

你对RPC框架的底层原理掌握程度。以及考验你的整体RPC框架系统设计能力。

RPC和RPC框架

即远端过程呼叫, 主要解决远端通讯间的问题，不需要了解底层网络的通讯机制。

2.RPC框架

RPC框架负责遮蔽底层的传输方式（TCP或者UDP）、序列化方式、以及通讯细节。

实际使用中，并不需要关心底层通讯细节和呼叫过程，让业务端专注于业务程式码的实现。

国内大家熟知的PRC框架，阿里的HSF和Dubbo(开源)

Dubbo的发展由来

比如早期一个应用Java War包，将所有功能都打包，部署在一个单机服务器，呼叫界面也比较方便，不涉及到任何分散式场景。

2.业务规模变大

随着业务的快速发展，业务越来越多、子系统也越来越多时。比如：淘宝的交易系统、商品系统、使用者系统、评价系统...上百个系统的出现。

系统变得越来越复杂，业务程式码依然耦合在一起。比如最早期的淘宝denali工程，包含所有业务系统的程式码，就仅打包部署都需要很长的时间。

并且，随着每个业务线的快速发展，业务程式码耦合在一起，上线后出现问题急需要回滚程式码，拉分支、大量的程式码merge工作，这个过程极其痛苦。

这个时候，你会发现技术已经成了业务的瓶颈，急需把业务单独抽离出来，各自单独部署。

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，急需一种高效的应用程序间的通讯手段来完成这种需求，这就会涉及到分散式远端呼叫。

于是，淘宝就把denali按照业务为单位拆分成了类似这样的系统：UM(UserManger)、SM(ShopManager)..等等几十个工程程式码。

再按照业务为单位，把所有呼叫相关的界面以业务为单元进行拆分：UIC(使用者中心服务)、SIC(店铺中心服务)...等等以业务为单位丛集部署，按照业务提供服务。

所以，RPC的框架来了，阿里内部使用HSF，以及开源的RPC 框架：Dubbo。

RPC框架的核心设计

其实，走到这一步涉及的知识体系非常的多：要求对通讯、远端呼叫、讯息机制等有深入的理解和掌握，要求的都是从理论、硬件级、操作系统级以及所采用的语言的实现都有清楚的理解。

1.RPC框架三个核心角色

1)服务提供者（Server）

对外提供后台服务，将自己的服务资讯，注册到注册中心

2)注册中心（Registry）

用于服务端注册远端服务以及客户端发现服务。

目前主要的注册中心可以借由 zookeeper，eureka，consul，etcd 等开源框架实现。

比如：阿里的Dubbo就是采用zookeeper实现注册中心。

3)服务消费者（Client）

从注册中心获取远端服务的注册资讯，然后进行远端过程呼叫。

2.RPC远端呼叫过程

1）服务呼叫方（client）呼叫以本地呼叫方式呼叫服务；

2）client stub接收到呼叫后负责将方法、引数等组装成能够进行网络传输的讯息体；在Java里就是序列化的过程

3）client stub找到服务地址，并将讯息通过网络传送到服务端；

4）server stub收到讯息后进行解码,在Java里就是反序列化的过程；

5）server stub根据解码结果呼叫本地的服务；

6）本地服务执行处理逻辑；

7）本地服务将结果返回给server stub；

8）server stub将返回结果打包成讯息，Java里的序列化；

9）server stub将打包后的讯息通过网络并发送至消费方

10）client stub接收到讯息，并进行解码, Java里的反序列化；

11）服务呼叫方（client）得到最终结果。

RPC框架的目标就是要2~10这些步骤都封装起来。

RPC框架涉及技术

首先，要解决通讯的问题，主要是通过在客户端和服务器之间建立TCP连线，远端过程呼叫的所有交换的资料都在这个连线里传输。

2.服务定址

1）服务注册

首先需要把服务注册到服务中心。其实就是在注册中心进行一个登记，注册中心储存了该服务的IP、埠、呼叫方式(协议、序列化方式)等。在zookeeper中，进行服务注册，实际上就是在zookeeper中建立了一个znode节点，该节点储存了上面所说的服务资讯。

2）服务发现

服务消费者在第一次呼叫服务时，会通过注册中心找到相应的服务的IP地址列表，并快取到本地，以供后续使用。当消费者呼叫服务时，不会再去请求注册中心，而是直接通过负载均衡算法从IP列表中取一个服务提供者的服务器呼叫服务。

3）注册服务

可靠的定址方式（主要是提供服务的发现）是RPC的实现基石，比如可以zookeeper来实现注册服务等等。

服务提供者启动后主动向服务（注册）中心注册机器ip、埠以及提供的服务列表。服务消费者启动时向服务（注册）中心获取服务提供方地址列表，可实现软负载均衡和Failover。提供者需要定时向注册中心传送心跳，一段时间未收到来自提供者的心跳后，认为提供者已经停止服务，从注册中心上摘取掉对应的服务等等。3.网络传输

资料传输采用什么协议，资料该如何序列化和反序列化

4.NIO通讯

当前很多RPC框架都直接基于netty这一IO通讯框架，比如阿里巴巴的HSF、dubbo，Hadoop Avro，推荐使用Netty 作为底层通讯框架。

5.服务呼叫

比如：B机器进行本地呼叫（通过代理Proxy）之后得到了返回值，此时还需要再把返回值传送回A机器，同样也需要经过序列化操作，然后再经过网络传输将二进位制资料传送回A机器，而当A机器接收到这些返回值之后，则再次进行反序列化操作

总之，要实现一个RPC不算难，难的是实现一个高效能高可靠的RPC框架，后续将剖析Dubbo，看看Dubbo是如何来解决这些难题。

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