🐼作者简介：一名大三在校生🎋
空有想法，没有实践，难成大事
专栏前言：探索RPC框架的奥秘
简介：在现代软件开发中，随着微服务架构的普及，远程过程调用（RPC）框架成为了连接服务之间通信的桥梁。我有决定开发了一款高性能的RPC框架，它不仅实现了服务之间的高效调用，还集成了关键的服务治理功能，如负载均衡、熔断机制和限流策略，以确保系统的稳定性和可靠性。
核心技术：本项目采用Netty作为其强大的底层通信组件，确保了网络通信的高效与稳定。同时，通过与ZooKeeper的结合，实现了服务的注册与发现，为服务治理提供了坚实的基础。
下面我将提供一个全面的视角，来理解RPC框架的内部工作原理及其在实际开发中的应用。欢迎大家持续关注订阅专栏！！！
四、封装报文
在设计一个 rpc（Remote Procedure Call）远程调用框架时，需要考虑如何对请求和响应数据进行封装、以及编码、解码，以及如何表示调用的方法和参数。此时，我们必须要设计一个私有且通用的私有协议，协议是一种公平对话的模式，有了标准协议调用方和服务提供方就可以互相按照标准进行协商。
1、设计私有协议
我们想发送数据的时候必须遵循一些规范，比如dubbo中就封装了dubbo协议。事实上任何基于tcp上的应用层的通信方式都是一种协议，如下图的http协议，是我们最熟悉不过的应用层协议了：
相对于 HTTP 的而言，rpc 更多的是负责应用间的通信，所以性能要求相对更高。但 HTTP 协议的数据包大小相对请求数据本身要大很多，又需要加入很多无用的内容，比如换行符号、回车符等；还有一个更重要的原因是，HTTP 协议属于无状态协议，客户端无法对请求和响应进行关联，每次请求都需要重新建立连接，响应完成后再关闭连接。因此，对于要求高性能的 rpc 来说，HTTP 协议基本很难满足需求，所以 rpc 会选择设计更紧凑的私有协议。
2、协议结构
我们的项目设计的协议分为 Header（头部）和 Body（主体）两部分。Header 包含协议的元数据，例如消息类型、序列化类型、请求ID 等。Body 包含实际的 yrpc 请求或响应数据。
+-----------------------------------------------+
| Header |
+-----------------------------------------------+
| Body |
+-----------------------------------------------+
Header 结构
Header 可以包含以下字段：
- Magic Number（4 字节）：魔数，用于识别该协议，例如：0xCAFEBABE。
- Version（1 字节）：协议版本号。
- MessageType（1 字节）：消息类型，例如：0x01 表示请求，0x02 表示响应。
- Serialization Type（1 字节）：序列化类型，例如：0x01 表示 JSON，0x02 表示 Protobuf 等。
- Request ID（8 字节）：请求ID，用于标识请求和响应的匹配。
- Body Length（4 字节）：Body 部分的长度。
- head length(4 字节)
Body 结构
Body 的结构取决于具体的 yrpc 请求或响应数据。
对于 yrpc 请求，Body 可以包含以下字段：
- Service Name：被调用的服务名称。
- Method Name：被调用的方法名称。
- Method Arguments：被调用方法的参数列表。
- Method Argument Types：被调用方法参数的类型列表。
对于 yrpc 响应，Body 可以包含以下字段：
- Status Code：响应状态码，例如：0x00 表示成功，0x01 表示失败。
- Error Message：错误信息，当 Status Code 为失败时，包含具体的错误信息。
- Return Value：方法返回值，当 Status Code 为成功时，包含方法调用的返回值。
大致如下：
代码案例如下：
@Test
public void testMessage() throws IOException {
ByteBuf message = Unpooled.buffer();
message.writeBytes("ydl".getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
message.writeByte(1);
message.writeShort(125);
message.writeInt(256);
message.writeByte(1);
message.writeByte(0);
message.writeByte(2);
message.writeLong(251455L);
// 用对象流转化为字节数据
AppClient appClient = new AppClient();
ByteArrayOutputStream outputStream = new ByteArrayOutputStream();
ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(outputStream);
oos.writeObject(appClient);
byte[] bytes = outputStream.toByteArray();
message.writeBytes(bytes);
printAsBinary(message);
}
public static void printAsBinary(ByteBuf byteBuf) {
byte[] bytes = new byte[byteBuf.readableBytes()];
byteBuf.getBytes(byteBuf.readerIndex(), bytes);
String binaryString = ByteBufUtil.hexDump(bytes);
StringBuilder formattedBinary = new StringBuilder();
for (int i = 0; i < binaryString.length(); i += 2) {
formattedBinary.append(binaryString.substring(i, i + 2)).append(" ");
}
System.out.println("Binary representation: " + formattedBinary.toString());
}
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