Java面試題沖刺第十四天–PRC框架

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面試題1：說說你對RPC框架的理解？

  RPC (Remote Procedure Call)即遠程過程調用，是分佈式系統常見的一種通信方法。它允許程序調用另一個地址空間（通常是共享網絡的另一臺機器上）的過程或函數，而不用程序員顯式編碼這個遠程調用的細節。

  除 RPC 之外，常見的多系統數據交互方案還有分佈式消息隊列、HTTP 請求調用、數據庫和分佈式緩存等。

  其中 RPC 和 HTTP 調用是沒有經過中間件的，它們是端到端系統的直接數據交互。

通俗點說

  • RPC就是從一臺機器（客戶端）上通過參數傳遞的方式調用另一臺機器（服務器）上的一個函數或方法（可以統稱為服務）並得到返回的結果。
  • RPC會隱藏底層的通訊細節（不需要直接處理Socket通訊或Http通訊）。
  • 客戶端發起請求，服務器返回響應（類似於Http的工作方式）RPC在使用形式上像調用本地函數（或方法）一樣去調用遠程的函數（或方法）。

追問1：RPC框架實現原理是什麼樣的

在RPC框架中主要有三個角色：提供者、消費者和註冊中心。如下圖所示：

在這裡插入圖片描述

  • 提供者: 暴露服務的服務提供方。
  • 調用者: 調用遠程服務的服務消費方。
  • 註冊中心: 服務註冊與發現的註冊中心。

在這裡插入圖片描述

原理圖如上，也就是說兩臺服務器A，B，一個應用部署在A服務器上，想要調用B服務器上應用提供的函數/方法，由於不在一個內存空間，不能直接調用，需要通過網絡來表達調用的語義和傳達調用的數據。

比如說，A服務器想調用B服務器上的一個方法：Employee getEmployeeByName(String fullName)

RPC整個調用過程，主要經歷如下幾個步驟：

1、建立通信

首先要解決通訊的問題：即A機器想要調用B機器，首先得建立起通信連接。

主要是通過在客戶端和服務器之間建立TCP連接，遠程過程調用的所有交換的數據都在這個連接裡傳輸。連接可以是按需連接，調用結束後就斷掉，也可以是長連接，多個遠程過程調用共享同一個連接。

2、服務尋址

要解決尋址的問題，也就是說，A服務器上的應用怎麼告訴底層的RPC框架，如何連接到B服務器（如主機或IP地址）以及特定的端口，方法的名稱名稱是什麼。

通常情況下我們需要提供B機器（主機名或IP地址）以及特定的端口，然後指定調用的方法或者函數的名稱以及入參出參等信息，這樣才能完成服務的一個調用。

可靠的尋址方式（主要是提供服務的發現）是RPC的實現基石，比如可以采用redis或者zookeeper來註冊服務等等。

在這裡插入圖片描述

  • 從服務提供者的角度看：當提供者服務啟動時，需要自動向註冊中心註冊服務；
  • 當提供者服務停止時，需要向註冊中心註銷服務；
  • 提供者需要定時向註冊中心發送心跳，一段時間未收到來自提供者的心跳後，認為提供者已經停止服務，從註冊中心上摘取掉對應的服務。
  • 從調用者的角度看：調用者啟動時訂閱註冊中心的消息並從註冊中心獲取提供者的地址；
  • 當有提供者上線或者下線時，註冊中心會告知到調用者；
  • 調用者下線時，取消訂閱。

3、網絡傳輸

序列化

當A機器上的應用發起一個RPC調用時，調用方法和其入參等信息需要通過底層的網絡協議如TCP傳輸到B機器，由於網絡協議是基於二進制的，所有我們傳輸的參數數據都需要先進行序列化（Serialize）或者編組（marshal）成二進制的形式才能在網絡中進行傳輸。然後通過尋址操作和網絡傳輸將序列化或者編組之後的二進制數據發送給B機器。

反序列化

當B機器接收到A機器的應用發來的請求之後，又需要對接收到的參數等信息進行反序列化操作（序列化的逆操作），即將二進制信息恢復為內存中的表達方式，然後再找到對應的方法（尋址的一部分）進行本地調用（一般是通過生成代理Proxy去調用,

通常會有JDK動態代理、CGLIB動態代理、Javassist生成字節碼技術等），之後得到調用的返回值。

4、服務調用

B機器進行本地調用（通過代理Proxy）之後得到瞭返回值，此時還需要再把返回值發送回A機器，同樣也需要經過序列化操作，然後再經過網絡傳輸將二進制數據發送回A機器，而當A機器接收到這些返回值之後，則再次進行反序列化操作，恢復為內存中的表達方式，最後再交給A機器上的應用進行相關處理（一般是業務邏輯處理操作）。

面試題2：常見的RPC框架有哪些？

  • Thrift：thrift是一個軟件框架，用來進行可擴展且跨語言的服務的開發。它結合瞭功能強大的軟件堆棧和代碼生成引擎，以構建在 C++, Java, Python, PHP, Ruby, Erlang, Perl, Haskell, C#, Cocoa, JavaScript, Node.js, Smalltalk, and OCaml 這些編程語言間無縫結合的、高效的服務。
  • Dubbo：Dubbo是一個分佈式服務框架，以及SOA治理方案。其功能主要包括：高性能NIO通訊及多協議集成，服務動態尋址與路由，軟負載均衡與容錯，依賴分析與降級等。 Dubbo是阿裡巴巴內部的SOA服務化治理方案的核心框架，Dubbo自2011年開源後，已被許多非阿裡系公司使用。
  • Spring Cloud：Spring Cloud由眾多子項目組成，如Spring Cloud Config、Spring Cloud Netflix、Spring Cloud Consul 等，提供瞭搭建分佈式系統及微服務常用的工具，如配置管理、服務發現、斷路器、智能路由、微代理、控制總線、一次性token、全局鎖、選主、分佈式會話和集群狀態等，滿足瞭構建微服務所需的所有解決方案。Spring Cloud基於Spring Boot, 使得開發部署極其簡單。

面試題3：說說RPC和SOA、SOAP、REST的區別吧

1、REST

可以看著是HTTP協議的一種直接應用，默認基於JSON作為傳輸格式,使用簡單,學習成本低效率高,但是安全性較低。

2、SOAP

SOAP是一種數據交換協議規范,是一種輕量的、簡單的、基於XML的協議的規范。而SOAP可以看著是一個重量級的協議，基於XML、SOAP在安全方面是通過使用XML-Security和XML-Signature兩個規范組成瞭WS-Security來實現安全控制的,當前已經得到瞭各個廠商的支持 。

他主要的優點是：易用、靈活、跨語言、跨平臺。

3、SOA

面向服務架構，它可以根據需求通過網絡對松散耦合的粗粒度應用組件進行分佈式部署、組合和使用。服務層是SOA的基礎，可以直接被應用調用，從而有效控制系統中與軟件代理交互的人為依賴性。

SOA是一種粗粒度、松耦合服務架構，服務之間通過簡單、精確定義接口進行通訊，不涉及底層編程接口和通訊模型。SOA可以看作是B/S模型、XML（標準通用標記語言的子集）/Web Service技術之後的自然延伸。

總結

本篇文章就到這裡瞭，希望能給你帶來幫助，也希望您能夠多多關註WalkonNet的更多內容！

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