微服务和RPC通信

背景

测试同学在写自动化case时遇到了和RPC相关的问题，帮他们解答时顺便理一理自己的思路。记录在这里防止有什么遗漏。

这里使用“2W1H”原则，即从Why -> What -> How的方式来进行分析。如果有哪里写的不对，欢迎指出：）

Why - 为什么要用RPC

RPC（Remote Procedure Call），远程过程调用，顾名思义，最开始用于两台不同的通信之间设备，底层通信协议多为http。

在YoC系统中， 所有线程当然都运行在同一台设备上，依然可以使用RPC架构，将其运用在C/S (Client/Server)间通信。

为什么要使用C/S架构呢？

我们先看函数直接调用，例如main()函数调用加法函数add()执行加法操作，两个函数顺序执行，运行同一个线程中。这个例子中加法函数功能简单，不会出现问题。

但如果是很复杂的函数，比如下面伪代码：

main() { 
    ... fun1();  //执行复杂的操作，需要很长时间执行 
    ... fun2();  //执行复杂的操作，需要很长时间执行 
    ... 
{

如果fun1(), fun2()都需要很复杂的执行过程，整个流程就会卡在这里，等他们执行完成后才能继续往下运行。这样的函数一多，势必会影响整体性能。

此外，在多线程处理环境中，如果有多个main()函数同时运行，意味着多个fun1()和fun2()会同时运行，所以这些函数在实现时为了保证可重入性，一方面需要复杂的保护逻辑，一方面需要通过加锁/释放锁避免访问冲突，再次损失了性能。

而在C/S架构中，Client端负责与用户完成交互任务，Service端负责数据处理。这么做有以下几个好处：

1. 低耦合：不同的Service分布在不同的线程上，减少了不同功能间的相互依赖，提升软件质量
2. 负载均衡：负载均衡其实是QoS里面的一个概念，用在这里形象的解释了其对性能的提升。在上面的例子中，将fun1()/fun2()分别作为两个不同的service, main()函数（相当于Client）通过RPC发送服务请求，不需要等待服务结束就可以往下执行。Client端一般只执行轻量级函数，可以及时反馈用户交互任务，将需要消耗资源和时间的处理都交由Service来执行。
3. 易于设计：在设计微服务时，可以使用任务队列的方式（如下面介绍），将并行访问转换为顺序执行，避免了重入带来的复杂控制和资源保护，提升性能以及软件的鲁棒性。

RPC为C/S架构提供了跨线程通信框架，使得用户可以像访问本地函数一样访问微服务。

What - 什么是RPC

通过刚刚的介绍，我们对微服务/RPC有了大体的了解。一个典型的RPC通信包括如下几个步骤：

Client端通过暴露出来的接口调用Service服务
uService（微服务模块）打包该请求，将任务请求发送到任务队列
serviceTask (服务任务模块）按照先入先出顺序读取任务并实现任务分发
可以看到，YoC上RPC的底层通信机制采用了消息队列。

以media提供的微服务为例，通信框架如下图所示：

上面介绍的RPC通信都是异步通信，即调用方不需要等待服务运行完成就可以继续执行后面的操作。RPC也可以是同步通信，调用方必须要等待被调用接口运行完成后，才能执行后续操作。根据业务需要，客户端可以灵活选择同步或异步通信。

How - RPC是如何实现的

下面以media提供的微服务为例，介绍RPC同步通信是如何在YoC系统上运行的。

流程图如下所示：

整个流程步骤如下（和图中数字所对应）：

1. 启动时，由应用程序（app_main）初始化服务任务线程，以及media微服务
2. 服务任务线程是一个无限循环，不断尝试去消息队列读取任务信息并处理
3. 应用程序发起RPC调用，本例中调用函数是aui_player_get_time
4. RPC调用最终通过微服务，将函数打包成消息，送入消息队列。消息队列采用先进先出的执行顺序
5. 微服务得到返回值，标识消息是否发送成功（注意：这里的返回值和被调用函数是否运行成功并没有关系）
6. 由于是同步通信，客户端需要等待被调用函数执行完成
7. 服务任务线程从消息队列中取到该消息，并进行分发处理
8. 处理后调用真正的执行函数：_get_time
9. 执行后将得到的结果送入rpc_buffer
10. 告知客户端，函数调用已经执行完成
11. 继续去消息队列取消息，处理下一个RPC调用
12. 客户端收到”处理完成“通知后，去rpc_buffer读取执行结果
13. 读到的结果作为最终输出

和同步调用相比，异步调用更加简单，即客户端调用完成后不需要得到RPC调用的结果，也不需要等待。异步调用没有⑥，⑨，⑩，⑫，⑬这5个步骤。

简单介绍就到这里了，具体还需要通过阅读代码加深理解。我也会随着自己的理解加深而更新本篇博文。 如果有问题，欢迎站内信向我咨询。

文章来源：芯片开放社区
文章链接：https://occ.t-head.cn/community/post/detail?spm=a2cl5.14300636.0.0.1b87180fOJm8Ux&id=3785142460343791616