背景
后端开发三年有余，陆续接触使用了 springcloud，dubbo，thrift 三种RPC框架。
日常工作中，经常用来不同业务组间进行接口互调。然而只会用，不理解其中的实现原理，导致出了问题或者使用上想自定义扩展，不知从哪着手。所以这一次花时间学习一下RPC框架。
何为RPC
RPC（remote Process Call）即远程服务调用，与本地方法调用比较，是通过跨进程通信来达到调用某个方法。进程间通信，需要通过网络请求。那如何网络传输，以及传输数据序列化，是首要研究的问题。
rpc为什么要用到序列化呢，因为网络传输过程中一直是二进制字节形式，而有状态的对象要在进程间进行传输，则必须进行序列化。
例如以下业务场景：
public class A {
//根据所用的rpc框架提供的引用服务注解
// 例如 dubbo的@Reference
private B b;
public Entity test(Entity e){
return b.doSth(e);
}
}
复制代码A 接口依赖另一个远程服务接口B，调用 test（）方法时，实际会发送网络请求，等待返回结果。
其中 A 发送请求时，带有path(B接口目录路径)，B接口serviceName(接口名称信息)，method(实际调用的方法名)，参数等，组装成一个网络请求发送给远程服务。
远程服务接收到请求，执行相应逻辑，返回数据。看上面的代码，A 接口与B接口交互都是传递了一个类型为 Entity的实体类。
两个问题：
1 A -> B 服务接口通信选择什么网络通信方式
2 Entity 实体对象如何序列化，进行传输
网络协议传输
网络分层，按照 tcp/ip 模型分,通常分成五层
有应用层，传输层，网络层，链路层，和物理层
各层级的功能，以及之间如何协助，如下图所示
从图中可以看出，http是基于tcp实现的协议，单纯的tcp通信是没有http协议头的。 所以在网络上传输的请求，可以有下层没上层，网络传输请求不一定都是带有http头。
rpc框架设计时，有的框架是基于应用层http协议，直接进行网络通信。 例如springCloud，它的远程服务调用可以理解成发送了一个 http请求，它的参数序列化一般也是json格式的。SpringCloud 日常远程接口调试非常方便。
有的是基于传输层，例如tcp协议，自己实现通信。
简单RPC框架，基于 Tcp 传输伪代码：
//provider 服务
ObjectInputStream input = new ObjectInputStream(socket.getInputStream());
//读取方法名
String methodName = input.read();
//参数类型
Class<?>[] parameterTypes = (Class<?>[]) input.readObject();
//参数
Object[] arguments = (Object[]) input.readObject();
Method method = service.getClass().getMethod(methodName, parameterTypes); //找到方法
//方法调用
Object result = method.invoke(service, arguments);
// 返回结果
ObjectOutputStream output = new ObjectOutputStream(socket.getOutputStream());
output.writeObject(result);
------------------------------------------------------------------------
//consumer 服务
//指定 调用的 provider 的 ip 和端口
Socket socket = new Socket(host, port);
ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(socket.getOutputStream());
//传方法名
out.write(method.getName());
//传参数类型
out.writeObject(method.getParameterTypes());
//传参数值
out.writeObject(arguments);
ObjectInputStream input = new ObjectInputStream(socket.getInputStream());
//获取返回值
Object result = input.readObject();
return result;
复制代码在传输层网络传输时，通常使用传统的 Socket 进行 通信。Socket 存在 I/O阻塞，线程模型缺陷以及内存拷贝等问题，有的rpc框架想要通信快且次数较多时，在这层通信协议上优化。如比较有名的 netty，对 Socket 通信编程做了很多方面的优化。dubbo 和 thrift 基于 tcp传输层，就用netty优化Socket通信来做RPC框架通信使用。
Netty 对 Socket 通信编程做了很多方面的优化，具体可以参考下这篇文章，time.geekbang.org/column/arti…
对象序列化
首先，什么是序列化
序列化：对象转换为字节序列的过程
反序列化：字节序列恢复为对象的过程
影响序列化性能的关键因素：序列化后的码流大小（网络宽带的占用），序列化的性能（CPU资源占用），是否支持跨语言。
序列化方式：
1 传统的 JDK 序列化
ObjectOutputStream 对象输出流，它的 writeObject()方法可以对对象进行序列化
ObjectInputStream 对象输入流，它的 readObject() 方法可以反序列化字节流，恢复一个对象。
通常使用时，传输对象实现 Serializable接口，传输过程中，把元信息和对象属性信息，序列化成字节流进行传输。
个人理解，二进制字节流传输，属于对象的裸传输，需要使用java语言中的对应的方法，才能解析，恢复成一个原类型且有原属性状态对象。
2 Json/Xml 序列化协议
{
"name":lily,
"age":"22"
}
复制代码为什么会有这两种格式呢，我觉得首先，他们可读性很好，使用简单，不管什么语言都认识这。序列化过程通常是，一个对象先转换成 Json/Xml格式进行描述，然后序列化成字节流，再进行传输。
数据到达另一进程，可以直接使用，或者可以对它进行相应处理生成相应的对象。
但是XML 不能区分字符串和数字，JSON 不能区分整数和浮点数，如果要转成对象，需要后续程序逻辑来处理。
个人理解，把对象的属性信息展开来，变成一种可读性高的文件格式，在网络上进行传输。
3 Hessian
二进制字节流传输，和传统的JDK序列化相似，只是更加优化对象二进制字节裸传输。
Hessian 专门为面向对象传输设计，它在序列化时，会有自描述注解等信息。相比传统的JDK序列化，序列化之后的数据字节数更小，还包含引用已经序列化的概念，即如果一个对象之前出现过，会直接插入一个R index这样的块来表示一个引用位置。
hessian 还是一个跨语言的序列化方式，这意味着序列化后的数据可以被其他语言使用，例如，java可以和python交互。
与JDK 序列化比较，优化实现，可参考文章 zhuanlan.zhihu.com/p/395262380
个人理解，优化传统的JDK序列化模式，网路传输直接传对象二进制字节流，hessian序列化支持多个语言，多个服务方接收到，可用hessian反序列获得对象。
4 Thrift
thrift 支持丰富的数据类型，还支持定义类信息，用 struct表示，统一使用流转。
类定义：
struct User {
1: i32 id,
2: string name
}
复制代码通过自身的IDL(接口描述语言) 中间语言进行编译，序列化传输
它们的使用还需要用到配套的编译工具，大家使用一个统一的数据传输格式进行传输。
一般要执行编译命令
thrift -r -gen java *.thrift
复制代码个人理解，定义一个统一的类定义格式，大家统一使用这个类对象。
协议名词解释
之前看dubbo相关技术文档时，有些名词之前一直不理解，现在想想原来是为了方便，是把网络传输协议和序列化协议结合起来，定义的专业名词。
1 dubbo 协议
dubbo框架默认走的协议，序列化用的是 hessian二进制序列化协议，网络协议基于tcp协议传输，用netty单一长链接，进行NIO异步传输。
场景：传输数据量小，消费者多于提供者，并发量大。长连接，建立连接后可以持续发送请求，无须再建立连接。
常规远程服务方法调用。
2 rmi协议
java提供的jDK标准序列化方式，网络传输阻塞式短链接，
3 hessian协议
hessian 服务本身就可以网络数据传输，使用的是http协议。基于hessian二进制序列化协议，用http协议网络传输，连接方式为短连接。适用场景，页面传输，文件传输，或与原生hessian服务互操作
4 http协议
传统页面url点击，数据传输，采用http协议网络传输，短连接，json格式序列化。
5 thrift 协议
thrift 服务本身就可以进行网路传输，thrift 服务里提供 netty，mina等通过tcp协议与各服务建立连接
总结
工作中，公司使用的rpc框架是架构组设计的，名为ditto。阅读设计文档，发现也围绕网络传输和对象序列化进行过技术选型。后续在日常功能需求迭代较快，单个传输协议不能满足的场景限制下，扩展为可支持自己配置协议，同一服务上也支持多种协议使用。
如今的分布式系统，服务间的通信尤为频繁且重要。想要深入了解RPC框架实现原理，服务间的通信原理和通信协议优化，是必定要知道的。