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什么是RPC?

RPC是指远程过程调用,也就是说两台服务器A,B,一个应用部署在A服务器上,想要调用B服务器上应用提供的函数/方法,由于不在一个内存空间,不能直接调用,需要通过网络来表达调用的语义和传达调用的数据。

为什么RPC呢?就是无法在一个进程内,甚至一个计算机内通过本地调用的方式完成的需求,比如不同的系统间的通讯,甚至不同的组织间的通讯。由于计算能力需要横向扩展,需要在多台机器组成的集群上部署应用,

RPC的协议有很多,比如最早的CORBA,Java RMI,Web Service的RPC风格,Hessian,Thrift,甚至Rest API。

RabbitMQ怎么实现RPC调用?

Callback Queue

一般在RabbitMQ中做RPC是很简单的。客户端发送请求消息,服务器回复响应的消息。为了接受响应的消息,我们需要在请求消息中发送一个回调队列。可以使用默认的队列(which is exclusive in the java client.):

callbackQueueName = channel.queueDeclare().getQueue();
BasicProperties props = new BasicProperties.Builder().replyTo(callbackQueueName).build();
channel.basicPublish("", "rpc_queue",props,message.getBytes());
// then code to read a response message from the callback_queue...

Message properties

AMQP协议为消息预定义了一组14个属性。

private String contentType;
private String contentEncoding;
private Map<String,Object> headers;
private Integer deliveryMode;
private Integer priority;
private String correlationId;
private String replyTo;
private String expiration;
private String messageId;
private Date timestamp;
private String type;
private String userId;
private String appId;
private String clusterId;

大部分的属性是很少使用的。除了以下几种(其余有兴趣可以自行查看):

  • deliveryMode: 标记消息传递模式,2-消息持久化,其他值-瞬态。
  • contentType:内容类型,用于描述编码的mime-type. 例如经常为该属性设置JSON编码。
  • replyTo:应答,通用的回调队列名称,
  • correlationId:关联ID,方便RPC相应与请求关联。

Correlation Id

在上述方法中为每个RPC请求创建一个回调队列。这是很低效的。幸运的是,一个解决方案:可以为每个客户端创建一个单一的回调队列。

新的问题被提出,队列收到一条回复消息,但是不清楚是那条请求的回复。这是就需要使用correlationId属性了。我们要为每个请求设置唯一的值。然后,在回调队列中获取消息,查看这个属性,关联response和request就是基于这个属性值的。如果我们看到一个未知的correlationId属性值的消息,可以放心的无视它——它不是我们发送的请求。

你可能问道,为什么要忽略回调队列中未知的信息,而不是当作一个失败?这是由于在服务器端竞争条件的导致的。虽然不太可能,但是如果RPC服务器在发送给我们结果后,发送请求反馈前就挂掉了,这有可能会发送未知correlationId属性值的消息。如果发生了这种情况,重启RPC服务器将会重新处理该请求。这就是为什么在客户端必须很好的处理重复响应,RPC应该是幂等的。

Summary

这里写图片描述 RPC的处理流程:

  1. 当客户端启动时,创建一个匿名的回调队列。
  2. 客户端为RPC请求设置2个属性:replyTo,设置回调队列名字;correlationId,标记request。
  3. 请求被发送到rpc_queue队列中。
  4. RPC服务器端监听rpc_queue队列中的请求,当请求到来时,服务器端会处理并且把带有结果的消息发送给客户端。接收的队列就是replyTo设定的回调队列。
  5. 客户端监听回调队列,当有消息时,检查correlationId属性,如果与request中匹配,那就是结果了。

Demo Code

这里采用官网的一个例子来说明,RPC客户端通过RPC调用服务器来计算斐波那契额值。 首先是服务端的代码:

public class RPCServer {
private static final String RPC_QUEUE_NAME = "rpc_queue";

public static void main(String args[]) throws Exception {
ConnectionFactory factory = new ConnectionFactory();
factory.setHost(RabbitConfig.ip);
factory.setPort(RabbitConfig.port);
factory.setUsername(RabbitConfig.username);
factory.setPassword(RabbitConfig.password);

Connection connection = factory.newConnection();
Channel channel = connection.createChannel();

channel.queueDeclare(RPC_QUEUE_NAME,false,false,false,null);
channel.basicQos(1);

QueueingConsumer consumer = new QueueingConsumer(channel);
channel.basicConsume(RPC_QUEUE_NAME, false, consumer);
System.out.println(" [x] Awaiting RPC requests");

while(true){
QueueingConsumer.Delivery delivery = consumer.nextDelivery();
BasicProperties props = delivery.getProperties();
BasicProperties replyProps = new BasicProperties.Builder().correlationId(props.getCorrelationId()).build();
String message = new String(delivery.getBody());
int n = Integer.parseInt(message);
System.out.println(" [.] fib("+message+")");
String repsonse = ""+fib(n);
channel.basicPublish("", props.getReplyTo(), replyProps, repsonse.getBytes());
channel.basicAck(delivery.getEnvelope().getDeliveryTag(), false);
}
}

private static int fib(int n) throws Exception {
if (n == 0) return 0;
if (n == 1) return 1;
return fib(n-1) + fib(n-2);
}
}

RPC客户端:

public class RPCClient {
private Connection connection;
private Channel channel;
private String requestQueueName = "rpc_queue";
private String replyQueueName;
private QueueingConsumer consumer;

public RPCClient() throws IOException, TimeoutException {
ConnectionFactory factory = new ConnectionFactory();
factory.setHost(RabbitConfig.ip);
factory.setPort(RabbitConfig.port);
factory.setUsername(RabbitConfig.username);
factory.setPassword(RabbitConfig.password);

connection = factory.newConnection();
channel = connection.createChannel();

replyQueueName = channel.queueDeclare().getQueue();
consumer = new QueueingConsumer(channel);
channel.basicConsume(replyQueueName, true,consumer);
}

public String call(String message) throws IOException,
ShutdownSignalException, ConsumerCancelledException,
InterruptedException {
String response = null;
String corrId = UUID.randomUUID().toString();

BasicProperties props = new BasicProperties.Builder()
.correlationId(corrId)
.replyTo(replyQueueName)
.build();
channel.basicPublish("", requestQueueName, props, message.getBytes());

while(true){
QueueingConsumer.Delivery delivery = consumer.nextDelivery();
if(delivery.getProperties().getCorrelationId().equals(corrId)){
response = new String(delivery.getBody());
break;
}
}

return response;
}

public void close() throws Exception{
connection.close();
}

public static void main(String args[]) throws Exception{
RPCClient fibRpc = new RPCClient();
System.out.println(" [x] Requesting fib(30)");
String response = fibRpc.call("30");
System.out.println(" [.] Got '"+response+"'");
fibRpc.close();

}
}

参考资料

  1. Remote procedure call (RPC)
  2. 轻松搞定RabbitMQ(七)——远程过程调用RPC
文章目录
  1. 1. 什么是RPC?
  2. 2. RabbitMQ怎么实现RPC调用?
    1. 2.1. Callback Queue
    2. 2.2. Message properties
    3. 2.3. Correlation Id
    4. 2.4. Summary
  3. 3. Demo Code
  4. 4. 参考资料