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RPC：Remote Procedure Call(遠端過程調用)是指遠端過程調用，也就是說兩台伺服器A，B，一個應用程式部署在A伺服器上，想要調用B伺服器上應用提供的函數/方法，由於不在一個記憶體空間，不能直接調用，需要透過網路來表達調用的語義和傳達調用的資料。
伺服器與伺服器之間的通訊
相同點
不同點
ajax 是使用DNS作為定址服務取得網域所對應的ip位址，瀏覽器拿到ip位址之後發送請求取得資料。
RPC一般是在內網路裡面互相請求，所以它一般不用DNS做尋址服務。因為在內網，所以可以使用規定的id或一個虛擬vip，例如v5:8001，然後到尋址伺服器取得v5所對應的ip位址。
ajax使用http協議，它是一個文字協議，我們互動資料的時候檔案格式要不是html，要嘛是json對象，使用json的時候就是key-value的形式。
RPC採用二進位協定。採用二進位傳輸，它傳輸的包是這樣子的[0001 0001 0111 0110 0010]，裡面都是二進制，一般採用那幾位表示一個字段，比如前6位是一個字段，依次類推。
這樣就不需要http傳送json物件裡面的key，所以有更小的資料體積。
因為傳輸的是二進制，更適合於電腦來理解，文字協定更適合人類理解，所以電腦去解讀各個欄位的耗時是比文字協定少很多的。
RPC採用二進位有更小的資料體積，及更快的解讀速度。
單工通訊：只能客戶端向服務端發送訊息，或只能服務端給客戶端發送訊息
半雙工通訊：在某個時間段內只能客戶端給服務端發送訊息，過了這個時間段服務端可以傳送訊息給客戶端。如果把時間分成很多時間片，在一個時間片內就屬於單工通訊
全雙工通訊：客戶端與服務端能相互通訊
#選擇這三種通訊方式的哪一種主要考慮的因素是：實現難度和成本。全雙工通訊是要比半雙工通訊的成本要高的，在某些場景下還是可以考慮使用半雙工通訊。
ajax是一種半雙工通訊。 http是文字協議，但它底層是tcp協議，http文字在tcp這一層會經歷從二進位資料流到文字的轉換過程。
理解RPC只是在更深入地理解前端技術。
buffer.from: 從已有的資料建立二進位
const buffer1 = Buffer.from('geekbang')
const buffer2 = Buffer.from([0, 1, 2, 3, 4])
buffer.alloc: 建立一個空的二進位
const buffer3 = Buffer.alloc(20)
buffer.write(string, offset): 寫入字串#buffer.writeInt8(value, offset): int8表示二進位8位元( 8位元表示一個位元組)所能表示的整數，offset開始寫入之前要跳過的位元組數。 buffer.writeInt16BE(value, offset): int16(兩個位元組數)，表示16個二進位位元所能表示的整數，即32767。超過這個數程序會報錯。 const buffer = Buffer.from([1, 2, 3, 4]) //// 往第二个字节里面写入12 buffer.writeInt8(12, 1) //
大端BE與小端LE：主要是對於2個以上位元組的資料排列方式不同(writeInt8因為只有一個位元組，所以沒有大端和小端)，大端的話就是低位位址放高位，小端就是低位元位址放低位。如下：
const buffer = Buffer.from([1, 2, 3, 4]) buffer.writeInt16BE(512, 2) //buffer.writeInt16LE(512, 2) //
PC傳輸的二進位是如何表示欄位的呢？現在有二進位套件[00, 00, 00, 00, 00, 00, 00]，我們假定前三個位元組表示一個欄位值，後面兩個表示一個欄位的值，最後兩個也表示一個欄位的值。那寫法如下：
writeInt16BE(value, 0) writeInt16BE(value, 2) writeInt16BE(value, 4)
发现像这样写，不仅要知道写入的值，还要知道值的数据类型，这样就很麻烦。不如json格式那么方便。针对这种情况业界也有解决方案。npm有个库protocol-buffers，把我们写的参数转化为buffer：
// test.proto 定义的协议文件
message Column {
required float num = 1;
required string payload = 2;
}
// index.js
const fs = require('fs')
var protobuf = require('protocol-buffers')
var messages = protobuf(fs.readFileSync('test.proto'))
var buf = messages.Column.encode({
num: 42,
payload: 'hello world'
})
console.log(buf)
//
var obj = messages.Column.decode(buf)
console.log(obj)
// { num: 42, payload: 'hello world' } 服务端代码:
const net = require('net')
const LESSON_DATA = {
136797: '01 | 课程介绍',
136798: '02 | 内容综述',
136799: '03 | Node.js是什么？',
136800: '04 | Node.js可以用来做什么？',
136801: '05 | 课程实战项目介绍',
136803: '06 | 什么是技术预研？',
136804: '07 | Node.js开发环境安装',
136806: '08 | 第一个Node.js程序：石头剪刀布游戏',
136807: '09 | 模块：CommonJS规范',
136808: '10 | 模块：使用模块规范改造石头剪刀布游戏',
136809: '11 | 模块：npm',
141994: '12 | 模块：Node.js内置模块',
143517: '13 | 异步：非阻塞I/O',
143557: '14 | 异步：异步编程之callback',
143564: '15 | 异步：事件循环',
143644: '16 | 异步：异步编程之Promise',
146470: '17 | 异步：异步编程之async/await',
146569: '18 | HTTP：什么是HTTP服务器？',
146582: '19 | HTTP：简单实现一个HTTP服务器'
}
const server = net.createServer(socket => {
// 监听客户端发送的消息
socket.on('data', buffer => {
const lessonId = buffer.readInt32BE()
setTimeout(() => {
// 往客户端发送消息
socket.write(LESSON_DATA[lessonId])
}, 1000)
})
})
server.listen(4000)客户端代码:
const net = require('net')
const socket = new net.Socket({})
const LESSON_IDS = [
'136797',
'136798',
'136799',
'136800',
'136801',
'136803',
'136804',
'136806',
'136807',
'136808',
'136809',
'141994',
'143517',
'143557',
'143564',
'143644',
'146470',
'146569',
'146582'
]
socket.connect({
host: '127.0.0.1',
port: 4000
})
let buffer = Buffer.alloc(4)
buffer.writeInt32BE(LESSON_IDS[Math.floor(Math.random() * LESSON_IDS.length)])
// 往服务端发送消息
socket.write(buffer)
// 监听从服务端传回的消息
socket.on('data', buffer => {
console.log(buffer.toString())
// 获取到数据之后再次发送消息
buffer = Buffer.alloc(4)
buffer.writeInt32BE(LESSON_IDS[Math.floor(Math.random() * LESSON_IDS.length)])
socket.write(buffer)
})以上半双工通信步骤如下：
这样在一个时间端之内，只有一个端往另一个端发送消息，这样就实现了半双工通信。那如何实现全双工通信呢，也就是在客户端往服务端发送消息的同时，服务端还没有消息返回给客户端之前，客户端又发送了一个消息给服务端。
先来看一个场景:
客户端发送了一个id1的请求，但是服务端还来不及返回，接着客户端又发送了一个id2的请求。
等了一个之后，服务端先把id2的结果返回了，然后再把id1的结果返回。
那如何结果匹配到对应的请求上呢？
如果按照时间顺序，那么id1的请求对应了id2的结果，因为id2是先返回的；id2的请求对应了id1的结果，这样就导致请求包和返回包错位的情况。
怎么办呢？
我们可以给请求包和返回包都带上序号，这样就能对应上。
客户端代码:
socket.on('data', buffer => {
// 包序号
const seqBuffer = buffer.slice(0, 2)
// 服务端返回的内容
const titleBuffer = buffer.slice(2)
console.log(seqBuffer.readInt16BE(), titleBuffer.toString())
})
// 包序号
let seq = 0
function encode(index) {
// 请求包的长度现在是6 = 2(包序号) + 4(课程id)
buffer = Buffer.alloc(6)
buffer.writeInt16BE(seq)
buffer.writeInt32BE(LESSON_IDS[index], 2)
seq++
return buffer
}
// 每50ms发送一次请求
setInterval(() => {
id = Math.floor(Math.random() * LESSON_IDS.length)
socket.write(encode(id))
}, 50)服务端代码:
const server = net.createServer(socket => {
socket.on('data', buffer => {
// 把包序号取出
const seqBuffer = buffer.slice(0, 2)
// 从第2个字节开始读取
const lessonId = buffer.readInt32BE(2)
setTimeout(() => {
const buffer = Buffer.concat([
seqBuffer,
Buffer.from(LESSON_DATA[lessonId])
])
socket.write(buffer)
// 这里返回时间采用随机的，这样就不会按顺序返回，就可以测试错位的情况
}, 10 + Math.random() * 1000)
})
})如果我们这样发送请求:
for (let i = 0; i < 100; i++) {
id = Math.floor(Math.random() * LESSON_IDS.length)
socket.write(encode(id))
}我们发现服务端接收到的信息如下:
这是因为TCP自己做的一个优化，它会把所有的请求包拼接在一起，这样就会产生粘包的现象。
服务端需要把包进行拆分，拆分成100个小包。
那如何拆分呢？
首先客户端发送的数据包包括两部分：定长的包头和不定长的包体。
包头又分为两部分：包序号及包体的长度。只有知道包体的长度，才能知道从哪里进行分割。
let seq = 0
function encode(data) {
// 正常情况下，这里应该是使用 protocol-buffers 来encode一段代表业务数据的数据包
// 为了不要混淆重点，这个例子比较简单，就直接把课程id转buffer发送
const body = Buffer.alloc(4);
body.writeInt32BE(LESSON_IDS[data.id]);
// 一般来说，一个rpc调用的数据包会分为定长的包头和不定长的包体两部分
// 包头的作用就是用来记载包的序号和包的长度，以实现全双工通信
const header = Buffer.alloc(6); // 包序号占2个字节，包体长度占4个字节，共6个字节
header.writeInt16BE(seq)
header.writeInt32BE(body.length, 2);
// 包头和包体拼起来发送
const buffer = Buffer.concat([header, body])
console.log(`包${seq}传输的课程id为${LESSON_IDS[data.id]}`);
seq++;
return buffer;
}
// 并发
for (let i = 0; i < 100; i++) {
id = Math.floor(Math.random() * LESSON_IDS.length)
socket.write(encode({ id }))
}服务端进行拆包
const server = net.createServer(socket => {
let oldBuffer = null
socket.on('data', buffer => {
// 把上一次data事件使用残余的buffer接上来
if (oldBuffer) {
buffer = Buffer.concat([oldBuffer, buffer])
}
let packageLength = 0
// 只要还存在可以解成完整包的包长
while ((packageLength = checkComplete(buffer))) {
// 确定包的长度后进行slice分割
const package = buffer.slice(0, packageLength)
// 剩余的包利用循环继续分割
buffer = buffer.slice(packageLength)
// 把这个包解成数据和seq
const result = decode(package)
// 计算得到要返回的结果，并write返回
socket.write(encode(LESSON_DATA[result.data], result.seq))
}
// 把残余的buffer记下来
oldBuffer = buffer
})
})checkComplete 函数的作用来确定一个数据包的长度，然后进行分割:
function checkComplete(buffer) {
// 如果包的长度小于6个字节说明只有包头，没有包体，那么直接返回0
if (buffer.length <= 6) {
return 0
}
// 读取包头的第二个字节，取出包体的长度
const bodyLength = buffer.readInt32BE(2)
// 请求包包括包头(6个字节)和包体body
return 6 + bodyLength
}decode对包进行解密:
function decode(buffer) {
// 读取包头
const header = buffer.slice(0, 6)
const seq = header.readInt16BE()
// 读取包体
// 正常情况下，这里应该是使用 protobuf 来decode一段代表业务数据的数据包
// 为了不要混淆重点，这个例子比较简单，就直接读一个Int32即可
const body = buffer.slice(6).readInt32BE()
// 这里把seq和数据返回出去
return {
seq,
data: body
}
}encode把客户端想要的数据转化为二进制返回，这个包同样包括包头和包体，包头又包括包需要包序号和包体的长度。
function encode(data, seq) {
// 正常情况下，这里应该是使用 protobuf 来encode一段代表业务数据的数据包
// 为了不要混淆重点，这个例子比较简单，就直接把课程标题转buffer返回
const body = Buffer.from(data)
// 一般来说，一个rpc调用的数据包会分为定长的包头和不定长的包体两部分
// 包头的作用就是用来记载包的序号和包的长度，以实现全双工通信
const header = Buffer.alloc(6)
header.writeInt16BE(seq)
header.writeInt32BE(body.length, 2)
const buffer = Buffer.concat([header, body])
return buffer
}当客户端收到服务端发送的包之后，同样也要进行拆包，因为所有的包同样都粘在一起了:
因此，客户端也需要拆包，拆包策略与服务端的拆包策略是一致的:
let oldBuffer = null
socket.on('data', buffer => {
// 把上一次data事件使用残余的buffer接上来
if (oldBuffer) {
buffer = Buffer.concat([oldBuffer, buffer])
}
let completeLength = 0
// 只要还存在可以解成完整包的包长
while ((completeLength = checkComplete(buffer))) {
const package = buffer.slice(0, completeLength)
buffer = buffer.slice(completeLength)
// 把这个包解成数据和seq
const result = decode(package)
console.log(`包${result.seq}，返回值是${result.data}`)
}
// 把残余的buffer记下来
oldBuffer = buffer
})到这里就实现了双全工通行，这样客户端和服务端随时都可以往对方发小消息了。
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