《Go語言高級編程》RPC 入門

一、什么是 RPC？

RPC（Remote Procedure Call，遠程過程調用）是分布式系統中不同節點間的通信方式，允許程序像調用本地函數一樣調用遠程服務的方法。
Go 語言的標準庫 net/rpc 提供了基礎的 RPC 實現，基于網絡（如 TCP）通信，支持服務注冊、方法調用和數據編碼。

二、RPC 版 “Hello, World” 示例

1. 服務端實現

// 定義服務類型及方法（需滿足 RPC 規則：公開方法、兩參數、第二參數為指針、返回 error）
type HelloService struct {}func (p *HelloService) Hello(request string, reply *string) error {*reply = "hello:" + requestreturn nil
}func main() {// 注冊服務，方法會被放在 "HelloService" 命名空間下rpc.RegisterName("HelloService", new(HelloService))// 監聽 TCP 連接listener, err := net.Listen("tcp", ":1234")if err != nil {log.Fatal("ListenTCP error:", err)}// 接受單個連接并提供服務conn, err := listener.Accept()if err != nil {log.Fatal("Accept error:", err)}rpc.ServeConn(conn)
}

2. 客戶端實現

func main() {// 撥號連接服務端client, err := rpc.Dial("tcp", "localhost:1234")if err != nil {log.Fatal("dialing:", err)}// 調用服務方法（參數：服務名.方法名、請求參數、響應指針）var reply stringerr = client.Call("HelloService.Hello", "hello", &reply)if err != nil {log.Fatal(err)}fmt.Println(reply) // 輸出：hello:hello
}

關鍵點說明：

• RPC 方法規則：必須為公開方法（首字母大寫），有兩個可序列化參數，第二參數為指針，返回 error。
• 服務注冊：rpc.RegisterName 將方法注冊到指定命名空間，便于客戶端調用。
• 通信流程：服務端監聽連接，客戶端撥號后通過 Call 方法遠程調用。

三、更安全的 RPC 接口設計

1. 接口規范定義

// 定義服務名、接口和注冊函數，解耦服務實現與調用
const HelloServiceName = "path/to/pkg.HelloService"type HelloServiceInterface interface {Hello(request string, reply *string) error
}func RegisterHelloService(svc HelloServiceInterface) error {return rpc.RegisterName(HelloServiceName, svc)
}

2. 客戶端封裝

// 封裝客戶端接口，簡化調用并提供類型安全保障
type HelloServiceClient struct {*rpc.Client
}// 確保 HelloServiceClient 實現接口
var _ HelloServiceInterface = (*HelloServiceClient)(nil)func DialHelloService(network, address string) (*HelloServiceClient, error) {c, err := rpc.Dial(network, address)if err != nil {return nil, err}return &HelloServiceClient{Client: c}, nil
}func (p *HelloServiceClient) Hello(request string, reply *string) error {return p.Client.Call(HelloServiceName+".Hello", request, reply)
}

3. 客戶端調用（簡化版）

func main() {client, err := DialHelloService("tcp", "localhost:1234")if err != nil {log.Fatal("dialing:", err)}var reply stringerr = client.Hello("hello", &reply)if err != nil {log.Fatal(err)}fmt.Println(reply)
}

優勢：

• 接口隔離：服務端和客戶端通過接口規范解耦，便于團隊分工。
• 類型安全：編譯器確保服務實現和客戶端調用符合接口定義，減少錯誤。
• 可維護性：服務名和方法名通過常量管理，避免硬編碼。

四、跨語言 RPC（基于 JSON 編碼）

Go 標準庫默認使用 gob 編碼（Go 特有），若需跨語言調用，可改用 JSON 編碼：

1. 服務端（JSON 版本）

func main() {rpc.RegisterName("HelloService", new(HelloService))listener, err := net.Listen("tcp", ":1234")if err != nil {log.Fatal("ListenTCP error:", err)}// 支持多個連接，每個連接使用 JSON 編解碼器for {conn, err := listener.Accept()if err != nil {log.Fatal("Accept error:", err)}go rpc.ServeCodec(jsonrpc.NewServerCodec(conn))}
}

2. 客戶端（JSON 版本）

func main() {// 手動建立 TCP 連接conn, err := net.Dial("tcp", "localhost:1234")if err != nil {log.Fatal("net.Dial:", err)}// 使用 JSON 編解碼器創建客戶端client := rpc.NewClientWithCodec(jsonrpc.NewClientCodec(conn))var reply stringerr = client.Call("HelloService.Hello", "hello", &reply)if err != nil {log.Fatal(err)}fmt.Println(reply)
}

3. 數據格式（JSON）

• 請求格式：{"method":"服務名.方法名","params":["參數"],"id":調用編號}
  示例：{"method":"HelloService.Hello","params":["hello"],"id":0}
• 響應格式：{"id":編號,"result":"結果","error":錯誤信息}
  示例：{"id":0,"result":"hello:hello","error":null}

跨語言原理：

通過標準 JSON 格式交換數據，任何支持 JSON 解析的語言（如 Python、Java）都可按此格式調用 Go 的 RPC 服務。

五、基于 HTTP 的 RPC

將 RPC 服務架設在 HTTP 協議上，便于與 Web 系統集成：

服務端實現

func main() {rpc.RegisterName("HelloService", new(HelloService))// 在 HTTP 路徑 /jsonrpc 處理 RPC 請求http.HandleFunc("/jsonrpc", func(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {// 構造 IO 讀寫器，適配 HTTP 請求和響應var conn io.ReadWriteCloser = struct {io.Writerio.ReadCloser}{ReadCloser: r.Body,Writer:     w,}rpc.ServeRequest(jsonrpc.NewServerCodec(conn))})http.ListenAndServe(":1234", nil)
}

客戶端調用（通過 curl）

curl localhost:1234/jsonrpc -X POST \--data '{"method":"HelloService.Hello","params":["hello"],"id":0}'

優勢：

• 兼容性強：HTTP 是互聯網標準協議，支持瀏覽器、API 網關等多種客戶端。
• 易于調試：可直接通過瀏覽器或 curl 工具測試 RPC 接口。

六、核心概念總結

1. RPC 本質：封裝網絡通信，使遠程調用像本地函數調用一樣簡單。
2. Go RPC 關鍵組件：
   • 服務注冊：rpc.RegisterName 綁定服務名與方法。
   • 編解碼器：默認 gob，跨語言可用 jsonrpc。
   • 連接處理：ServeConn（單連接）、ServeCodec（多連接）。
3. 設計原則：
   • 接口與實現分離，通過規范解耦服務端與客戶端。
   • 跨語言場景優先使用標準格式（如 JSON）編碼數據。