Удалённые вызовы процедур (RPC) простыми словами: понятия, примеры и варианты использования

Современное программное обеспечение требует использования нескольких машин для полноценной реализации всех возможностей приложения. Программное обеспечение распределяется между серверами, облачными платформами, контейнерами и различными местоположениями. Несмотря на всю эту сложность, разработчики хотят, чтобы системы взаимодействовали удаленно так же просто, как при вызове локальной функции. Именно в этом и заключается цель удаленных вызовов процедур (RPC).

В этой статье мы расскажем, что такое RPC, как оно работает, а также приведем примеры и сценарии использования.

Что такое RPC (удалённый вызов процедур)?

Удалённый вызов процедур (RPC) — это метод взаимодействия, позволяющий удалённо выполнять функцию или процедуру на другом компьютере так, как если бы это делалось локально.

Вот как это работает:

• Программа вызывает функцию.
• Функция фактически выполняется на другом компьютере.
• Результат возвращается так, как если бы функция выполнялась на вашем компьютере.

RPC устраняет сложности сетевого взаимодействия для разработчиков, которые проявляются в форматировании, передаче данных и обработке ответов.

Почему разработчикам нужен RPC

RPC упрощает многие задачи, которые в противном случае разработчикам пришлось бы выполнять вручную. Например:

• Отправка сетевых запросов;
• Обработка данных;
• Обработка таймаутов и ошибок;
• Анализ ответов;

Учитывая, что RPC может выполнять все эти действия, разработчикам становится гораздо проще создавать, управлять и поддерживать распределенные системы.

Как работает RPC (пошагово)

Теперь давайте подробнее рассмотрим, как работает RPC. Вот основные этапы:

1. Клиент вызывает функцию, что напоминает вызов локальной функции.
2. Имя и параметры функции преобразуются в формат, подходящий для передачи по сети.
3. Запрос отправляется по сети.
4. Сервер принимает запрос и выполняет запрошенную процедуру.
5. Результат сериализуется и возвращается клиенту.
6. Клиент получает ответ и преобразует его в пригодный для использования формат.

Пример RPC

Представьте себе функцию, которая складывает два числа: result = add(5, 3). При использовании RPC функция add выполняется на удалённом сервере; клиент отправляет 5 и 3; сервер вычисляет 8; и результат возвращается клиенту.

Поэтому для разработчика это выглядит как обычный вызов функции.

Различные типы RPC

Существует три основных типа RPC: синхронный, асинхронный и односторонний RPC.

При синхронном RPC клиент ожидает ответа сервера, что иногда может привести к блокировке выполнения запроса. В асинхронном RPC, напротив, клиент продолжает работу, ожидая ответа, что может быть более предпочтительным для высокопроизводительных систем.

Односторонний RPC позволяет клиенту отправить запрос, не ожидая и не требуя ответа.

Популярные технологии RPC

gRPC

Технология gRPC:

• Разработана компанией Google;
• Использует HTTP/2 и Protocol Buffers;
• Обладает высокой производительностью;
• Широко используется в микросервисах;

JSON-RPC

JSON-RPC:

• Легковесен;
• Использует JSON для обмена данными;
• Прост и удобен в использовании независимо от языка;

XML-RPC

XML-RPC — это:

• Старый стандарт RPC;
• Использует XML;
• Используется реже;

Thrift

Thrift:

• Был разработан Apache;
• Имеет межъязыковую поддержку;
• Используется в крупномасштабных распределенных системах;

Распространённые сценарии использования RPC

Взаимодействие микросервисов

Сервисы эффективно вызывают друг друга с низкой задержкой.

Распределенные системы

Различные компоненты системы работают на отдельных машинах, но ведут себя как единое целое.

Облачные и контейнерные платформы

Внутренняя коммуникация между сервисами в Kubernetes или облачных средах.

Системы баз данных и хранения

Удаленные запросы и операции с данными.

Системы реального времени

Игровые серверы, финансовые системы и платформы обмена сообщениями.

Плюсы и минусы RPC

Плюсы:

• Простая модель программирования;
• Высокая производительность;
• Языково-нейтральные реализации;
• Четкая абстракция для распределенных систем;

Недостатки:

• Необходимо обрабатывать сбои в сети;
• Тесная связь между клиентом и сервером;
• Управление версиями может быть сложным;
• Отладка распределенных вызовов сложнее, чем локальных;