node.js中RPC(远程过程调用)的实现原理介绍

刚接触到RPC（远程过程调用），就是可以在本地调用远程机子上的程序的方法，看到一个简单的nodejs实现，用来学习RPC的原理很不错：nodejs light_rpc

使用示例：

//服务端

var light_rpc = require('./index.js');

var port = 5556;

var rpc = new light_rpc({

    combine: function(a, b, callback){

        callback(a + b);

    },

    multiply: function(t, cb){

        cb(t*2);

    }

}).listen(port);

Sample client:

//客户端

rpc.connect(5556, 'localhost', function(remote, conn){

    remote.combine(1, 2, function(res){

        if(res != 3){

            console.log('ERROR', res);

        }

    });

});

简单说说整个过程：

1.server端启动程序，侦听端口，实现提供给client调用的函数（如上述例子的combine和multiply），保存在一个对象里。
2.client端启动程序，连接服务端，连接完成后发送describe命令，要求server返回它能提供调用的函数名。

connection.on('connect', function(){

  connection.write(command(descrCmd));

});

3.server端接收到describe命令，把自己可供调用的函数名包装好发送出去(“combine”, “multiply”)
4.client端接收到server发送的函数名，注册到自己的对象里，给每个函数名包装一个方法，使本地调用这些函数时实际上是向server端发送请求:

for(var p in cmd.data){

  remoteObj[p] = getRemoteCallFunction(p, self.callbacks, connection);

  //getRemoteCallFunction的实现见下面

}

5.client端调用server端的函数：

1) 给传入的callback函数生成一个唯一ID，称为callbackId，记录到client的一个对象里。
2) 包装好以下数据发送给server端：调用函数名，JSON序列化后的参数列表，callbackId

function getRemoteCallFunction(cmdName, callbacks, connection){

  return function(){

    var id = uuid.generate();

    if(typeof arguments[arguments.length-1] == 'function'){

      callbacks[id] = arguments[arguments.length-1];

    }

    var args = parseArgumentsToArray.call(this, arguments);

    var newCmd = command(cmdName, {id: id, args: args});

    connection.write(newCmd);

  }

}

6.server端接收到上述信息，解析数据，对参数列表反序列化，根据函数名和参数调用函数。

var args = cmd.data.args;

args.push(getSendCommandBackFunction(c, cmd.data.id));

self.wrapper[cmd.command].apply({}, args);

7.函数运行完成后，把结果序列化，连同之前收到的callbackId发送回client端

function getSendCommandBackFunction(connection, cmdId){

  return function(){

    var innerArgs = parseArgumentsToArray.call({}, arguments);

    var resultCommand = command(resultCmd, {id: cmdId, args: innerArgs});

    connection.write(resultCommand);

  };

}

8.client端接收到函数运行结果和callbackId，根据callbackId取出回调函数，把运行结果传入回调函数中执行。

9.整个过程完成，详见源码：https://github.com/romulka/nodejs-light_rpc

几个注意的点：

1.整个过程中client和server一直保持连接，不像http协议发送和接收完就断开链接，所以不能以断开链接判断一次数据的传送完成。为了判断数据接收完成，client和server发送的数据遵循一个简单的协议：在数据前加上数据包的长度和分隔符，如定分隔符为\n：[数据包长度\n数据]，这样在收到数据后首先取出数据包的长度，再不断判断累计已接收到的数据包是否等于或超过这个长度，若是则一次数据传送完成，可以开始解析提取数据。

2.这个RPC简单在于没有考虑参数里有函数类型的情况，例如有参数是一个object，这个object下有函数成员，JSON序列化时会把函数忽略，在server端是执行不了这个函数的。

为了解决这个问题，需要进行复杂的处理：

1.深度遍历每个要发送给远端的参数，把函数成员抽出来，给这个函数生成唯一id，放到本地一个对象里，把这个函数成员替换成这个id字符串，并标识这个成员实际上是一个函数。这样这个对象就可以序列化发送出去了。
2.server接收到调用，当要使用参数object里的函数时，判断到这是一个经过client处理过的函数，有一个id，把这个id发送回client端，并用同样的方法把自身的回调函数id传给client，等待client端的回调。
3.client端接收到这个函数id，找到这个函数实体，调用，完成后根据server端给的回调id发送回给server端
4.server端收到结果，找到回调函数，继续执行，完成。

函数的记录方法可以以其他方式完成，大体思路就是把函数替换成可序列化的东西，记录函数以便remote端调用时能在本地找到这个函数。可以参考dnode的实现。