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消息中间件：轻量级RPC分布式网络通信框架设计

实现功能

• 采用了muduo网络库中的主从Reactor反应堆模型， 借用epoll技术实现多路IO复用, 增加并行服务的数量。
• 针对客户端与服务器端的RPC请求和响应，使用Protobuf作为数据序列化和反序列化的私有通信协议。
• 以Zookeeper作为消息中间件， 建立了分布式服务配置中心，所有服务器端的RPC节点均需要向配置中心注册服。客户端在配置中心可以查询到要调用的对应服务的ip地址、端口号等信息，进行远程调用。
• 日志系统采用了单例设计模式，提供了线程安全的异步日志缓冲队列写入操作。

框架设计

01 整体架构

02 RPC调用过程

远程调用需传递服务对象、函数方法、函数参数，经序列化成字节流后传给提供服务的服务器，服务器接收到数据后反序列化成服务对象、函数方法、函数参数，并发起本地调用，将响应结果序列化成字节流，发送给调用方，调用方接收到后反序列化得到结果，并传给本地调用。

03 序列化和反序列化

• 序列化：对象转为字节序列称为对象的序列化
• 反序列化：字节序列转为对象称为对象的反序列化

常见序列化和反序列化协议有XML、JSON、PB，相比于其他PB更有优势：跨平台语言支持，序列化和反序列化效率高速度快，且序列化后体积比XML和JSON都小很多，适合网络传输。

XML	JSON	PB
保存方式	文本	文本	二进制
可读性	较好	较好	不可读
解析效率	慢	一般	快
语言支持	所有语言	所有语言	C++/Java/Python及第三方支持
适用范围	文件存储、数据交互	文件存储、数据交互	文件存储、数据交互

注意：序列化和反序列化可能对系统的消耗较大，因此原则是：远程调用函数传入参数和返回值对象要尽量简单，具体来说应避免：

远程调用函数传入参数和返回值对象体积较大，如传入参数是List或Map，序列化后字节长度较长，对网络负担较大 远程调用函数传入参数和返回值对象有复杂关系，传入参数和返回值对象有复杂的嵌套、包含、聚合关系等，性能开销大 远程调用函数传入参数和返回值对象继承关系复杂，性能开销大

04 数据传输格式

05 代码逻辑

基本配置

整体调用流程

运行

运行环境

ubuntu18.04 + cmake + protobuf + muduo + zookeeper

项目文件说明

运行脚本

./autobuild.sh

运行结果

• rpc服务器端

• rpc客户端

• zookeeper查看节点信息 可查看到注册成功的节点

• zk查看节点的值

• tcpdump抓包分析