Просте пояснення віддалених викликів процедур (RPC): поняття, приклади та сценарії застосування

Сучасне програмне забезпечення потребує декількох машин для забезпечення повного функціоналу. Програмне забезпечення розподіляється між серверами, хмарними платформами, контейнерами та різними локаціями. Незважаючи на цю складність, розробники хочуть, щоб системи взаємодіяли віддалено так само легко, як і при виклику локальної функції. І саме в цьому полягає мета віддалених викликів процедур (RPC).

У цій статті ми пояснимо, що таке RPC, як це працює, а також наведемо приклади та сценарії використання.

Що таке RPC (віддалений виклик процедур)?

Віддалений виклик процедур (RPC) — це метод взаємодії, який дозволяє віддалено виконувати функцію або процедуру на іншому комп’ютері так, ніби це робиться локально.

Ось як це працює:

• Програма викликає функцію.
• Функція фактично виконується на іншому комп’ютері.
• Результат повертається так, ніби функція виконувалася на вашому комп’ютері.

RPC спрощує для розробників складні аспекти роботи з мережами, що особливо помітно у форматуванні, передачі даних та обробці відповідей.

Чому розробникам потрібен RPC

RPC спрощує багато завдань, які інакше розробникам довелося б виконувати вручну. Наприклад:

• Відправлення мережевих запитів;
• Обробка даних;
• Обробка тайм-аутів та помилок;
• Аналіз відповідей;

З огляду на те, що RPC може охоплювати ці дії, розробникам стає набагато простіше створювати, керувати та підтримувати розподілені системи.

Як працює RPC (покроково)

А тепер давайте детальніше розглянемо, як працює RPC. Ось основні етапи:

1. Клієнт викликає функцію, що нагадує виклик локальної функції.
2. Ім’я функції та її параметри перетворюються у формат, придатний для передачі по мережі.
3. Запит надсилається по мережі.
4. Сервер отримує запит і виконує запитувану процедуру.
5. Результат серіалізується та повертається клієнту.
6. Клієнт отримує відповідь і перетворює її у придатний для використання формат.

Приклад RPC

Уявімо функцію, яка додає два числа: result = add(5, 3). За допомогою RPC функція add виконується на віддаленому сервері; клієнт надсилає 5 та 3; сервер обчислює 8; і результат повертається клієнту.

Тому для розробника це виглядає як звичайний виклик функції.

Різні типи RPC

Існує три основні типи RPC: синхронний, асинхронний та односторонній RPC.

У синхронному RPC клієнт очікує на відповідь сервера, що іноді може блокувати виконання запиту. Натомість у разі асинхронного RPC клієнт продовжує працювати, очікуючи на відповідь, що може бути кращим варіантом для високопродуктивних систем.

Односторонній RPC дає змогу клієнту надіслати запит, не чекаючи й не очікуючи відповіді.

Популярні технології RPC

gRPC

Технологія gRPC:

• Розроблена компанією Google;
• Використовує HTTP/2 та Protocol Buffers;
• Характеризується високою продуктивністю;
• Широко використовується в мікросервісах;

JSON-RPC

JSON-RPC — це:

• Легка технологія;
• Використовує JSON для обміну даними;
• Простий і зручний у використанні незалежно від мови;

XML-RPC

XML-RPC — це:

• Старіший стандарт RPC;
• Використовує XML;
• Використовується рідше;

Thrift

Thrift:

• Був розроблений Apache;
• Має міжмовну підтримку;
• Використовується у великомасштабних розподілених системах;

Типові випадки використання RPC

Комунікація між мікросервісами

Сервіси ефективно викликають один одного з низькою затримкою.

Розподілені системи

Різні компоненти системи працюють на окремих машинах, але поводяться як єдине ціле.

Хмарні та контейнерні платформи

Внутрішня взаємодія між сервісами в Kubernetes або хмарних середовищах.

Системи баз даних та зберігання

Віддалені запити до даних та операції з ними.

Системи реального часу

Ігрові сервери, фінансові системи та платформи обміну повідомленнями.

Переваги та недоліки RPC

Переваги:

• Проста модель програмування;
• Висока продуктивність;
• Нейтральні щодо мови реалізації;
• Чітка абстракція для розподілених систем;

Недоліки:

• Необхідність обробки мережевих збоїв;
• Тісна взаємозалежність між клієнтом і сервером;
• Управління версіями може бути складним;
• Налагодження розподілених викликів складніше, ніж локальних;