Java中RPC框架及常用序列化协议

序列化框架

类型

特点

ProtoBuf

跨平台、跨语言

自定义协议类型,tag[value]形式进行存储，提前预定义字段类型及长度，小整数基于varint记性存储减少存储空间，长整型基于zigzag存储。

• 跨语言 跨平台，语言中立的数据描述格式，默认提供了生成多种语言的 Compiler 工具。

• 安全性，由于反序列化的范围和输出内容格式都是 Compiler 在编译时预生成的，因此绕过了类似 Java Deserialization Vulnarability 的问题。

• 二进制 高性能

• 强类型

• 字段变更向后兼容

kryo

基于java语言的序列化方式

类似protobuf，对小整数友好，基于java语言

json/gson

基于json格式的序列化，跨语言

Jackson2/fastJson/gson，相比xml减少属性描述，校验基于接口。通用的 Json 有固有的性能问题

Hessian2

跨语言

xml

基于xml通用格式

字段属性都需定义描述，传输成本较大

rpc框架

特点

paxos

目标是实现一致性数据状态机

zookeeper

基于PAXOS实现的ZAB(zookeeper atomic broadcast)算法,目标是实现分布式数据的一致性

raft

redis-sentinel中实现分布式数据一致性

rpc框架

优点

缺点

dubbo

dubbo直接定义在tcp传输协议上的，由于TCP全双工给dubbo提供了很大灵活性

rpc协议普遍都是定制化的私有协议，dubbo一样，协议通用性方面存在问题：扩展性不够好，java版本存在冗余，语言绑定，不够精简与通用

http/1.1

直接构建在http协议上解决方案就有更好通用性。

1. HTTP 的语义和可扩展性能很好的满足 RPC 调用需求。

1. 通用性，HTTP 协议几乎被网络上的所有设备所支持，具有很好的协议穿透性。

• 典型的 Request – Response 模型，一个链路上一次只能有一个等待的 Request 请求

• HTTP/1 支持 Keep-Alive 链接，避免了链接重复创建开销

• 无直接 Server Push 支持，需要使用 Polling Long-Polling 等变通模式

http/2

http/2保留http/1.1所有语义，在通信模型与传输效率有更大改进

• 支持单条链路上的 Multiplexing，相比于 Request - Response 独占链路，基于 Frame 实现更高效利用链路

• Request - Stream 语义，原生支持 Server Push 和 Stream 数据传输

• Flow Control，单条 Stream 粒度的和整个链路粒度的流量控制

• 头部压缩 HPACK

• Binary Frame

• 原生 TLS 支持

gRPC

HTTP 及 TCP 协议之上构建 RPC 协议各自的优缺点，相比于 Dubbo 构建于 TPC 传输层之上，Google 选择将 gRPC 直接定义在 HTTP/2 协议之上。

• Coverage & Simplicity，协议设计和框架实现要足够通用和简单，能运行在任何设备之上，甚至一些资源首先的如 IoT、Mobile 等设备。

• Interoperability & Reach，要构建在更通用的协议之上，协议本身要能被网络上几乎所有的基础设施所支持。

• General Purpose & Performant，要在场景和性能间做好平衡，首先协议本身要是适用于各种场景的，同时也要尽量有高的性能。

• Payload Agnostic，协议上传输的负载要保持语言和平台中立。

• Streaming，要支持 Request - Response、Request - Stream、Bi-Steam 等通信模型。

• Flow Control，协议自身具备流量感知和限制的能力。

• Metadata Exchange，在 RPC 服务定义之外，提供额外附加数据传输的能力。

在这样的设计理念指导下，gRPC 最终被设计为一个跨语言、跨平台的、通用的、高性能的、基于 HTTP/2 的 RPC 协议和框架

易用性不足以及服务治理能力欠缺

thrift

下面是 Thrift 的主要组件：

 Thrift 的接口定义语言（IDL）——用来定义你的服务，并且编排你的服务将要发送和接收的任何自定义类型；

 协议——用来控制将数据元素编码/解码为一个通用的二进制格式（如 Thrift 的二进制协议或者 JSON）；

 传输—提供了一个用于读/写不同媒体（如 TCP 套接字、管道、内存缓冲区）的通用接口；

 Thrift 编译器——解析 Thrift 的 IDL 文件以生成用于服务器和客户端的存根代码，以及在IDL 中定义的自定义类型的序列化/反序列化代码；

 服务器实现—处理接受连接、从这些连接中读取请求、派发调用到实现了这些接口的对象，以及将响应发回给客户端；

 客户端实现——将方法调用转换为请求，并将它们发送给服务器。