2019年08月11日

Rust

by smallnest

用最简单的方式实现 Rust RPC 服务

RPC是对进程内函数调用的分布式开展，它将进程内的函数调用，扩展成对远程机器上的相应的函数的调用。如何使用最少的代码，用最容易的方式调用远程函数呢？

首先需要知道远程机器的IP地址和端口，然后呢，使用原先进程内的方式直接调用即可，这是最容易的RPC调用。容易不意味着功能简单，而是rpc库背后默默为你承担了序列化、网络传输、路由、服务调用、服务治理的功能。

rpcx秉承 Go 标准库简单而强大的设计理念，为 Rust 提供了一个原生的 rpc 库。

为什么说是原生呢？因为你可以使用任何你熟悉的编程语言通过HTTP或者JSON-RPC2.0的方式访问Go或者Java实现的rpcx服务，但是除了Go/Java编程语言你没有办法使用raw的rpcx protocol实现TCP的网络调用，而基于TCP的RPC性能要远远高于Request-Response这种类HTTP的调用模型。

现在rpcx for rust的库也发布了: rpcx-rs。你可以使用它原生的访问Go或者Java实现的rpcx服务，也可以使用Rust提供rpcx服务。

关键是，依然是那么的简单。

目前 rpcx-rs发布了 0.1.2 版本，可以方便的将 Rust 函数暴露成rpcx服务，也可以使用Rust访问rpcx服务，支持 JSON 和 MessagePack 两种序列化方式。

rpcx-rs秉承着Go语言版本的信念，采用最简单的方式实现rpc服务，小到一年级的小学生，大到花甲之年的老太太，都能轻松的实现rpc服务。

后续的功能会持续增加，包括protobuf序列化的支持、服务治理各种功能(路由、失败处理、重试、熔断器、限流)、监控(metrics、trace)、注册中心(etcd、consul)等众多的功能。

那么，让我们看看如何开发一个rust实现的rpcx服务，以及如何调用，相应的Go语言的代码也一并列出。

我们的例子是一个乘法服务，客户端传入两个整数，服务器端计算出两个数的积，然后返回给客户端。

客户端和服务器端公用的数据

客户端和服务器端交互，一般不会使用字节数组，而是封装的数据对象，像Rust和Go语言中的struct、Java中的Class等，所以我们先定义好交流用的数据结构，这样服务器和客户端都可以使用了。

你要在你的Cargo.toml文件中引入rpcx库：

1	rpcx = "0.1.2"

然后定义数据结构。

Rust

use std::error::Error as StdError;
use rmp_serde as rmps; 
use serde::{Deserialize, Serialize};
use rpcx::*;
#[derive(RpcxParam, Default, Debug, Copy, Clone, Serialize, Deserialize)]
pub struct ArithAddArgs {
    #[serde(rename = "A")]
    pub a: u64,
    #[serde(rename = "B")]
    pub b: u64,
}
#[derive(RpcxParam, Default, Debug, Copy, Clone, Serialize, Deserialize)]
pub struct ArithAddReply {
    #[serde(rename = "C")]
    pub c: u64,
}

type Args struct {
	A int
	B int
}
type Reply struct {
	C int
}
type Arith int
func (t *Arith) Mul(ctx context.Context, args *Args, reply *Reply) error {
	reply.C = args.A * args.B
	fmt.Printf("call: %d * %d = %d\n", args.A, args.B, reply.C)
	return nil
}

我们使用serde实现 JSON 和 MessagePack 序列化格式的支持。你不必手工实现RpcxParam trait,通过 derive属性就可以自动为你的数据架构加上JSON 和 MessagePack 序列化格式的支持。同时你也需要在derive属性上加上Default、 Serialize, Deserialize，以便rpcx实现自动的序列化和初始化。

当然这一切都是通过属性完成的，你只需要定义数据结构即可。为了和Go默认的JSON属性相一致(GO默认序列化好的字段名称首字母是大写的)，我们这里也加上了serde的属性，让serde进行 JSON序列化的时候使用指定的名称。

这里我们定义了传入参数ArithAddArgs和传出参数(ArithAddReply)。

服务端实现

服务器端实现了一个函数mul,函数的名称不重要，因为我们注册的时候会手工传入服务的路径名称和方法名称，也就是Go语言中实现的service_path和service_method。

函数的参数类型是ArithAddArgs,输出结果的类型是ArithAddReply。

在main函数中我们新建了一个服务器，线程池中线程的数量默认是CPU的两倍，你也可以根据需要设置更大的线程数量。

然后我们注册了这个服务(函数)，使用register_func!宏来进行注册，第一个参数是服务器实例，第二个参数是service_path、第三个参数是service_method,第四个参数是要注册的函数，第五个和第六个参数是函数的传入参数和传出参数的类型。

然后调用服务的start就可以提供服务了。

Rust

use mul_model::{ArithAddArgs, ArithAddReply};
use rpcx::*;
fn mul(args: ArithAddArgs) -> ArithAddReply {
    ArithAddReply { c: args.a * args.b }
}
fn main() {
    let mut rpc_server = Server::new("0.0.0.0:8972".to_owned(), 0);
    register_func!(rpc_server, "Arith", "Mul", mul, ArithAddArgs, ArithAddReply);
    rpc_server.start().unwrap();
}

package main
import (
	"context"
	"flag"
	"fmt"
	example "github.com/rpcx-ecosystem/rpcx-examples3"
	"github.com/smallnest/rpcx/server"
)
var (
	addr = flag.String("addr", "localhost:8972", "server address")
)
type Arith struct{}
// the second parameter is not a pointer
func (t *Arith) Mul(ctx context.Context, args example.Args, reply *example.Reply) error {
	reply.C = args.A * args.B
	fmt.Println("C=", reply.C)
	return nil
}
func main() {
	flag.Parse()
	s := server.NewServer()
	//s.Register(new(Arith), "")
	s.RegisterName("Arith", new(Arith), "")
	err := s.Serve("tcp", *addr)
	if err != nil {
		panic(err)
	}
}

客户端实现

客户端使用Client::new先连接一个服务器，你可以指定序列化格式，服务器也会使用你的这个序列化格式返回结果，然后指定要调用的service_path和service_method, 使用call返回结果(Option类型，因为有的调用不需要返回结果，返回结果是Result类型，可能是成功的结果，也可能是Error)；使用acall异步调用，会返回一个future。

你可以和Go语言的版本交叉着互相调用，可以看到很容易的我们就实现了rpc服务和调用。

Rust

use std::collections::hash_map::HashMap;
use mul_model::*;
use rpcx::Client;
use rpcx::{Result, SerializeType};
pub fn main() {
    let mut c: Client = Client::new("127.0.0.1:8972");
    c.start().map_err(|err| println!("{}", err)).unwrap();
    c.opt.serialize_type = SerializeType::JSON;
    let mut a = 1;
    loop {
        let service_path = String::from("Arith");
        let service_method = String::from("Mul");
        let metadata = HashMap::new();
        let args = ArithAddArgs { a: a, b: 10 };
        a = a + 1;
        let reply: Option<Result<ArithAddReply>> =
            c.call(service_path, service_method, false, metadata, &args);
        if reply.is_none() {
            continue;
        }
        let result_reply = reply.unwrap();
        match result_reply {
            Ok(r) => println!("received: {:?}", r),
            Err(err) => println!("received err:{}", err),
        }
    }
}

package main
import (
	"context"
	"flag"
	"log"
	"github.com/smallnest/rpcx/protocol"
	example "github.com/rpcx-ecosystem/rpcx-examples3"
	"github.com/smallnest/rpcx/client"
)
var (
	addr = flag.String("addr", "localhost:8972", "server address")
)
func main() {
	flag.Parse()
	d := client.NewPeer2PeerDiscovery("tcp@"+*addr, "")
	opt := client.DefaultOption
	opt.SerializeType = protocol.JSON
	xclient := client.NewXClient("Arith", client.Failtry, client.RandomSelect, d, opt)
	defer xclient.Close()
	args := example.Args{
		A: 10,
		B: 20,
	}
	reply := &example.Reply{}
	err := xclient.Call(context.Background(), "Mul", args, reply)
	if err != nil {
		log.Fatalf("failed to call: %v", err)
	}
	log.Printf("%d * %d = %d", args.A, args.B, reply.C)
}

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客户端和服务器端公用的数据

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