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這里有您想知道的互聯(lián)網(wǎng)營銷解決方案

淺談RSocket與響應(yīng)式編程

一 RSocket的主要特性

首先，RSocket是高效一個二進制的網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議，能夠滿足很多場景下使用。其次，RSocket是一個激進的響應(yīng)式捍衛(wèi)者，激進到連API都跟響應(yīng)式無縫集成。

創(chuàng)新互聯(lián)服務(wù)項目包括金牛網(wǎng)站建設(shè)、金牛網(wǎng)站制作、金牛網(wǎng)頁制作以及金牛網(wǎng)絡(luò)營銷策劃等。多年來，我們專注于互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)，利用自身積累的技術(shù)優(yōu)勢、行業(yè)經(jīng)驗、深度合作伙伴關(guān)系等，向廣大中小型企業(yè)、政府機構(gòu)等提供互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的解決方案，金牛網(wǎng)站推廣取得了明顯的社會效益與經(jīng)濟效益。目前，我們服務(wù)的客戶以成都為中心已經(jīng)輻射到金牛省份的部分城市，未來相信會繼續(xù)擴大服務(wù)區(qū)域并繼續(xù)獲得客戶的支持與信任！

1 四種通訊模式

即發(fā)即忘FireAndForget

立即發(fā)送一個請求，無需為這個請求發(fā)送響應(yīng)報文。適用于監(jiān)控埋點，日志上報等，這種場景下無需回執(zhí)，丟失幾個請求無傷大雅。

請求響應(yīng)RequestResponse

請求方發(fā)送一條請求消息，響應(yīng)方收到請求后并返回一條響應(yīng)消息。傳統(tǒng)的HTTP是典型的RequestResponse。

流RequestStream

請求方發(fā)送一個請求報文，響應(yīng)方發(fā)回N個響應(yīng)報文。傳統(tǒng)的MQ是典型的RequestStream。

通道RequestChannel

創(chuàng)建一個通道上下文，雙方可以互相發(fā)送消息。IM是個典型的RequestChannel通訊場景。

2 雙向通訊Bi-Directional

RSocket的Client連接到Server，這個過程稱為Setup，在連接成功后，會約定收發(fā)消息的方向邏輯：

當Client請求Server時，發(fā)送的請求ID永遠為奇數(shù)
當Server請求Client時，發(fā)送的請求ID永遠為偶數(shù)

正是因為這個奇偶性確定方向的特性，不同于傳統(tǒng)的如HTTP請求，RSocket可以做到雙向請求。

3 其他

二進制協(xié)議，緊湊高效
多路復(fù)用
基于幀(Frame)的背壓，與ReactiveStreams語義契合
靈活的傳輸層切換: TCP/UDP/WebSocket等
支持Cancel、斷點續(xù)傳、租約等高級特性

綜上與HTTP做一些比較，RSocket的效率更高，支持的通訊場景更豐富，也沒有隊頭阻塞的問題。與SocketIO這種基于純事件的框架相比，RSocket的請求具有很清晰的上下文，API精煉易用。

二 RSocket的內(nèi)部實現(xiàn)

1 幀的設(shè)計

幀(Frame)是RSocket協(xié)議報文的最小單位。

一個幀由6 bytes的Header和剩余的Body構(gòu)成，其中Header的4 bytes表示 StreamID，6 bits表示Frame Type, 10 bits作為Flags。Body根據(jù)不同的幀類型，結(jié)構(gòu)也不同，常用的帶Payload的幀一般會包括Metadata和Data兩個部分。
傳輸層如果本身不支持分幀特性的(如TCP)，那么RSocket會用3 bytes的uint24表示幀長度，所以最大的幀大小是16MB。
如果幀超出16MB，RSocket支持幀分裂重組，也就是拆成更小的幀，接收端再自動重組。

2 數(shù)據(jù)載體——Payload

基于幀之上，一般開發(fā)者接觸到的是Payload, 它類似一個HTTP報文，可以是一個Request，也可以是一個Response。由兩個二進制部分組成：

Metadata——元數(shù)據(jù)，類似HTTP的header
Data——數(shù)據(jù)，類似HTTP的body

3 架構(gòu)

這里基于筆者在實現(xiàn)Golang版SDK的基礎(chǔ)上整理的架構(gòu)圖，Java版基本也類似。

Transport層將網(wǎng)絡(luò)二進制流編解碼為Frames。
RSocket支持自定義最大Frame Size，默認16MB，當某個Frame超出時，會被拆解為N個小Frame，收到時再重組，在介紹幀的時候也提到了，這個特性稱為Fragmentation。
DuplexConnection轉(zhuǎn)換Frames為Payload，抽象為一個個Request/Response上下文，并負責讀寫。
RSocket組裝Connection為RSocket Interface，其中Resumable支持斷點續(xù)傳，連接斷開重連也能自愈，個人覺得這個特性有點雞肋，在弱網(wǎng)環(huán)境有些優(yōu)勢，但是因為期間會緩存住未處理完畢的幀，所以會耗費大量的系統(tǒng)資源。
RSocket使用Reactor核心庫暴露為4種通訊模式，抽象為高級API。

4 玩法

RSocket有很多玩法，傳統(tǒng)的RPC自然不在話下，用來做IM也未嘗不可，某些特性也可以用來做代理或者網(wǎng)絡(luò)穿透。

IoT的場景，比如小明的家里有個智能空調(diào)，小明想在外面通過手機APP來控制空調(diào)開關(guān)，如何優(yōu)雅地描述這個控制問題?最精煉的解決方案就是"小明調(diào)用空調(diào)上開關(guān)的API"。

另外最經(jīng)典的玩法就是Broker了，Broker類似一種“軟路由”的方案，可以讓服務(wù)的發(fā)布訪問變得簡單。發(fā)布服務(wù)只要連接到Broker，調(diào)用方通過反向請求的方式來讓Broker透明轉(zhuǎn)發(fā)即可，摒棄了傳統(tǒng)的注冊中心，端口管理等常見的服務(wù)治理手段。

5 關(guān)于RSocket Broker

Broker有很多優(yōu)勢，發(fā)布服務(wù)不需要監(jiān)聽端口，無需Sidecar，服務(wù)注冊變得簡單，無需zk、etcd之類，LoadBalance變得簡單，也更安全，沒監(jiān)聽端口后很難攻擊。也有很多劣勢，網(wǎng)絡(luò)上多了一跳，性能是有一定損耗的，Broker是中心化設(shè)計，類似我們平時全局的Nginx一樣，但是Broker的優(yōu)雅啟停顯然更加復(fù)雜，受限于整個Broker集群的瓶頸等等。上帝為你關(guān)閉了一扇門，就一定會為你打開一扇窗。

目前高德落地的FaaS中大量使用了基于RSocket架構(gòu)的集團Broker，支撐了今年的五一長假，峰值QPS超20萬，平穩(wěn)零故障。

這里筆者也準備了一個教學(xué)用的Mini Broker，演示了兩個瀏覽器之間相互上下文調(diào)用彼此服務(wù)的場景，有興趣的同學(xué)可以查看。

三響應(yīng)式編程

響應(yīng)式編程是個老話題了，它早已無處不在，甚至你在Excel里SUM求和，本質(zhì)上也是種響應(yīng)式的思維。響應(yīng)式本質(zhì)上就是響應(yīng)變化的數(shù)據(jù)流。RSocket這個協(xié)議本身就是以響應(yīng)式之名，將其擴展到網(wǎng)絡(luò)層面。

1 響應(yīng)式編程大概長這樣

而在我們平時工作中，必然會引入各種操作和變換：

2 Reactive Streams

JDK推出了響應(yīng)式標準API，撇開Processor之外，其核心接口就Publisher/Subscriber/Subscription，非常精煉。

Publisher：發(fā)布者，負責生產(chǎn)數(shù)據(jù)。唯一的方法subscribe，接收一個Subscriber開始一次新的訂閱。
Subscriber：訂閱者，負責訂閱消費數(shù)據(jù)。
Subscription：訂閱，某次訂閱的上下文控制，如取消、通知獲取下N條數(shù)據(jù)。

Spring的Reactor是一個標準的實現(xiàn)，其一次完整的執(zhí)行過程如下圖：

創(chuàng)建subscriber，開始訂閱Publisher。
生成上下文subscription。
Publisher就緒，調(diào)用onSubscribe。
Publisher開始生產(chǎn)數(shù)據(jù)。
每條成功生產(chǎn)的數(shù)據(jù)回調(diào)onNext。
當生產(chǎn)失敗時，回調(diào)onError并結(jié)束當前訂閱。
當所有數(shù)據(jù)生產(chǎn)完畢時，回調(diào)onComplete并結(jié)束當前訂閱。
中途可以調(diào)用subscription隨時cancel取消訂閱，或者通過request(n)通知生產(chǎn)下N個元素，這個過程即背壓。

由于Java天生的語言優(yōu)勢，很適合使用RxJava或Reactor之類的框架，代碼邏輯清晰可讀性會非常高。筆者在實現(xiàn)Go版的Reactor時，深深地體會到了沒有泛型支持的API表現(xiàn)力是多么匱乏，也期待Go2的泛型能夠有所改善。

四總結(jié)

RSocket是個很有趣的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，它可能不會普及流行，但貴在它解決問題的思路和設(shè)計很令人耳目一新。如果大家有興趣，可以去它的官網(wǎng)了解下。

本文總結(jié)了筆者在實現(xiàn)Go和Rust版RSocket SDK過程中的一些心得感悟，有興趣的同學(xué)可查看相關(guān)鏈接。

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