Sun RPC 編程簡(jiǎn)介
2024-07-26 00:29:27
供稿：網(wǎng)友
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RPC Socket TI-RPC TCP UDP C/S ONC
摘要：
本文簡(jiǎn)單介紹了RPC（Remote PRocedure Call 遠(yuǎn)程過(guò)程調(diào)用）的原理結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)，
及其開放給編程人員不同層次的編程接口。并且例舉實(shí)例示范如何通過(guò)Rpcgen 編譯工
具來(lái)快速開發(fā)RPC應(yīng)用。
一、 概述
在傳統(tǒng)的編程概念中，過(guò)程是由程序員在本地編譯完成，并只能局限在本地運(yùn)行的一段
代碼，也即其主程序和過(guò)程之間的運(yùn)行關(guān)系是本地調(diào)用關(guān)系。因此這種結(jié)構(gòu)在網(wǎng)絡(luò)日益
發(fā)展的今天已無(wú)法適應(yīng)實(shí)際需求。總所周知，傳統(tǒng)過(guò)程調(diào)用模式無(wú)法充分利用網(wǎng)絡(luò)上其
他主機(jī)的資源（如CPU、Memory等），也無(wú)法提高代碼在實(shí)體間的共享程度，使得主機(jī)資
源大量浪費(fèi)。
而本文要介紹的RPC編程，正是很好地解決了傳統(tǒng)過(guò)程所存在的一系列弊端。通過(guò)RPC我
們可以充分利用非共享內(nèi)存的多處理器環(huán)境（例如通過(guò)局域汪連接得多臺(tái)工作站）,這樣
可以簡(jiǎn)便地將你的應(yīng)用分布在多臺(tái)工作站上，應(yīng)用程序就像運(yùn)行在一個(gè)多處理器的計(jì)算機(jī)
上一樣。你可以方便的實(shí)現(xiàn)過(guò)程代碼共享，提高系統(tǒng)資源的利用率，也可以將以大量數(shù)值
處理的操作放在處理能力較強(qiáng)的系統(tǒng)上運(yùn)行，從而減輕前端機(jī)的負(fù)擔(dān)。
二、 RPC的結(jié)構(gòu)原理及其調(diào)用機(jī)制
如前所述RPC其實(shí)也是種C/S的編程模式，有點(diǎn)類似C/S Socket 編程模式，但要比它
更高一層。當(dāng)我們?cè)诮PC服務(wù)以后，客戶端的調(diào)用參數(shù)通過(guò)底層的RPC傳輸通道，可以
是UDP，也可以是TCP（也即TI-RPC-無(wú)關(guān)性傳輸），并根據(jù)傳輸前所提供的目的地址及RPC
上層應(yīng)用程序號(hào)轉(zhuǎn)至相應(yīng)的RPC application Porgramme Server ，且此時(shí)的客戶端處于等
待狀態(tài)，直至收到應(yīng)答或Time Out超時(shí)信號(hào)。具體的流程圖如F1。當(dāng)服務(wù)器端獲得了請(qǐng)求
消息，則會(huì)根據(jù)注冊(cè)RPC時(shí)告訴RPC系統(tǒng)的例程入口地址，執(zhí)行相應(yīng)的操作，并將結(jié)果返回
至客戶端。
F1
當(dāng)一次RPC調(diào)用結(jié)束后，相應(yīng)線程發(fā)送相應(yīng)的信號(hào)，客戶端程序才會(huì)繼續(xù)運(yùn)行。
當(dāng)然，一臺(tái)服務(wù)主機(jī)上可以有多個(gè)遠(yuǎn)程過(guò)程提供服務(wù)，那么如何來(lái)表示一個(gè)唯一存
在的遠(yuǎn)程過(guò)程呢？一個(gè)遠(yuǎn)程過(guò)程是有三個(gè)要素來(lái)唯一確定的：程序號(hào)、版本號(hào)和過(guò)程號(hào)。
程序號(hào)是用來(lái)區(qū)別一組相關(guān)的并且具有唯一過(guò)程好的遠(yuǎn)程過(guò)程。一個(gè)程序可以有一個(gè)或幾
個(gè)不同的版本，而每個(gè)版本的程序都包含一系列能被遠(yuǎn)程調(diào)用的過(guò)程，通過(guò)版本的引入，
使得不同版本下的RPC能同時(shí)提供服務(wù)。每個(gè)版本都包含有許多可供遠(yuǎn)程調(diào)用的過(guò)程，每個(gè)
過(guò)程則有其唯一標(biāo)示的過(guò)程號(hào)。
三、 基于RPC的應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)
通過(guò)以上對(duì)RPC原理的簡(jiǎn)介后，我們?cè)賮?lái)繼續(xù)討論如何來(lái)開發(fā)基于RPC的應(yīng)用系統(tǒng)。
一般而言在開發(fā)RPC時(shí)，我們通常分為三個(gè)步驟：
a、 定義說(shuō)明客戶/服務(wù)器的通信協(xié)議。
這里所說(shuō)的通信協(xié)議是指定義服務(wù)過(guò)程的名稱、調(diào)用參數(shù)的數(shù)據(jù)類型和返回參數(shù)的數(shù)據(jù)
類型，還包括底層傳輸類型（可以是UDP或TCP），當(dāng)然也可以由RPC底層函數(shù)自動(dòng)選擇
連接類型建立TI-RPC。最簡(jiǎn)單的協(xié)議生成的方法是采用協(xié)議編譯工具，常用的有Rpcgen，
我會(huì)在后面實(shí)例中詳細(xì)描述其使用方法。
b、 開發(fā)客戶端程序。
c、 開發(fā)服務(wù)器端程序。
開發(fā)客戶端和服務(wù)器端的程序時(shí)，RPC提供了我們不同層次的開發(fā)例程調(diào)用接口。不
同層次的接口提供了對(duì)RPC不同程度控制。一般可分為5個(gè)等級(jí)的編程接口，接下來(lái)我們
分別討論一下各層所提供的功能函數(shù)。
1、 簡(jiǎn)單層例程
簡(jiǎn)單層是面向普通RPC應(yīng)用，為了快速開發(fā)RPC應(yīng)用服務(wù)而設(shè)計(jì)的，他提供
了如下功能函數(shù)。
函數(shù)名 功能描述
Rpc_reg( ) 在一特定類型的傳輸層上注冊(cè)某個(gè)過(guò)程，來(lái)作為提供服務(wù)的RPC程序
Rpc_call( ) 遠(yuǎn)程調(diào)用在指定主機(jī)上指定的過(guò)程
Rpc_Broadcast( ) 向指定類型的所有傳輸端口上廣播一個(gè)遠(yuǎn)程過(guò)程調(diào)用請(qǐng)求
2、 高層例程
在這一層，程序需要在發(fā)出調(diào)用請(qǐng)求前先創(chuàng)建一個(gè)客戶端句柄，或是在偵聽請(qǐng)
求前先建立一個(gè)服務(wù)器端句柄。程序在該層可以自由的將自己的應(yīng)用綁在所有的
傳輸端口上，它提供了如下功能函數(shù)。
函數(shù)名 功能描述
Clnt_create( ) 程序通過(guò)這個(gè)功能調(diào)用，告訴底層RPC服務(wù)器的位置及其傳輸類型
Clnt_create_timed( ) 定義每次嘗試連接的超時(shí)最大時(shí)間
Svc_create( ) 在指定類型的傳輸端口上建立服務(wù)器句柄，告訴底層RPC事件過(guò)程的相應(yīng)入口地址
Clnt_call() 向服務(wù)器端發(fā)出一個(gè)RPC調(diào)用請(qǐng)求
3、 中間層例程
中間層向程序提供更為詳細(xì)的RPC控制接口,而這一層的代碼變得更為復(fù)雜，
但運(yùn)行也更為有效，它提供了如下功能函數(shù)。
函數(shù)名 功能描述
Clnt_tp_create( ) 在指定的傳輸端口上建立客戶端句柄
Clnt_tp_create_timed( ) 定義最大傳輸時(shí)延
Svc_tp_creaet( ) 在指定的傳輸端口上建立服務(wù)句柄
Clnt_call( ) 向服務(wù)器端發(fā)出RPC調(diào)用請(qǐng)求
4、 專家層例程
這層提供了更多的一系列與傳輸相關(guān)的功能調(diào)用，它提供了如下功能函數(shù)。
函數(shù)名 功能描述
Clnt_tli_create( ) 在指定的傳輸端口上建立客戶端句柄
Svc_tli_create( ) 在指定的傳輸端口上建立服務(wù)句柄
Rpcb_set( ) 通過(guò)調(diào)用rpcbind將RPC服務(wù)和網(wǎng)絡(luò)地址做映射
Rpcb_unset( ) 刪除rpcb_set( ) 所建的映射關(guān)系
Rpcb_getaddr( ) 調(diào)用rpcbind來(lái)犯會(huì)指定RPC服務(wù)所對(duì)應(yīng)的傳輸?shù)刂?
Svc_reg( ) 將指定的程序和版本號(hào)與相應(yīng)的時(shí)間例程建起關(guān)聯(lián)
Svc_ureg( ) 刪除有svc_reg( ) 所建的關(guān)聯(lián)
Clnt_call( ) 客戶端向指定的服務(wù)器端發(fā)起RPC請(qǐng)求
5、 底層例程
該層提供了所有對(duì)傳輸選項(xiàng)進(jìn)行控制的調(diào)用接口，它提供了如下功能函數(shù)。
函數(shù)名 功能描述
Clnt_dg_create( ) 采用無(wú)連接方式向遠(yuǎn)程過(guò)程在客戶端建立客戶句柄
Svc_dg_create( ) 采用無(wú)連接方式建立服務(wù)句柄
Clnt_vc_create( ) 采用面向連接的方式建立客戶句柄
Svc_vc_create( ) 采用面向連接的方式建立RPC服務(wù)句柄
Clnt_call( ) 客戶端向服務(wù)器端發(fā)送調(diào)用請(qǐng)求
四、 實(shí)例介紹
以下我將通過(guò)實(shí)例向讀者介紹通過(guò)簡(jiǎn)單層RPC的實(shí)現(xiàn)方法。通常在此過(guò)程中我們
將使用RPC協(xié)議編譯工具-Rpcgen。Rpcgen 工具用來(lái)生成遠(yuǎn)程程序接口模塊，它將以RPC
語(yǔ)言書寫的源代碼進(jìn)行編譯，Rpc 語(yǔ)言在結(jié)構(gòu)和語(yǔ)法上同C語(yǔ)言相似。由Rpcgen 編譯生
成的C源程序可以直接用C編譯器進(jìn)行編譯，因此整個(gè)編譯工作將分為兩個(gè)部分。Rpcgen
的源程序以.x結(jié)尾，通過(guò)其編譯將生成如下文件：
a) 一個(gè)頭文件（.h）包括服務(wù)器和客戶端程序變量、常量、類型等說(shuō)明。
b) 一系列的XDR例程，它可以對(duì)頭文件中定義的數(shù)據(jù)類型進(jìn)行處理。
c) 一個(gè)Server 端的標(biāo)準(zhǔn)程序框架。
d) 一個(gè)Client 端的標(biāo)準(zhǔn)程序框架。
當(dāng)然，這些輸出可以是選擇性的，Rpcgen 的編譯選項(xiàng)說(shuō)明如下：
選項(xiàng) 功能
'-' a 生成所有的模板文件
'-' Sc 生成客戶端的模板文件
'-' Ss 生成服務(wù)器端的模板文件
'-' Sm 生成Makefile 文件
(詳見Solaris Rpcgen Manaul)
Rpcgen 源程序 time.x:
/* time.x: Remote time printing protocol */
program TIMEPROG {
version PRINTIMEVERS {
string PRINTIME(string) = 1;
} = 1;
} = 0x20000001;
time_proc.c源程序：
/* time_proc.c: implementation of the remote procedure "printime" */
#include <stdio.h>
#include <rpc/rpc.h> /* always needed */
#include "time.h" /* time.h will be generated by rpcgen */
#include <time.h>
/* Remote version of "printime" */
char ** printime_1(char **msg,struct svc_req *req)
{
static char * result; /* must be static! */
static char tmp_char[100];
time_t rawtime;
FILE *f;
f = fopen("/tmp/rpc_result", "a+");
if (f == (FILE *)NULL) {
strcpy(tmp_char,"Error");
result = tmp_char;;
return (&result);
}
fprintf(f, "%s/n", *msg); //used for debugging
fclose(f);
time(&rawtime);
sprintf(tmp_char,"Current time is :%s",ctime(&rawtime));
result =tmp_char;
return (&result);
}
rtime.c源代碼
/*
* rtime.c: remote version
* of "printime.c"
*/
#include <stdio.h>
#include "time.h" /* time.h generated by rpcgen */
main(int argc, char **argv)
{
CLIENT *clnt;
char *result;
char *server;
char *message;
if (argc != 3) {
fprintf(stderr, "usage: %s host message/n", argv[0]);
exit(1);
}
server = argv[1];
message = argv[2];
/*
* Create client "handle" used for
* calling TIMEPROG on the server
* designated on the command line.
*/
clnt = clnt_create(server, TIMEPROG, PRINTIMEVERS, "visible");
if (clnt == (CLIENT *)NULL) {
/*
* Couldn't establish connection
* with server.
* Print error message and die.
*/
clnt_pcreateerror(server);
exit(1);
}
/*
* Call the remote procedure
* "printime" on the server
*/
result =*printime_1(&message,clnt);
if (result== (char *)NULL) {
/*
* An error occurred while calling
* the server.
* Print error message and die.
*/
clnt_perror(clnt, server);
exit(1);
}
/* Okay, we successfully called
* the remote procedure.
*/
if (strcmp(result,"Error") == 0) {
/*
* Server was unable to print
* the time.
* Print error message and die.
*/
fprintf(stderr, "%s: could not get the time/n",argv[0]);
exit(1);
}
printf("From the Time Server ...%s/n",result);
clnt_destroy( clnt );
exit(0);
}
有了以上的三段代碼后，就可用rpcgen 編譯工具進(jìn)行RPC協(xié)議編譯，命令如下：
$rpcgen time.x
rpcgen 會(huì)自動(dòng)生成time.h、time_svc.c、time_clnt.c
再用系統(tǒng)提供的gcc進(jìn)行C的編譯，命令如下：
$gcc rtime.c time_clnt.c -o rtime -lnsl //客戶端編譯
$gcc time_proc.c time_svc.c -o time_server -lnsl //服務(wù)器端編譯
編譯成功后即可在Server端運(yùn)行time_server，立即將該服務(wù)綁定在rpc服務(wù)端口上提供
服務(wù)。在客戶端運(yùn)行./rdate hostname msg (msg 是一字符串，筆者用來(lái)測(cè)試時(shí)建立的)，
立即會(huì)返回hostname 端的時(shí)間。
由于，在Sun Solaris 中無(wú)法獲取遠(yuǎn)端Server 上時(shí)鐘信息的功能（不改變本
地Server時(shí)鐘），筆者曾將此程序應(yīng)用于計(jì)費(fèi)服務(wù)器同時(shí)鐘服務(wù)器同步監(jiān)測(cè)的網(wǎng)管
系統(tǒng)中，運(yùn)行穩(wěn)定，獲得了較好的效果。應(yīng)該說(shuō)RPC的應(yīng)用是十分廣泛的，特別是
在分布式計(jì)算領(lǐng)域中尤為顯得重要。當(dāng)然，筆者也是剛接觸RPC，還有很多地方了
解的不夠深刻，望廣大讀者多指教。
參考文獻(xiàn):
《SUN Solaris8 ONC+ Dev》
