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# 8.4 RPC
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前面几个小节我们介绍了如何基于Socket和HTTP来编写网络应用，通过学习我们了解了Socket和HTTP采用的是类似"信息交换"模式，即客户端发送一条信息到服务端，然后(一般来说)服务器端都会返回一定的信息以表示响应。客户端和服务端之间约定了交互信息的格式，以便双方都能够解析交互所产生的信息。但是很多独立的应用并没有采用这种模式，而是采用类似常规的函数调用的方式来完成想要的功能。
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RPC就是想实现函数调用模式的网络化。客户端就像调用本地函数一样，然后客户端把这些参数打包之后通过网络传递到服务端，服务端解包到处理过程中执行，然后执行的结果反馈给客户端。
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RPC（Remote Procedure Call Protocol）——远程过程调用协议，是一种通过网络从远程计算机程序上请求服务，而不需要了解底层网络技术的协议。它假定某些传输协议的存在，如TCP或UDP，以便为通信程序之间携带信息数据。通过它可以使函数调用模式网络化。在OSI网络通信模型中，RPC跨越了传输层和应用层。RPC使得开发包括网络分布式多程序在内的应用程序更加容易。
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## RPC工作原理
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图8.8 RPC工作流程图
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运行时,一次客户机对服务器的RPC调用,其内部操作大致有如下十步：
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- 1.调用客户端句柄；执行传送参数
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- 2.调用本地系统内核发送网络消息
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- 3.消息传送到远程主机
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- 4.服务器句柄得到消息并取得参数
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- 5.执行远程过程
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- 6.执行的过程将结果返回服务器句柄
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- 7.服务器句柄返回结果，调用远程系统内核
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- 8.消息传回本地主机
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- 9.客户句柄由内核接收消息
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- 10.客户接收句柄返回的数据
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## Go RPC
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Go标准包中已经提供了对RPC的支持，而且支持三个级别的RPC：TCP、HTTP、JSONRPC。但Go的RPC包是独一无二的RPC，它和传统的RPC系统不同，它只支持Go开发的服务器与客户端之间的交互，因为在内部，它们采用了Gob来编码。
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Go RPC的函数只有符合下面的条件才能被远程访问，不然会被忽略，详细的要求如下：
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- 函数必须是导出的(首字母大写)
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- 必须有两个导出类型的参数，
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- 第一个参数是接收的参数，第二个参数是返回给客户端的参数，第二个参数必须是指针类型的
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- 函数还要有一个返回值error
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举个例子，正确的RPC函数格式如下：
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func (t *T) MethodName(argType T1, replyType *T2) error
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T、T1和T2类型必须能被`encoding/gob`包编解码。
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任何的RPC都需要通过网络来传递数据，Go RPC可以利用HTTP和TCP来传递数据，利用HTTP的好处是可以直接复用`net/http`里面的一些函数。详细的例子请看下面的实现
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### HTTP RPC
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http的服务端代码实现如下：
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package main
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import (
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"errors"
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"fmt"
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"net/http"
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"net/rpc"
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)
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type Args struct {
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A, B int
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}
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type Quotient struct {
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Quo, Rem int
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}
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type Arith int
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func (t *Arith) Multiply(args *Args, reply *int) error {
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*reply = args.A * args.B
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return nil
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}
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func (t *Arith) Divide(args *Args, quo *Quotient) error {
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if args.B == 0 {
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return errors.New("divide by zero")
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}
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quo.Quo = args.A / args.B
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quo.Rem = args.A % args.B
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return nil
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}
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func main() {
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arith := new(Arith)
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rpc.Register(arith)
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rpc.HandleHTTP()
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err := http.ListenAndServe(":1234", nil)
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if err != nil {
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fmt.Println(err.Error())
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}
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}
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通过上面的例子可以看到，我们注册了一个Arith的RPC服务，然后通过`rpc.HandleHTTP`函数把该服务注册到了HTTP协议上，然后我们就可以利用http的方式来传递数据了。
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请看下面的客户端代码：
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package main
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import (
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"fmt"
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"log"
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"net/rpc"
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"os"
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)
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type Args struct {
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A, B int
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}
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type Quotient struct {
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Quo, Rem int
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}
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func main() {
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if len(os.Args) != 2 {
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fmt.Println("Usage: ", os.Args[0], "server")
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os.Exit(1)
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}
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serverAddress := os.Args[1]
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client, err := rpc.DialHTTP("tcp", serverAddress+":1234")
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if err != nil {
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log.Fatal("dialing:", err)
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}
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// Synchronous call
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args := Args{17, 8}
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var reply int
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err = client.Call("Arith.Multiply", args, &reply)
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if err != nil {
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log.Fatal("arith error:", err)
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}
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fmt.Printf("Arith: %d*%d=%d\n", args.A, args.B, reply)
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var quot Quotient
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err = client.Call("Arith.Divide", args, ")
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if err != nil {
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log.Fatal("arith error:", err)
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}
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fmt.Printf("Arith: %d/%d=%d remainder %d\n", args.A, args.B, quot.Quo, quot.Rem)
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}
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我们把上面的服务端和客户端的代码分别编译，然后先把服务端开启，然后开启客户端，输入代码，就会输出如下信息：
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$ ./http_c localhost
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Arith: 17*8=136
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Arith: 17/8=2 remainder 1
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通过上面的调用可以看到参数和返回值是我们定义的struct类型，在服务端我们把它们当做调用函数的参数的类型，在客户端作为`client.Call`的第2，3两个参数的类型。客户端最重要的就是这个Call函数，它有3个参数，第1个要调用的函数的名字，第2个是要传递的参数，第3个要返回的参数(注意是指针类型)，通过上面的代码例子我们可以发现，使用Go的RPC实现相当的简单，方便。
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### TCP RPC
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上面我们实现了基于HTTP协议的RPC，接下来我们要实现基于TCP协议的RPC，服务端的实现代码如下所示：
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package main
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import (
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"errors"
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"fmt"
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"net"
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"net/rpc"
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"os"
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)
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type Args struct {
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A, B int
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}
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type Quotient struct {
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Quo, Rem int
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}
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type Arith int
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func (t *Arith) Multiply(args *Args, reply *int) error {
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*reply = args.A * args.B
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return nil
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}
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func (t *Arith) Divide(args *Args, quo *Quotient) error {
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if args.B == 0 {
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return errors.New("divide by zero")
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}
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quo.Quo = args.A / args.B
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quo.Rem = args.A % args.B
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return nil
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||
}
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func main() {
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arith := new(Arith)
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rpc.Register(arith)
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tcpAddr, err := net.ResolveTCPAddr("tcp", ":1234")
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||
checkError(err)
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||
listener, err := net.ListenTCP("tcp", tcpAddr)
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||
checkError(err)
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for {
|
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conn, err := listener.Accept()
|
||
if err != nil {
|
||
continue
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}
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rpc.ServeConn(conn)
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}
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}
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func checkError(err error) {
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if err != nil {
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fmt.Println("Fatal error ", err.Error())
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os.Exit(1)
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}
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}
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上面这个代码和http的服务器相比，不同在于:在此处我们采用了TCP协议，然后需要自己控制连接，当有客户端连接上来后，我们需要把这个连接交给rpc来处理。
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如果你留心了，你会发现这它是一个阻塞型的单用户的程序，如果想要实现多并发，那么可以使用goroutine来实现，我们前面在socket小节的时候已经介绍过如何处理goroutine。
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下面展现了TCP实现的RPC客户端：
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package main
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import (
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"fmt"
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"log"
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"net/rpc"
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"os"
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)
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type Args struct {
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A, B int
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}
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type Quotient struct {
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Quo, Rem int
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}
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func main() {
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if len(os.Args) != 2 {
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fmt.Println("Usage: ", os.Args[0], "server:port")
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||
os.Exit(1)
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}
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service := os.Args[1]
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client, err := rpc.Dial("tcp", service)
|
||
if err != nil {
|
||
log.Fatal("dialing:", err)
|
||
}
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// Synchronous call
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args := Args{17, 8}
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var reply int
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err = client.Call("Arith.Multiply", args, &reply)
|
||
if err != nil {
|
||
log.Fatal("arith error:", err)
|
||
}
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fmt.Printf("Arith: %d*%d=%d\n", args.A, args.B, reply)
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var quot Quotient
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err = client.Call("Arith.Divide", args, ")
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if err != nil {
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||
log.Fatal("arith error:", err)
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||
}
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fmt.Printf("Arith: %d/%d=%d remainder %d\n", args.A, args.B, quot.Quo, quot.Rem)
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}
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这个客户端代码和http的客户端代码对比，唯一的区别一个是DialHTTP，一个是Dial(tcp)，其他处理一模一样。
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### JSON RPC
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JSON RPC是数据编码采用了JSON，而不是gob编码，其他和上面介绍的RPC概念一模一样，下面我们来演示一下，如何使用Go提供的json-rpc标准包，请看服务端代码的实现：
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package main
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import (
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"errors"
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"fmt"
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"net"
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"net/rpc"
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"net/rpc/jsonrpc"
|
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"os"
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)
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type Args struct {
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||
A, B int
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}
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type Quotient struct {
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Quo, Rem int
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}
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||
type Arith int
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func (t *Arith) Multiply(args *Args, reply *int) error {
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||
*reply = args.A * args.B
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||
return nil
|
||
}
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func (t *Arith) Divide(args *Args, quo *Quotient) error {
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||
if args.B == 0 {
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||
return errors.New("divide by zero")
|
||
}
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||
quo.Quo = args.A / args.B
|
||
quo.Rem = args.A % args.B
|
||
return nil
|
||
}
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func main() {
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||
arith := new(Arith)
|
||
rpc.Register(arith)
|
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||
tcpAddr, err := net.ResolveTCPAddr("tcp", ":1234")
|
||
checkError(err)
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|
||
listener, err := net.ListenTCP("tcp", tcpAddr)
|
||
checkError(err)
|
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for {
|
||
conn, err := listener.Accept()
|
||
if err != nil {
|
||
continue
|
||
}
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||
jsonrpc.ServeConn(conn)
|
||
}
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||
}
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func checkError(err error) {
|
||
if err != nil {
|
||
fmt.Println("Fatal error ", err.Error())
|
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os.Exit(1)
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}
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}
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通过示例我们可以看出 json-rpc是基于TCP协议实现的，目前它还不支持HTTP方式。
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请看客户端的实现代码：
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package main
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import (
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"fmt"
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||
"log"
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||
"net/rpc/jsonrpc"
|
||
"os"
|
||
)
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type Args struct {
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||
A, B int
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}
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type Quotient struct {
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||
Quo, Rem int
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}
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func main() {
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if len(os.Args) != 2 {
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fmt.Println("Usage: ", os.Args[0], "server:port")
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log.Fatal(1)
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}
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service := os.Args[1]
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client, err := jsonrpc.Dial("tcp", service)
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if err != nil {
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log.Fatal("dialing:", err)
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}
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// Synchronous call
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args := Args{17, 8}
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var reply int
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err = client.Call("Arith.Multiply", args, &reply)
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||
if err != nil {
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||
log.Fatal("arith error:", err)
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||
}
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fmt.Printf("Arith: %d*%d=%d\n", args.A, args.B, reply)
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||
var quot Quotient
|
||
err = client.Call("Arith.Divide", args, ")
|
||
if err != nil {
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||
log.Fatal("arith error:", err)
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||
}
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fmt.Printf("Arith: %d/%d=%d remainder %d\n", args.A, args.B, quot.Quo, quot.Rem)
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}
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## 总结
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Go已经提供了对RPC的良好支持，通过上面HTTP、TCP、JSON RPC的实现,我们就可以很方便的开发很多分布式的Web应用，我想作为读者的你已经领会到这一点。但遗憾的是目前Go尚未提供对SOAP RPC的支持，欣慰的是现在已经有第三方的开源实现了。
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## links
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* [目录](<preface.md>)
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* 上一节: [REST](<08.3.md>)
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* 下一节: [小结](<08.5.md>)
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