Remote Procedure Call (RPC) là một kỹ thuật lập trình quan trọng trong các hệ thống phân tán, cho phép một chương trình gọi các hàm hoặc phương thức trên máy chủ từ xa giống như khi thực hiện cuộc gọi hàm cục bộ. Trong bài viết này, chúng ta sẽ khám phá chi tiết về Thuật ngữ remote procedure call là gì?, phân loại các loại RPC, cách thức hoạt động của nó, cùng với những ưu điểm và nhược điểm của phương pháp này.
Contents
Remote procedure call là gì?
Remote Procedure Call (RPC) là một giao thức trong lập trình máy tính cho phép một chương trình (client) gọi một thủ tục hoặc phương thức trên một máy tính khác (server) như thể nó là một phần của chương trình đang chạy trên máy tính của client.
RPC giúp đơn giản hóa việc tương tác giữa các ứng dụng phân tán, bằng cách trừu tượng hóa các chi tiết phức tạp của việc truyền dữ liệu qua mạng.
Phân loại Remote procedure call
- Synchronous RPC: Trong mô hình này, client gửi yêu cầu và chờ đợi phản hồi từ server trước khi tiếp tục thực hiện các tác vụ khác. Nó đảm bảo thứ tự thực thi nhưng có thể dẫn đến việc client phải đợi lâu.
- Asynchronous RPC: Client gửi yêu cầu và không chờ đợi phản hồi ngay lập tức. Thay vào đó, client có thể tiếp tục thực hiện các công việc khác và nhận phản hồi từ server sau khi xử lý xong. Mô hình này cải thiện hiệu suất nhưng yêu cầu cơ chế để quản lý phản hồi khi nó đến.
- One-way RPC: Client gửi yêu cầu đến server mà không mong đợi bất kỳ phản hồi nào. Thường được sử dụng cho các tác vụ không cần xác nhận thành công hay thất bại.
- Two-way RPC: Client gửi yêu cầu đến server và mong đợi một phản hồi trả lại. Đây là kiểu RPC phổ biến nhất, thích hợp cho các yêu cầu mà client cần thông tin kết quả.
Cơ chế hoạt động của RPC
- Client Stub Call: Máy khách gọi đến bộ phận Stub của RPC giống như gọi một thủ tục cục bộ. Các tham số của thủ tục được chuẩn bị để gửi đi.
- Marshalling và gửi thông báo: Máy khách đóng gói các tham số của thủ tục (marshalling) thành thông báo. Sau đó, một cuộc gọi hệ thống được thực hiện để gửi thông báo này đến máy chủ từ xa.
- Gửi thông báo qua mạng: Hệ điều hành cục bộ của máy khách gửi thông báo qua mạng đến máy chủ từ xa.
- Server Stub và giải nén tham số: Máy chủ nhận thông báo và giải nén các tham số của thủ tục từ thông báo này. Server Stub sau đó thực hiện thủ tục trên máy chủ.
- Thực hiện và gửi kết quả: Sau khi thủ tục hoàn thành, máy chủ gửi kết quả trở lại máy khách thông qua các lớp truyền tải.
- Client Stub nhận kết quả: Máy khách nhận kết quả từ thông báo, giải nén thông báo và trả kết quả về cho trình gọi thủ tục.
Remote procedure call có ưu điểm và hạn chế gì?
Ưu điểm của RPC
Đơn giản hóa Lập trình
- RPC cung cấp giao diện lập trình tương tự như gọi thủ tục cục bộ, giúp lập trình viên dễ dàng thực hiện các cuộc gọi từ xa mà không cần quan tâm đến chi tiết mạng.
- RPC ẩn đi sự phức tạp của việc truyền thông qua mạng, cho phép lập trình viên tập trung vào logic ứng dụng mà không phải lo lắng về các vấn đề mạng.
Tính mở rộng
- Dễ dàng thay đổi: Khi hệ thống được triển khai, bạn có thể chuyển đổi giữa các cuộc gọi cục bộ và từ xa mà không cần thay đổi mã nguồn cơ bản.
- Hỗ trợ phân tán: RPC hỗ trợ việc phát triển các hệ thống phân tán bằng cách cho phép các ứng dụng giao tiếp với nhau một cách dễ dàng.
Tính linh hoạt
Có thể thay đổi các dịch vụ từ cục bộ sang từ xa mà không cần điều chỉnh cấu trúc của chương trình.
Nhược điểm của RPC
Độ trễ và hiệu suất:
- Việc truyền dữ liệu qua mạng giữa caller và receiver có thể gây ra độ trễ cao hơn so với các cuộc gọi cục bộ. Điều này có thể ảnh hưởng đến hiệu suất của ứng dụng, đặc biệt khi có nhiều cuộc gọi RPC liên tiếp.
- Tăng số lượng cuộc gọi RPC có thể dẫn đến nghẽn cổ chai do hỏi đáp liên tục và thời gian trễ tổng thể.
Chuyển đổi dữ liệu và kiểm tra
- Serialize và Deserialize: Tham số và dữ liệu trả về phải được chuyển đổi (serialize) và phục hồi (deserialize), điều này làm tăng độ phức tạp và có thể gây ra lỗi nếu không được xử lý chính xác.
- Kiểm tra kiểu dữ liệu giữa client và server có thể gặp rủi ro, đặc biệt khi có sự khác biệt về ngôn ngữ lập trình hoặc kiểu dữ liệu.
Bảo mật và đồng bộ
- RPC cần các cơ chế bảo mật như mã hóa và chữ ký để bảo vệ dữ liệu, điều này làm tăng độ phức tạp và có thể làm giảm hiệu suất.
- Sự khác biệt về đồng hồ thời gian, hệ điều hành và ngôn ngữ lập trình giữa các hệ thống có thể gây khó khăn trong việc đồng bộ và đồng nhất dữ liệu.
Phức tạp trong Xử lý Phân tán
RPC ẩn đi các vấn đề phân tán từ góc độ lập trình, điều này có thể khiến các lập trình viên khó khăn hơn trong việc xử lý các thách thức vật lý và mạng liên quan đến phân tán.
So sánh RPC và Messaging
Lựa chọn giữa RPC và Messaging phụ thuộc vào yêu cầu cụ thể của hệ thống và các yếu tố như độ trễ, khả năng mở rộng, và quản lý lỗi. Dưới đây là bảng so sánh giữa Remote Procedure Call (RPC) và Messaging, hai phương pháp phổ biến để giao tiếp giữa các thành phần trong hệ thống phân tán:
| Tiêu chí | RPC (Remote Procedure Call) | Messaging |
| Khái niệm | Một cuộc gọi từ xa tương tự như gọi một hàm cục bộ, nhưng thực hiện qua mạng. | Một phương thức truyền thông sử dụng các thông điệp để giao tiếp giữa các thành phần hệ thống. |
| Giao diện lập trình | Cung cấp giao diện lập trình giống như cuộc gọi hàm cục bộ. | Giao diện thường dựa trên việc gửi và nhận thông điệp. |
| Tính đồng bộ | Thường đồng bộ, caller phải chờ kết quả từ server. | Có thể đồng bộ hoặc bất đồng bộ tùy vào cách cấu hình. |
| Độ trễ | Độ trễ có thể cao do phải truyền qua mạng và chờ phản hồi. | Độ trễ có thể thấp hơn, đặc biệt khi sử dụng hệ thống hàng đợi tin nhắn bất đồng bộ. |
| Kiểm tra kiểu dữ liệu | Cần kiểm tra kiểu dữ liệu giữa client và server. | Không yêu cầu kiểm tra kiểu dữ liệu nghiêm ngặt, tuy nhiên cần xác minh nội dung thông điệp. |
| Bảo mật | Cần bảo mật như mã hóa và chữ ký số để bảo vệ thông tin truyền qua mạng. | Bảo mật cũng cần thiết, thường là mã hóa thông điệp và xác thực nguồn. |
| Khả năng mở rộng | Có thể khó mở rộng khi hệ thống tăng trưởng, do phụ thuộc vào cấu trúc cuộc gọi từ xa. | Tốt hơn trong khả năng mở rộng nhờ vào hệ thống hàng đợi và phân phối thông điệp. |
| Tính linh hoạt | Ít linh hoạt hơn, yêu cầu cấu trúc cuộc gọi chính xác và thường là đồng bộ. | Linh hoạt hơn, có thể sử dụng cho các mô hình bất đồng bộ và hỗ trợ nhiều loại giao tiếp. |
| Quản lý lỗi | Khó khăn trong việc quản lý lỗi do cuộc gọi từ xa, yêu cầu xử lý ngoại lệ và thông báo lỗi. | Dễ dàng hơn trong quản lý lỗi nhờ vào cơ chế hàng đợi và cơ chế retry. |
| Dễ bảo trì | Cần cập nhật cấu trúc cuộc gọi nếu có thay đổi trong API. | Dễ bảo trì hơn nhờ vào tính tách biệt của các thông điệp và hệ thống hàng đợi. |
| Kỹ thuât triển khai | Thực hiện thông qua các thư viện và giao thức như HTTP, gRPC. | Thực hiện qua các hệ thống hàng đợi tin nhắn như RabbitMQ, Kafka. |
RPC thường được sử dụng khi bạn cần thực hiện các cuộc gọi từ xa có thể đồng bộ và dễ hiểu giống như các cuộc gọi hàm cục bộ. Nó cung cấp một cách trực tiếp và đơn giản để gọi các hàm từ xa nhưng có thể gặp khó khăn trong việc mở rộng và quản lý lỗi.
Messaging là phương pháp linh hoạt hơn cho phép giao tiếp bất đồng bộ và dễ mở rộng. Nó thường được sử dụng trong các hệ thống phân tán lớn hoặc khi cần quản lý lỗi và bảo mật tốt hơn.
Việc lựa chọn giữa RPC và Messaging phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm tính chất của ứng dụng, yêu cầu về hiệu suất, và khả năng mở rộng. Hiểu rõ sự khác biệt giữa hai phương pháp này sẽ giúp bạn đưa ra quyết định chính xác, đảm bảo hệ thống của bạn hoạt động hiệu quả và đáp ứng tốt các yêu cầu của người dùng.
Theo dõi ngay Iblockchain để không bỏ lỡ bất kỳ thông tin quan trọng nào!
