后端系统设计面试题, 让你设计一个 RPC 框架,怎么设计?

Step 1

Q:: 设计一个 RPC 框架，你会怎么设计？

A:: 设计一个 RPC（Remote Procedure Call）框架的核心在于将函数调用抽象化，使得开发者可以像调用本地函数一样调用远程服务。基本设计步骤如下：

1. **通信协议选择**：首先需要确定通信协议。常见的选择包括 HTTP/2、gRPC、Thrift 或者自定义的基于 TCP/UDP 的协议。

2. **序列化/反序列化**：选择一种高效的序列化方式，如 JSON、Protobuf、Thrift 等，将请求和响应的数据结构进行序列化和反序列化。

3. 服务注册与发现：实现一个服务注册与发现机制，可以通过 ZooKeeper、Consul 等工具实现。这样可以动态地发现服务，支持负载均衡。

4. 请求分发与负载均衡：在客户端发送请求时，通过负载均衡策略（如轮询、最少连接数、随机等）分发请求到相应的服务实例。

5. 错误处理与重试机制：在网络不可靠或者服务不稳定的情况下，需要有完善的错误处理与重试机制，以保证 RPC 的健壮性。

6. **安全性**：可以通过 SSL/TLS 加密通信内容，确保数据传输的安全性。同时也可以加入身份认证和授权机制。

7. 监控与日志：为了便于排查问题，需要设计全面的日志记录和监控功能，能够对 RPC 请求的执行时间、成功率等关键指标进行监控。

8. 异步调用与回调：支持异步调用和回调机制，以提高并发性能和响应速度。

Step 2

Q:: RPC 和 RESTful API 的区别是什么？

A:: RPC 和 RESTful API 都是用于实现服务之间通信的技术，但它们有一些显著的区别：

1. 调用方式：RPC 是方法调用的抽象，客户端直接调用远程方法，像调用本地方法一样。而 RESTful API 则是基于资源的，操作资源的方法是通过 HTTP 动词（GET、POST、PUT、DELETE）来实现的。

2. 数据格式：RPC 通常使用二进制格式（如 Protobuf、Thrift），而 RESTful API 多使用 JSON 或 XML 作为数据交换格式。

3. 协议：RPC 通常使用自定义的协议或 gRPC，而 RESTful API 基于 HTTP 协议。

4. 灵活性：RESTful API 更加灵活和通用，适用于跨平台的服务交互；而 RPC 更加高效，适合在内部系统中使用。

Step 3

Q:: 如何处理 RPC 中的网络延迟和超时问题？

A:: 在 RPC 系统中，网络延迟和超时是不可避免的，通常可以通过以下方式来处理：

1. 设置合理的超时：在客户端设置一个合理的请求超时时间，防止由于网络问题导致的无限等待。

2. 重试机制：对于特定的错误，可以设置重试机制，但需要注意的是，重试次数和间隔时间要合理，防止对服务端造成过大压力。

3. 负载均衡：通过负载均衡，将请求分配到健康的服务节点上，避免因某个节点问题导致的长时间等待。

4. 缓存：对于一些读操作，使用缓存来降低请求次数，减少网络延迟带来的影响。

5. 异步调用：使用异步调用来处理长时间的网络请求，避免阻塞调用线程。