关于rpc简介、原理、实例-缘于difx

       今天稍微研究了一下关于rpc的东东，主要是因为Pro.Z碰到的问题，在解决了以后，对rpc产生了一些兴趣，考虑到我目前的程序也可以从比较底层的socket方式概率为rpc方式，看的过程中，看到了一个网上的实例教程，估计已经转载了N遍了，所以有几个错误，包括rpc unknown protocal、confliction define和cannot register service等，在测试的时候也进行了一些改正，并且进行了测试。

       单单是这个小程序，就可以做一个时间服务器性质的程序了。

简介

在传统的编程概念中，过程是由程序员在本地编译完成，并只能局限在本地运行的一段代码，也即其主程序和过程之间的运行关系是本地调用关系。因此这种结构在网络日益发展的今天已无法适应实际需求。总所周知，传统过程调用模式无法充分利用网络上其他主机的资源（如CPU、Memory等），也无法提高代码在实体间的共享程度，使得主机资源大量浪费。

      通过RPC我们可以充分利用非共享内存的多处理器环境（例如通过局域网连接得多台工作站）,这样可以简便地将你的应用分布在多台工作站上，应用程序就像运行在一个多处理器的计算机上一样。你可以方便的实现过程代码共享，提高系统资源的利用率，也可以将以大量数值处理的操作放在处理能力较强的系统上运行，从而减轻前端机的负担。

RPC的结构原理及其调用机制

如前所述RPC其实也是种C/S的编程模式，有点类似C/S Socket 编程模式，但要比它

更高一层。当我们在建立RPC服务以后，客户端的调用参数通过底层的RPC传输通道，可以是UDP，也可以是TCP（也即TI-RPC—无关性传输），并根据传输前所提供的目的地址及RPC上层应用程序号转至相应的RPC应用程序服务端，且此时的客户端处于等待状态，直至收到应答或Time Out超时信号。具体的流程图如F1。当服务器端获得请求消息，则会根据注册RPC时告诉RPC系统的例程入口地址，执行相应的操作，并将结果返回至客户端。

当一次RPC调用结束后，相应线程发送相应的信号，客户端程序才会继续运行。

在这个过程中，一个远程过程是有三个要素来唯一确定的：程序号、版本号和过程号。

程序号是用来区别一组相关的并且具有唯一过程好的远程过程。一个程序可以有一个或几个不同的版本，而每个版本的程序都包含一系列能被远程调用的过程，通过版本的引入，使得不同版本下的RPC能同时提供服务。每个版本都包含有许多可供远程调用的过程，每个过程则有其唯一标示的过程号。

基于RPC的应用系统开发

通过以上对RPC原理的简介后，我们再来继续讨论如何来开发基于RPC的应用系统。

一般而言在开发RPC时，我们通常分为三个步骤：

a、 定义说明客户/服务器的通信协议:这里所说的通信协议是指定义服务过程的名称、调用参数的数据类型和返回参数的数据类型，还包括底层传输类型（可以是UDP或TCP），当然也可以由RPC底层函数自动选择连接类型建立TI-RPC。最简单的协议生成的方法是采用协议编译工具，常用的有Rpcgen，我会在后面实例中详细描述其使用方法。

b、  开发客户端程序。

c、  开发服务器端程序。

开发客户端和服务器端的程序时，RPC提供了我们不同层次的开发例程调用接口。不同层次的接口提供了对RPC不同程度控制。一般可分为5个等级的编程接口，接下来我们分别讨论一下各层所提供的功能函数。

简单层例程

简单层是面向普通RPC应用，为了快速开发RPC应用服务而设计的，他提供了如下功能函数。

高层例程

在这一层，程序需要在发出调用请求前先创建一个客户端句柄，或是在侦听请求前先建立一个服务器端句柄。程序在该层可以自由的将自己的应用绑在所有的传输端口上，它提供了如下功能函数。

中间层例程

中间层向程序提供更为详细的RPC控制接口,而这一层的代码变得更为复杂，但运行也更为有效，它提供了如下功能函数。

专家层例程

这层提供了更多的一系列与传输相关的功能调用，它提供了如下功能函数。

底层例程

该层提供了所有对传输选项进行控制的调用接口，它提供了如下功能函数。

实例介绍

以下我将通过实例向读者介绍通过简单层RPC的实现方法。通常在此过程中我们将使用RPC协议编译工具—Rpcgen。Rpcgen 工具用来生成远程程序接口模块，它将以RPC语言书写的源代码进行编译，Rpc 语言在结构和语法上同C语言相似。由Rpcgen 编译生成的C源程序可以直接用C编译器进行编译，因此整个编译工作将分为两个部分。Rpcgen的源程序以.x结尾，通过其编译将生成如下文件：

a) 一个头文件（.h）包括服务器和客户端程序变量、常量、类型等说明。

b) 一系列的XDR例程，它可以对头文件中定义的数据类型进行处理。

c)  一个Server 端的标准程序框架。

d) 一个Client 端的标准程序框架。

   当然，这些输出可以是选择性的，Rpcgen 的编译选项说明如下：

      (详见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_svc(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源代码

/*

* 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");

clnt = clnt_create(server, TIMEPROG, PRINTIMEVERS, "TCP");

 

 

  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);

}

编译方法

   有了以上的三段代码后，就可用rpcgen 编译工具进行RPC协议编译，命令如下：

   $rpcgen time.x

   rpcgen 会自动生成time.h、time_svc.c、time_clnt.c

   再用系统提供的gcc进行C的编译，命令如下：

   $gcc rtime.c time_clnt.c -o rtime –lnsl                            //客户端编译

$gcc time_proc.c time_svc.c -o time_server  –lnsl     error//服务器端编译

编译成功后即可在Server端运行time_server，立即将该服务绑定在rpc服务端口上提供服务。在客户端运行./rdate hostname msg (msg 是一字符串，笔者用来测试时建立的)，立即会返回hostname 端的时间。

出错问题

Cannot register service

RPC: Authentication error; why = Client credential too weak unable to register (TIMEPROG, PRINTIMEVERS, udp)

解决方法：使用root账户即可

time_proc.c:7: error: conflicting types for printime_1?

源程序time_proc.c中报错

解决方法，改为char ** printime_1_svc(char **msg,struct svc_req *req)即可。

RPC: Unknown protocol

      这个原因可能是rpc依赖包没有安装，或者使用函数clnt_create的时候，最后一个参数应该不使用visible，而是tcp。