本项目用C++实现了一个轻量级RPC分布式网络通信框架，通过该框架开发者可以通过网络从远程服务器上请求服务，调用远端服务器上的函数并获取返回结果。

1. 服务注册: 服务提供者（Provider）将其提供的远程服务接口及其实现，通过注册到 ZooKeeper 注册中心，发布其服务的相关元数据，包括服务名称、方法、提供者的 IP 地址和端口号等信息。
2. 服务发现: 服务消费者（Consumer）在需要远程调用服务时，首先向 ZooKeeper注册中心查询所需服务的详细信息，包括服务提供者的位置（IP 和端口号）。这一步称为服务发现。
3. 请求序列化: 服务消费者根据获取的服务提供者信息，将调用的服务方法名和参数通过序列化转换成网络传输友好的格式，以便网络传输。
4. 发送请求: 序列化后的数据通过网络发送到服务提供者的指定地址。
5. 请求反序列化: 服务提供者接收到数据后，进行反序列化操作，解析出原始的服务请求信息，包括服务名和方法参数。
6. 服务执行: 服务提供者根据反序列化得到的信息，定位到相应的服务方法并在本地执行。
7. 结果序列化: 执行完成后，服务提供者将执行结果进行序列化处理，准备发送回服务消费者。
8. 发送响应: 序列化后的执行结果通过网络发送回服务消费者。
9. 结果反序列化: 服务消费者接收到结果数据后，进行反序列化，恢复成原始的执行结果格式。
10. 结果处理: 反序列化后的结果交由应用层处理，完成整个远程服务调用流程。

• 采用了muduo网络库中的主从Reactor反应堆模型， 借用epoll技术实现多路IO复用, 增加并行服务的数量
• 针对客户端与服务器端的RPC请求和响应，使用Protobuf作为数据序列化和反序列化的私有通信协议
• 以ZooKeeper作为消息中间件， 建立了分布式服务配置中心，所有服务器端的RPC节点均需要向配置中心注册服务。客户端在配置中心可以查询到要调用的对应服务的IP地址、端口号等信息，进行远程调用
• 日志系统采用了单例设计模式，提供了线程安全的异步日志缓冲队列写入操作

操作系统：Ubuntu Server 20.04 LTS 64bit

服务器：CPU - 2核 内存 - 2GB

预先配置：cmake + protobuf + muduo + zookeeper

./autobuild.sh

1. RPC服务端：

2. RPC客户端：

3. 查看ZooKeeper节点信息和节点的值：

4. tcpdump抓包分析：

设置超时时间为30s，zkClient的IO线程负责网络通信，会以1/3timeout时间发送ping消息作为心跳消息。

5. 日志输出：

• 序列化：对象转为字节序列称为对象的序列化
• 反序列化：字节序列转为对象称为对象的反序列化

常见序列化和反序列化协议有XML、JSON、Protocol Buffers，三者相比Protobuf的优势在于：跨平台语言支持，序列化和反序列化效率高速度快，且序列化后体积比XML和JSON都小很多，适合网络传输。

RpcHeader 是一个由 Protocol Buffers 定义的消息类型，包含三个字段：服务对象名、服务函数名和函数参数长度。这个RpcHeader可以通过 SerializeToString方法序列化为二进制字符串。

由于函数参数的长度是可变的，每个函数参数列表都有一个相应的 Protocol Buffers 消息类型来定义。这些参数消息也通过 SerializeToString方法序列化为二进制字符串。

最终，为了构建完整的要发送的消息，将RpcHeader的二进制字符串与对应函数参数的二进制字符串进行拼接，形成最终的发送字符串send_str。

ZooKeeper 是一个为分布式应用提供一致性协调的中间件，支持单线程（zookeeper_st）和多线程（zookeeper_mt）库，通常使用 zookeeper_mt 库。在使用 zookeeper_mt 库的客户端中，包括三个线程：

• 主线程处理用户API调用
• IO线程负责网络通信
• completion线程处理异步请求的响应和watcher回调

ZooKeeper 作为一个特殊的文件系统，其节点可以关联数据，与传统文件系统不同，ZooKeeper仅允许文件节点存放数据。为保持高吞吐与低延迟，ZooKeeper 在内存中维护树状目录结构，限制每个节点数据上限为1MB。在ZooKeeper中，服务对象名以永久性节点形式存在，即使RpcServer断开连接，节点仍保留；方法对象名则以临时节点存在，断开连接时自动删除，临时节点存储提供服务的RpcServer通信地址（IP+端口）。

ZooKeeper的Watcher机制是一种事件通知系统，允许客户端订阅特定节点的变化事件。当这些节点发生变化（如数据修改、节点创建或删除）时，ZooKeeper会向所有订阅了相应事件的客户端发送通知。Watcher提供了一种高效的方式来监控和响应分布式环境中的状态变化，而无需轮询，从而减少网络负载和响应时间。Watchers一次性触发，即一旦触发后，客户端需要重新设置Watcher以继续接收事件通知。

ZooKeeper的Watcher机制是观察者模式的分布式实现，允许客户端通过设置Watcher来监控特定znode的变化。这些事件包括节点的创建、删除、数据更新及子节点变更。Watcher是一次性的，事件触发后需重新设置以继续监控。这种机制避免了频繁的状态轮询，降低了网络和处理负载。

本项目实现了一个基于单例模式的日志系统，支持INFO和ERROR两种级别，适用于RPC框架多线程写日志，确保线程安全的日志记录。框架采用LockQueue维护一个线程安全的日志队列，允许多个线程将日志首先写入此队列，随后由专门的日志线程异步处理这些日志消息。框架还提供了LOG_INFO和LOG_ERROR宏，简化格式化日志的记录过程。通过GetInstance方法，系统全局提供日志实例，保证日志操作的一致性和效率。