大多数程序员都用过 Dubbo、gRPC、Spring Cloud 等成熟框架。但你是否想过：RPC 的本质到底是什么？
本文带你从零手撕一个具备通信、注册、负载均衡、限流熔断、监控告警、CI/CD 等完整能力的 RPC 框架，真正搞懂它的原理、设计思路和可落地的工程实现。

什么是 RPC？

orderService.createOrder(order);

你以为调用的是本地方法，其实请求已经通过网络，发到了远程机器上。

我们要实现一个什么样的 RPC 框架？

目标：打造一个高可用、模块化、具备生产级能力的轻量 RPC 框架：

特性包括：
 基于 Netty 的通信能力
 支持自定义协议编解码
 支持服务注册与发现
 支持多种负载均衡策略
 实现限流熔断机制
 实现调用链追踪（TraceId）
 集成 Prometheus 监控 & 告警
 支持 GitHub Actions + Docker + K8s 的 CI/CD

最终，你将收获一套真实可用、具备核心治理能力的 RPC 框架，并搞懂它的每一层实现原理。

一、框架架构总览

┌────────────┐ ┌────────────┐
│ Consumer │─────│ Provider │
└────────────┘ └────────────┘
│ │
▼ ▼
┌────────────────────────────────────┐
│ 通信层（Netty） │
│ 编解码层（自定义协议） │
│ 注册中心（ZK/Nacos） │
│ 路由负载均衡（轮询/Hash） │
│ 服务治理（限流、熔断、重试） │
│ 监控链路追踪（TraceId + Prom） │
└────────────────────────────────────┘

二、从底层开始：通信协议 & 编解码

我们设计一套简单的协议：

魔数 + 版本 + 消息类型 + 请求ID + 数据长度 + 请求体

使用 Netty 实现通信：

// 编解码器
class MessageEncoder extends MessageToByteEncoder<RpcRequest> { ... }
class MessageDecoder extends ByteToMessageDecoder { ... }
// Netty 服务端/客户端
ServerBootstrap bootstrap = new ServerBootstrap();
bootstrap.childHandler(new ChannelInitializer<>() { ... });

支持心跳包、超时机制、自定义序列化（JSON / Protobuf）。

三、注册中心：服务注册 & 发现

我们用 Zookeeper 实现一个简单的服务注册中心：

/rpc-services/OrderService/providers/ip:port

• Provider 启动时向 ZK 注册临时节点
• Consumer 启动时订阅节点变化，动态维护 Provider 列表

可封装：

interface RegistryService {
void register(String serviceName, String ip, int port);
List<Endpoint> discover(String serviceName);
}

四、负载均衡策略

支持策略：

• 轮询（RoundRobin）
• 随机（Random）
• 一致性哈希（ConsistentHash）
• 最少连接数（LeastActive）

public interface LoadBalancer {
Endpoint select(List<Endpoint> endpoints);
}

五、服务治理：限流 + 熔断 + 重试

限流（令牌桶算法）

class TokenBucketLimiter {
int capacity = 100;
AtomicInteger tokens = new AtomicInteger(capacity);
...
}

熔断器状态图

CLOSED ——→ OPEN ——→ HALF-OPEN ——→ CLOSED

六、链路追踪 & 调用监控

每次 RPC 请求打上唯一 TraceId：

ThreadLocalContext.set("traceId", UUID.randomUUID().toString());

日志中统一打印：

[traceId=abc123] 调用 OrderService 耗时 48ms 成功

监控系统使用 Micrometer + Prometheus：

• QPS
• RT（响应时间）
• 错误率
• 在线 Provider 数量

结合 Grafana 做可视化展示。

七、CI/CD：从构建到部署

构建方式

• 使用 GitHub Actions 编译 + 打包 + Docker 镜像
• Docker 镜像推送到 Registry（如 Aliyun、Harbor）
• 使用 Helm 部署到 Kubernetes 集群

示例流程：

- name: Build
run: mvn clean package
- name: Docker Build
run: docker build -t my-rpc-service .
- name: Push to Registry
run: docker push my-rpc-service
- name: Deploy to K8s
run: helm upgrade --install ...

八、告警系统接入

• Prometheus + AlertManager 设置告警规则
• 支持钉钉 / 飞书 / 邮件 Webhook
• 典型告警场景：
• Provider 数量变为 0
• 错误率超过 10%
• 响应延迟高于 500ms

九、一套完整使用示例（业务开发者视角）

服务提供者：

@RpcService
public class OrderServiceImpl implements OrderService {
public void createOrder(Order order) {
...
}
}

服务消费者：

@RpcReference
private OrderService orderService;
orderService.createOrder(order); // 框架自动路由 + 远程调用

十、总结

最后

写这个 RPC 框架不是为了“造轮子”，而是：

了解分布式通信的本质

训练系统设计能力

拥有架构思维

打开深入中间件开发的大门