This is a course taught in SUSTech 2025 Fall by Prof. Zhuozhao Li.

RPC

为什么要有RPC

因为我们不想socket编程

Goal: Easy-to-program network communication that makes client-server communication transparent

RPC 要解决的问题

1. 异构
2. Failure
3. 性能

For a remote procedure call, a remote machine may: • Run process written in a different language • Represent data types using different sizes • Use a different byte ordering (endianness) • Represent floating point numbers differently • Have different data alignment requirements • e.g., 4-byte type begins only on 4-byte memory boundary

RPC的example

注意，RPC的底层不一定是一定要tcp，udp也可以

RPC 是一种远程调用的协议

Fault Tolerance

为什么会 错误？

1. Client may crash and reboot
   2. Packets may be dropped • Some individual packet loss in the Internet • Broken routing results in many lost packets
   3. Server may crash and reboot
   4. Network or server might just be very slow

gRPC: 用Http实现的RPC，是一种计算范式

至少一次机制

在分布式系统里，“至少一次 (at-least-once)” 是一种消息投递或任务执行的交付语义 (delivery semantics)。它主要用于描述在消息队列、事件流系统、RPC 调用、或者分布式作业调度中，系统如何保证一条消息最终被处理。

三种常见交付语义

1. 至多一次 (at-most-once)
   • 消息最多被处理一次，可能丢失，但不会重复。
   • 优点：延迟低，性能好。
   • 缺点：可能丢数据。

2. 至少一次 (at-least-once)
   • 消息保证最终会被处理，但可能被处理多次（即重复）。
   • 典型实现：失败重试机制。如果处理失败或超时，消息会被重新投递，直到确认成功。
   • 缺点：需要应用层自己处理幂等性 (idempotence)，否则会出现重复处理的问题。
   • 解决方案是用一个独立id

这里有可能id数量会太大，一种解决方案是discarding server state

3. 恰好一次 (exactly-once)
   • 消息保证不丢失且只处理一次。
   • 实现复杂，常需要事务、日志或两阶段提交，性能开销较大。

举个例子

• Kafka 默认提供 at-least-once 语义。消费者如果处理失败或崩溃，broker 会再次投递消息 → 消息一定能被处理，但可能被消费多次。
• 分布式 RPC 重试：如果客户端调用服务超时，可能会重试 → 服务端其实已经执行过一次，重试时就会再次执行 → 至少一次。

At least once 至少读一次

这个场景面对的是读取数据的情况

Summary