O que é chamada de procedimento remoto (RPC)?

Uma chamada de procedimento remoto (RPC) é um método de comunicação que permite que um programa execute funções ou procedimentos em um computador diferente ou server como se estivessem funcionando localmente.

O que é chamada de procedimento remoto?

Chamada de Procedimento Remoto é um protocolo e conceito de programação que permite que um programa de computador execute um procedimento em outra máquina através de uma rede, enquanto aparece para o programador como uma chamada de função local. Ela fornece um mecanismo para comunicação entre processos em sistemas distribuídos, ocultando a complexidade dos protocolos de rede subjacentes e transmissão de dados.

Quando o RPC é usado, o processo do cliente envia uma solicitação ao server processo, que executa o procedimento especificado e retorna o resultado. Toda a troca é tratada por meio de stubs e middleware que executam tarefas como organização de argumentos, manipulação de transporte de rede e gerenciamento de respostas, para que os desenvolvedores possam trabalhar com chamadas de procedimentos simples em vez de codificar manualmente a comunicação em nível de soquete.

Ao criar esta abstração, o RPC facilita o design de cliente-server arquiteturas, aplicações distribuídas e serviços que rodam em diferentes máquinas, sistemas operacionais, ou ambientes, mantendo uma interação perfeita entre os componentes.

Tipos de chamadas de procedimento remoto

Os RPCs podem ser implementados de diferentes maneiras, dependendo de como lidam com a comunicação, a transferência de dados e o fluxo de execução. Essas variações afetam o desempenho, a transparência e a confiabilidade em sistemas distribuídos. Abaixo estão os principais tipos de RPCs e suas explicações:

• RPC síncrono. No RPC síncrono, o cliente envia uma solicitação ao server e espera até que o server termina o processamento e retorna uma resposta. Essa abordagem é simples, mas pode levar a atrasos se o server demora muito para responder, pois o cliente permanece bloqueado até que a operação seja concluída.
• RPC assíncrono. Com o RPC assíncrono, o cliente envia uma solicitação ao server e continua a execução sem esperar pela resposta. O server processa a solicitação de forma independente, e o cliente posteriormente recupera o resultado por meio de um mecanismo de retorno de chamada, pesquisa ou notificação. Isso melhora a capacidade de resposta, mas requer uma programação mais complexa para gerenciar os resultados.
• RPC unidirecional. O RPC unidirecional permite que o cliente envie uma solicitação ao server sem esperar nenhum valor de retorno ou confirmação. Normalmente, é usado para operações como registro ou notificações, onde a confirmação é desnecessária. Como não há espera envolvida, RPCs unidirecionais são eficientes, mas não oferecem garantia de entrega ou sucesso.
• RPC em lote. O Batch RPC permite que o cliente agrupe várias solicitações e as envie para o server em uma única chamada. O server executa cada solicitação e retorna os resultados em uma única resposta. Isso reduz a sobrecarga de múltiplas chamadas de rede e melhora o desempenho em cenários com solicitações frequentes ou repetitivas.
• RPC seguro. RPC seguro adiciona criptografia, autenticaçãoe verificações de integridade ao mecanismo RPC. Ele garante que a comunicação entre o cliente e server está protegido contra acesso não autorizado, adulteração de dados ou falsificação de identidade. Esse tipo de RPC é essencial em ambientes onde dados confidenciais são trocados entre redes.

Exemplo de chamada de procedimento remoto

Um exemplo de RPC pode ser visto em um cliente-server aplicação em que um cliente recupera informações do usuário de um serviço de banco de dados remoto.

Suponha que um desenvolvedor queira chamar uma função getUserDetails(userID) em seu programa local. Em vez de a função ser executada na máquina cliente, a chamada é enviada pela rede para um server hospedando o usuário banco de dados.

O sistema RPC gera recibos de clientes e server tocos. O stub do cliente recebe a chamada de função, organiza o argumento (o ID do usuário) e o envia como uma solicitação ao server através da rede. O server stub recebe a solicitação, desempacota os dados e invoca a função real getUserDetails(userID) no server. Uma vez que o server recupera as informações do usuário (como nome, e-mail e status da conta) e envia o resultado de volta ao stub do cliente, que desempacota os dados e os retorna como se a função tivesse sido executada localmente.

Da perspectiva do cliente, chamar getUserDetails(42) parece idêntico a invocar uma função local, mas na realidade, a computação e o acesso aos dados ocorreram remotamente no server.

Principais recursos da chamada de procedimento remoto

A Chamada de Procedimento Remoto apresenta um conjunto de recursos que facilitam aos desenvolvedores a construção de aplicações distribuídas inscrições ocultando a complexidade da comunicação em rede. Essas características definem como o RPC funciona e por que ele é amplamente utilizado em ambientes cliente-cliente.server e arquiteturas orientadas a serviços:

• TransparênciaO RPC faz com que chamadas de funções remotas pareçam idênticas às locais. Os desenvolvedores podem chamar um procedimento remoto sem se preocupar com as operações de rede subjacentes, serialização de dados ou detalhes de comunicação.
• Cliente-server modelo. O RPC naturalmente oferece suporte a um cliente-server estrutura, onde o cliente solicita serviços e o server fornece-os. Essa separação de funções simplifica o projeto de sistemas distribuídos.
• Stubs e mecanismo de proxy. O RPC usa stubs (no lado do cliente) e esqueletos ou proxies (no lado server (lado) para lidar com o empacotamento (marshalling) e o desempacotamento (unmarshalling) de parâmetros e resultados. Isso permite uma comunicação fluida sem a necessidade de manipulação manual de protocolos de rede.
• Organização e desorganização. Argumentos e valores de retorno são serializados (marshalled) em um formato adequado para transmissão pela rede e, em seguida, desserializados (desmarshalled) de volta em estruturas de dados utilizáveis. Isso garante compatibilidade entre sistemas heterogêneos.
• Abstração da comunicaçãoA camada RPC oculta detalhes do nível de transporte, como soquetes, formatação de mensagens e tratamento de erros. Essa abstração permite que os desenvolvedores se concentrem na lógica do aplicativo em vez do código de rede.
• Suporte síncrono e assíncrono. O RPC pode operar em modo síncrono, onde o cliente aguarda o server's resposta, ou modo assíncrono, onde o cliente continua a execução e processa o resultado posteriormente. Isso flexA compatibilidade oferece suporte a diferentes necessidades de aplicação.
• Tratamento de erros. Desde falhas de rede ou server podem ocorrer problemas, as estruturas RPC incluem mecanismos para tratamento de exceções, novas tentativas ou detecção de tempo limite para melhorar a confiabilidade.
• Independência de idioma e plataformaMuitas implementações de RPC são projetadas para funcionar em diferentes sistemas operacionais, arquiteturas e linguagens de programação. Protocolos como gRPC ou XML-RPC permitem interoperabilidade em ambientes heterogêneos.

Arquitetura RPC

A arquitetura de uma chamada de procedimento remoto é construída em torno do cliente-server modelo, onde o cliente solicita um serviço e o server fornece a execução desse serviço.

No lado do cliente, o aplicativo invoca uma função remota, que é interceptada por um esboço do clienteO stub é responsável por organizar os parâmetros, convertendo-os em um formato padronizado adequado para transmissão em rede. Esses dados são então passados ​​pelo subsistema de comunicação do sistema operacional e enviados pela rede para o server. Da perspectiva do cliente, parece que a função foi executada localmente, mesmo que a solicitação tenha viajado por uma rede.

No server lado, a solicitação é recebida por um server toco (às vezes chamado de esqueleto), que descompacta os dados de volta ao seu formato original e os passa para a implementação do procedimento. Após o server executa a função solicitada, o resultado é novamente organizado e enviado de volta pela rede, seguindo o caminho inverso através do server stub, camada de rede, stub do cliente e, finalmente, de volta ao aplicativo cliente.

Essa interação em camadas (aplicativo, stubs e sistema de comunicação) forma a base da arquitetura RPC, permitindo uma comunicação perfeita entre componentes distribuídos, ao mesmo tempo em que abstrai os detalhes dos protocolos de rede, representação de dados e tratamento de erros.

Usos da chamada de procedimento remoto

RPCs são amplamente utilizados em sistemas distribuídos e aplicações em rede porque simplificam a comunicação entre processos executados em máquinas diferentes. Abaixo estão as principais áreas onde o RPC é comumente aplicado:

• Cliente-server inscrições. O RPC é a base de muitos clientesserver sistemas, onde os clientes solicitam serviços como autenticação, lima acesso, ou banco de dados consultas e servers Fornecer o processamento. Permite uma interação fluida, sem exigir que o cliente gerencie os detalhes da rede.
• Sistemas distribuídosEm ambientes distribuídos, diferentes componentes podem ser executados em vários nós. O RPC permite que esses componentes interajam como se estivessem na mesma máquina, suportando tarefas como sistemas de arquivos, bancos de dados replicados e carga balanceada serviços.
• Comunicação de microsserviços. Moderno microsserviços frequentemente dependem de estruturas RPC, como gRPC, para se comunicar com eficiência. Essas estruturas fornecem comunicação de alto desempenho e independente de linguagem, com suporte a streaming, autenticação e escalabilidade.
• Configuração e gerenciamento remotoO RPC é frequentemente usado na administração de redes e sistemas para tarefas remotas de configuração, monitoramento e gerenciamento. Por exemplo, administradores de sistemas pode chamar procedimentos em máquinas remotas para atualizar configurações, verificar o status de integridade ou reiniciar serviços.
• Cloud e serviços web. O RPC sustenta muitos cloud APIs e serviços web, onde aplicativos clientes interagem com serviços remotos por meio de protocolos como JSON-RPC ou XML-RPC. Isso permite que desenvolvedores integrem funcionalidades de terceiros (por exemplo, gateways de pagamento, sistemas de mensagens) em seus aplicativos.
• Computação paralela e distribuída. em computação de alto desempenhoO RPC permite que tarefas sejam distribuídas entre múltiplos processadores ou máquinas. Cada nó pode realizar cálculos e retornar resultados, permitindo que problemas de larga escala sejam resolvidos com mais eficiência.

Implementação de RPC

A implementação de uma chamada de procedimento remoto envolve a configuração do fluxo de trabalho prático que permite que um cliente invoque funções em um ambiente remoto. server. O processo abrange tudo, desde a definição dos procedimentos e geração do código de suporte até a transmissão de solicitações, executando-as no server, e retornar os resultados ao cliente. Cada etapa garante que a comunicação entre o cliente e server é transparente e confiável.

1. Defina a interface. Os procedimentos que podem ser invocados remotamente são especificados usando uma Linguagem de Definição de Interface (IDL) ou notação equivalente.
2. Gerar stubs. A partir da definição da interface, as ferramentas produzem um stub do cliente e um server stub (esqueleto) que lida com tarefas de comunicação.
3. Prepare a solicitação. O stub do cliente organiza o nome do procedimento e os argumentos em uma mensagem de solicitação.
4. Transmita a solicitação. O módulo de comunicação do cliente envia a solicitação por meio de um protocolo de transporte, como TCP ou UDP.
5. Receba a solicitação. O serverO módulo de comunicação captura a mensagem e a encaminha para o server esboço
6. Desempacota os dados. O server stub reconstrói os argumentos em um formato utilizável para o server aplicação.
7. Execute o procedimento. O server o aplicativo executa o procedimento solicitado usando os argumentos não empacotados.
8. Retornar os resultados. O server O stub organiza os valores de retorno e os envia de volta pelo sistema de comunicação.
9. Entregue a resposta. O stub do cliente desempacota os resultados e os entrega ao aplicativo cliente.
10. Gerenciar detalhes de tempo de execução. O tempo de execução do RPC lida com detecção de erros, novas tentativas, tempos limite e quaisquer conversões de dados necessárias entre diferentes arquiteturas.

As vantagens e desvantagens dos RCPs

O RPC oferece uma maneira conveniente de construir sistemas distribuídos, ocultando a complexidade da comunicação em rede e fazendo com que as interações remotas pareçam chamadas de funções locais. Embora ofereça benefícios claros em termos de simplicidade, escalabilidade e interoperabilidade, também apresenta limitações, como latência, desafios de tolerância a falhas e sobrecarga de implementação.

Vantagens do RCP

O PRC oferece diversos benefícios que o tornam uma escolha popular para a construção de sistemas distribuídos. O principal ponto forte do protocolo reside na simplificação da interação entre aplicações em redes, abstraindo a complexidade da comunicação. Abaixo, as principais vantagens:

• TransparênciaO RPC faz com que chamadas remotas pareçam e se comportem como chamadas de função locais. Os desenvolvedores não precisam lidar com programação de soquetes ou protocolos de rede de baixo nível, o que simplifica a codificação e melhora a produtividade.
• Modularidade e reutilização. Ao separar o cliente e server lógica, o RPC promove o design de aplicativos modulares. ServerOs procedimentos do lado podem ser reutilizados em diferentes aplicativos cliente sem reescrever o código.
• InteroperabilidadeMuitas estruturas RPC, como gRPC, XML-RPC ou JSON-RPC, oferecem suporte à comunicação entre plataformas. Isso permite que sistemas criados em diferentes linguagens de programação ou executados em diferentes sistemas operacionais interajam perfeitamente.
• Global. O RPC oferece suporte a arquiteturas distribuídas, permitindo que os aplicativos sejam dimensionados por meio da distribuição de cargas de trabalho em vários servers. Isso é especialmente útil para serviços de alta demanda e cloudsistemas baseados.
• Facilidade de desenvolvimentoOs desenvolvedores podem se concentrar na lógica do aplicativo em vez dos detalhes da comunicação de rede. Stubs e middleware cuidam do marshalling, unmarshalling e transporte, reduzindo a complexidade da implementação.

Desvantagens do RCP

Embora o RPC simplifique a computação distribuída, ele também apresenta vários desafios que devem ser considerados antes da implementação. Essas desvantagens geralmente decorrem da dependência de redes e da complexidade oculta por trás da abstração:

• Dependência de redeAo contrário das chamadas de função locais, o RPC depende da disponibilidade e estabilidade da rede. Atrasos na rede, perda de pacotes ou interrupções podem causar falhas nas chamadas ou tornar a execução significativamente mais lenta.
• Sobrecarga de latência e desempenhoCada RPC envolve marshalling, transmissão pela rede e desempacotamento, o que aumenta a sobrecarga em comparação com chamadas locais. A alta latência pode afetar a capacidade de resposta do sistema, especialmente em RPCs síncronos.
• Tratamento de erros complexos. Falhas no RPC podem surgir de várias fontes, como problemas de rede, server falhas ou formatos de dados incompatíveis. Lidar com esses erros é mais complexo do que em chamadas de procedimentos locais e requer um design cuidadoso.
• Riscos de segurança. O RPC expõe a comunicação entre clientes e servers a ameaças potenciais, como interceptação, falsificação de identidade ou adulteração. Sem criptografia e autenticação adequadas, dados confidenciais podem ser comprometidos.
• Acoplamento apertado. Em muitos sistemas RPC, o cliente e server devem concordar com definições exatas de procedimentos e formatos de dados. Isso pode dificultar atualizações ou alterações, pois a modificação de um lado geralmente requer alterações no outro.
• Sobrecarga de implementação. Embora o RPC oculte a complexidade para os desenvolvedores, a configuração da infraestrutura, como a geração de stubs, a definição de interfaces e a configuração de middleware, exige ferramentas e esforço adicionais.

Perguntas frequentes sobre RPC

Aqui estão as respostas para as perguntas mais frequentes sobre RPC.

É seguro desabilitar a chamada de procedimento remoto?

Não. O RPC é uma parte essencial da maioria dos sistemas operacionais, incluindo Windows, Linux/UNIX e macOS. Desabilitá-lo pode interromper funções críticas como autenticação, compartilhamento de arquivos e gerenciamento do sistema. Se você não precisar de determinados serviços baseados em RPC (por exemplo, NFS no Linux), desabilite-os individualmente ou restrinja o acesso com firewalls em vez de desligar o RPC completamente.

Qual é a diferença entre API e RPC?

A principal diferença entre uma API (interface de programação de aplicativos) e uma RPC (chamada de procedimento remoto) está no seu escopo e na maneira como facilitam a comunicação entre componentes de software.

Uma API é um conceito amplo que define um conjunto de regras, endpoints ou interfaces por meio dos quais um software interage com outro. As APIs podem ser locais ou remotas e vêm em diversos estilos, como REST, SOAP, GraphQL e RPC. Essencialmente, uma API descreve o que as operações estão disponíveis e como para acessá-los, fornecendo um contrato padronizado para integração.

O RPC, por outro lado, é um mecanismo de comunicação específico frequentemente usado para implementar APIs. Ele permite que um programa execute uma função ou procedimento em um sistema remoto como se fosse local, ocultando a complexidade da comunicação de rede.

Embora uma API possa ser projetada em torno de princípios RESTful (orientada a recursos) ou GraphQL (baseada em consultas), uma API no estilo RPC é orientado para a ação, ele modela operações como chamadas de procedimento como getUserDetails() ou updateRecord().

RCP vs. REST

Aqui está uma comparação estruturada de RPC vs. REST: