分布式系统——RPC中的参数传递语义

分布式系统是由一系列机器组成的网络，这些机器可以通过消息传递的方式相互交换信息。这种机制非常有用，因为它有助于实现资源的共享。在本文中，我们将详细探讨分布式系统中RPC机制中的各种参数传递语义问题。

RPC中的参数传递语义：

在远程过程调用中，参数传递是客户端与服务器之间共享信息的唯一方式。在分布式应用程序中，远程过程调用所使用的各种参数传递方式包括以下几种：

按值调用：客户端将数值复制并打包成消息，然后通过网络将其发送到服务器。

• 参数打包是指将各个参数封装成一个消息的过程。以远程过程 add(x, y)为例，该过程会返回两个整数参数的相加结果。
• 客户端 stub 会将它的两个参数存储在一个消息中，同时还会包含被调用方法的名称或编号。
• 当消息到达服务器时，该 stub 会评估该消息的内容，以确定需要调用哪种方法，然后执行相应的操作。
• 在服务器完成执行后，客户端会将服务器的结果作为一条消息发送过来。这条消息会被客户端接口接收，然后经过处理之后，才会被返回给客户端程序。
• 只要客户端和服务器上的计算机具有相似的特性，且所有参数和结果都是标量类型，比如布尔值、字符以及整数，那么这种参数解析方式就能很好地工作。

2. 引用传递：所谓“按引用传递”，指的是参数指向的指针是从客户端传输到服务器端的。在某些RPC技术中，参数可以通过引用方式传递。这种技术通常用于封闭系统中，即多个进程共享同一个地址。

• 例如，在采用分布式共享内存技术的分布式系统中，参数可以通过引用方式传递。
• 如果在客户端方面，第二个参数表示的是缓冲区的地址。假设这个地址为100，那么仅仅向服务器提供100这个数字是不够的。因为服务器上的地址可能位于程序文本的中间位置。在某些系统中，这种地址是通过向服务器发送指针来实现的，同时还需要在服务器函数中实现与指针相关的特殊逻辑处理。
• 可以先将指针存储在一个寄存器中，然后再通过该寄存器间接访问该指针所指向的地址。使用这种技术时，需要向客户端发送消息，指示其获取并传递所指向的对象的内容（即读取该对象的值），或者将该对象的值存储到指定的地址中（即写入该地址）。虽然这种方法效果不错，但大多数情况下效率并不高。
• 只有在该进程的内存地址空间中，指针才具有实际意义。如果第二个参数是客户端上缓冲区的地址，即1000，那么仅仅向服务器提供1000这个数值是不够的，因为服务器上的地址1000可能位于程序文本的中间位置。
• 例如，在C语言中，当处理数组时，需要提供变量的地址。此外，还需要处理基于指针的数据结构，比如指针、列表、树、栈、图等。
  • 对象调用引用：在这里，RPC机制使用的是对象调用方式。存储变量的数值被用来指向某个对象。
  • 按移动方式调用：参数是通过引用传递的，这与按对象调用的方式类似。不过，在调用过程中，参数所指向的对象会被移动到目标节点上。如果参数仍然留在调用方的节点上，那么这种调用方式就被称为“按访问点调用”。这种方式使得参数对象可以与调用消息一起被打包在同一网络中，从而减少了网络流量和消息数量。

问题/困难：

• 然而，在大型分布式系统中，通常会存在多种不同类型的机器。数字、字母以及其他数据对象，在不同机器上呈现的方式也会有所不同。
• 例如，IBM大型机和IBM个人计算机所使用的编码方式不同。IBM大型机使用EBCDIC编码方式，而IBM个人计算机则使用ASCII编码方式。由于这种差异，这两个系统之间无法相互传输字符数据。
• 无论是整数还是浮点数，在表示方式上都可能遇到一些挑战。
• 另一个问题是，有些机器是从右向左来计数字节的，而另一些机器则是从左向右来计数字节的。例如，Intel/AMD的x86架构、Digital VAX以小端格式处理数据，而Sun SPARC和Power PC则采用大端格式来处理数字。