答案：该C++ RPC框架通过函数注册、JSON序列化和TCP通信实现远程调用。客户端调用本地桩函数，参数与函数名被序列化后发送至服务端；服务端反序列化请求，查找注册函数并执行，将结果序列化回传；核心包括RpcRequest/RpcResponse结构定义、RpcServer处理客户端连接与函数执行、RpcClient封装请求发送与响应接收；示例中add函数注册与调用验证了整数相加功能，展示了RPC基本流程。
实现一个简单的 C++ RPC（Remote Procedure Call）框架，核心是让客户端像调用本地函数一样调用远程服务器上的函数。这需要解决函数名映射、参数序列化、网络传输和响应返回等问题。下面从基本原理出发，逐步构建一个轻量级的 RPC 框架。
1. RPC 基本流程
一个最简 RPC 调用过程包括：
- 客户端调用本地“桩”函数（stub）
- 桩函数将函数名和参数序列化
- 通过网络发送到服务端
- 服务端反序列化，查找并执行对应函数
- 将结果序列化后返回客户端
- 客户端反序列化结果并返回
2. 序列化与函数注册
使用 JSON 或自定义格式进行参数序列化。这里以 JSON 为例（可用 nlohmann/json 简化操作）。
示例：定义请求结构
struct RpcRequest {
std::string func_name;
nlohmann::json args;
};
struct RpcResponse {
int code = 0;
std::string msg;
nlohmann::json result;
};
服务端需维护函数注册表：
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class RpcServer {
public:
using Func = std::function;
void register_function(const std::string& name, Func f) {
functions[name] = f;
}
private:
std::unordered_map functions;
};
3. 网络通信设计（基于 TCP）
使用 socket 实现简单 TCP 通信。客户端发送序列化后的请求，服务端接收并处理。
服务端监听循环示例：
void RpcServer::run(int port) {
int server_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
struct sockaddr_in addr;
addr.sin_family = AF_INET;
addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
addr.sin_port = htons(port);
bind(server_fd, (struct sockaddr*)&addr, sizeof(addr));
listen(server_fd, 5);
while (true) {
int client_fd = accept(server_fd, nullptr, nullptr);
handle_client(client_fd);
}
}
处理客户端请求：
void RpcServer::handle_client(int client_fd) {
char buffer[1024] = {0};
read(client_fd, buffer, 1024);
// 解析请求
auto req_json = nlohmann::json::parse(buffer);
RpcRequest req{
req_json["func_name"],
req_json["args"]
};
// 查找并执行函数
auto it = functions.find(req.func_name);
RpcResponse resp;
if (it != functions.end()) {
try {
resp.result = it->second(req.args);
} catch (...) {
resp.code = -1;
resp.msg = "error executing function";
}
} else {
resp.code = -1;
resp.msg = "function not found";
}
// 返回结果
std::string resp_str = resp.result.dump();
send(client_fd, resp_str.c_str(), resp_str.size(), 0);
close(client_fd);
}
4. 客户端调用封装
客户端封装发送请求和接收结果的过程：
class RpcClient {
public:
RpcClient(const std::string& ip, int port) {
sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
struct sockaddr_in serv_addr;
serv_addr.sin_family = AF_INET;
serv_addr.sin_port = htons(port);
inet_pton(AF_INET, ip.c_str(), &serv_addr.sin_addr);
connect(sockfd, (struct sockaddr*)&serv_addr, sizeof(serv_addr));
}
std::string call(const std::string& func, const nlohmann::json& args) {
RpcRequest req{func, args};
std::string data = nlohmann::json(req).dump();
send(sockfd, data.c_str(), data.size(), 0);
char buffer[1024] = {0};
int n = read(sockfd, buffer, 1024);
return std::string(buffer, n);
}
private:
int sockfd;
};
这样，用户可以通过 client.call("add", {{"a", 1}, {"b", 2}}) 远程调用服务端函数。
5. 示例：注册一个加法函数
在服务端注册函数：
server.register_function("add", [](const nlohmann::json& args) {
int a = args.value("a", 0);
int b = args.value("b", 0);
return nlohmann::json(a + b).dump();
});
客户端调用：
RpcClient client("127.0.0.1", 8080);
std::string result = client.call("add", {{"a", 3}, {"b", 4}});
int sum = nlohmann::json::parse(result);
// sum == 7
基本上就这些。这个简易框架展示了 RPC 的核心机制：函数注册、序列化、网络通信和调用转发。实际项目中可扩展支持更多数据类型、错误处理、超时机制和多线程。不复杂但容易忽略细节，比如连接管理或异常安全。
