本文章轉載自 http://blog.csdn.net/xxxluozhen/article/details/5605818 作者寫的很詳細并且通俗易懂
一、什麼是遠端過程調用
什麼是遠端過程調用 RPC(Remote Procedure Call)? 你可能對這個概念有點陌生, 而你可能非常熟悉 NFS, 是的,
NFS 就是基于 RPC 的. 為了了解遠端過程調用，我們先來看一下過程調用。
所謂過程調用，就是将控制從一個過程 A 傳遞到另一個過程 B, 傳回時過程 B 将控制程序交給過程 A。目前大多數系統
中, 調用者和被調用者都在給定主機系統中的一個程序中, 它們是在生成可執行檔案時由連結器連接配接起來的, 這類過程調用稱
為本地過程調用。
遠端過程調用(RPC)指的是由本地系統上的程序激活遠端系統上的程序, 我們将此稱為過程調用是因為它對程式員來說表現
為正常過程調用。處理遠端過程調用的程序有兩個, 一個是本地客戶程序, 一個是遠端伺服器程序。對本地程序來說, 遠端過
程調用表現這對客戶程序的控制, 然後由客戶程序生成一個消息, 通過網絡系統調用發往遠端伺服器。網絡資訊中包括過程調
用所需要的參數, 遠端伺服器接到消息後調用相應過程, 然後将結果通過網絡發回客戶程序, 再由客戶程序将結果傳回給調用
程序。是以, 遠端系統調用對調用者表現為本地過程調用, 但實際上是調用了遠端系統上的過程。
二、遠端過程調用模型
本地過程調用: 一個傳統程式由一個或多個過程組成。它們往往按照一種調用等級來安排。如下圖所示:
遠端過程調用: 使用了和傳統過程一樣的抽象, 隻是它允許一個過程的邊界跨越兩台計算機。如下圖所示:
三、遠端過程和本地過程的對比
首先, 網絡延時會使一個遠端過程的開銷遠遠比本地過程要大
其次, 傳統的過程調用因為被調用過程和調用過程運作在同一塊記憶體空間上, 可以在過程間傳遞指針。而遠端過程不能夠将
指針作為參數, 因為遠端過程與調用者運作在完全不同的位址空間中。
再次, 因為一個遠端調用不能共享調用者的環境, 是以它就無法直接通路調用者的 I/O 描述符或作業系統功能。
四、遠端過程調用的幾種版本
(1) Sun RPC (UDP, TCP)
(2) Xerox Courier (SPP)
(3) Apollo RPC (UDP, DDS)
其中 Sun RPC 可用于面向連接配接或非面向連接配接的協定; Xerox Courier 僅用于面向連接配接的協定; Apollo RPC 僅用于非連接配接的協定
五、如何編寫遠端過程調用程式
為了将一個傳統的程式改寫成 RPC 程式, 我們要在程式裡加入另外一些代碼, 這個過程稱作 stub 過程。我們可以想象一
個傳統程式, 它的一個過程被轉移到一個遠端機器中。在遠端過程一端, stub 過程取代了調用者。這樣 stub 實作了遠端過
程調用所需要的所有通信。因為 stub 與原來的調用使用了一樣的接口, 是以增加這些 stub 過程既不需要更改原來的調用過
程, 也不要求更改原來的被調用過程。如下圖所示:
Win32 RPC 程式設計(一)
我們從一個簡單的 RPC “Hello, world!”的例子開始。
參考資料：MSDN: Win32 and COM Development -> Networking -> Network Protocols -> Remote Procedure Calls (RPC)
第1步：編寫 IDL（Interface Description Language，接口描述語言）檔案
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IDL 是一個通用的工業标準語言，大家應該不陌生，因為 COM 裡面也是用它來描述接口的。
Hello.idl:
[
uuid("4556509F-618A-46CF-AB3D-ED736ED66477"), // 唯一的UUID，用 GUIDGen 生成
version(1.0)
]
interface HelloWorld
{
// 我們定義的方法
void Hello([in,string]const char * psz);
void Shutdown(void);
}
一個可選的檔案是應用程式配置檔案（.acf），它的作用是對 RPC 接口進行配置，例如下面的 Hello.acf 檔案：
Hello.acf:
[
implicit_handle(handle_t HelloWorld_Binding)
]
interface HelloWorld
{
}
上面定義了 implicit_handle，這樣用戶端将綁定句柄 HelloWorld_Binding 了，後面的用戶端代碼中我們會看到。
編譯 IDL 檔案：
>midl Hello.idl
Microsoft (R) 32b/64b MIDL Compiler Version 6.00.0366
Copyright (c) Microsoft Corporation 1991-2002. All rights reserved.
Processing ./Hello.idl
Hello.idl
Processing ./Hello.acf
Hello.acf
我們可以看到自動生成了 Hello.h, Hello_s.c, Hello_c.c 檔案，這些叫做 rpc stub 程式，不過我們可以不管這個概念，
我們隻需要知道 Hello.h 裡面定義了一個
extern RPC_IF_HANDLE HelloWorld_v1_0_s_ifspec;
這個 RPC_IF_HANDLE 将在後面用到。
第2步：編寫服務端程式
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第1步中我們已經約定了調用的接口，那麼現在我們開始實作其服務端。代碼如下：
server.c
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include "Hello.h" // 引用MIDL 生成的頭檔案
void Hello(const unsigned char * psz)
{
printf("%s/n", psz);
}
void Shutdown(void)
{
// 下面的操作将導緻 RpcServerListen() 退出
RpcMgmtStopServerListening(NULL);
RpcServerUnregisterIf(NULL, NULL, FALSE);
}
int main(int argc,char * argv[])
{
// 用Named Pipe 作為RPC 的通道，這樣EndPoint 參數就是Named Pipe 的名字
// 按照Named Pipe 的命名規範，/pipe/pipename，其中pipename 可以是除了/
// 之外的任意字元，那麼這裡用一個GUID 串來命名，可以保證不會重複
RpcServerUseProtseqEp((unsigned char *)"ncacn_np", 20, (unsigned char *)"//pipe//{8dd50205-3108-498f-96e8-dbc4ec074cf9}", NULL);
///正确的寫法應該為\\pipe\\{8dd50205-3108-498f-96e8-dbc4ec074cf9}
// 注冊接口，HelloWorld_v1_0_s_ifspec 是在MIDL 生成的Hello.h 中定義的
RpcServerRegisterIf(HelloWorld_v1_0_s_ifspec, NULL, NULL);
// 開始監聽，本函數将一直阻塞
RpcServerListen(1,20,FALSE);
return 0;
}
// 下面的函數是為了滿足連結需要而寫的，沒有的話會出現連結錯誤
void __RPC_FAR* __RPC_USER midl_user_allocate(size_t len)
{
return(malloc(len));
}
void __RPC_USER midl_user_free(void __RPC_FAR *ptr)
{
free(ptr);
}
編譯：
>cl /D_WIN32_WINNT=0x500 server.c Hello_s.c rpcrt4.lib
用于 80x86 的 Microsoft (R) 32 位 C/C++ 優化編譯器 14.00.50727.42 版
版權所有(C) Microsoft Corporation。保留所有權利。
server.c
Hello_s.c
正在生成代碼...
Microsoft (R) Incremental Linker Version 8.00.50727.42
Copyright (C) Microsoft Corporation. All rights reserved.
/out:server.exe
server.obj
Hello_s.obj
rpcrt4.lib
編譯時為什麼要指定 _WIN32_WINNT=0x500 呢？因為如果沒有的話會報告下面的錯誤：
Hello_s.c(88) : fatal error C1189: #error : You need a Windows 2000 or later to
run this stub because it uses these features:
第3步：編寫用戶端程式
-------------------------------------------------------------------------
用戶端的代碼：
client.c
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include "Hello.h" // 引用MIDL 生成的頭檔案
int main(int argc, char * argv[])
{
unsigned char * pszStringBinding = NULL;
if ( argc != 2 )
{
printf("Usage:%s <Hello Text>/n", argv[0]);
return 1;
}
// 用Named Pipe 作為RPC 的通道。參見server.c 中的RpcServerUseProtseqEp() 部分
// 第3 個參數NetworkAddr 如果取NULL，那麼就是連接配接本機服務
// 否則要取servername 這樣的格式，例如你的計算機名為jack，那麼就是//jack
RpcStringBindingCompose( NULL, (unsigned char*)"ncacn_np", NULL, (unsigned char*)"//pipe//{8dd50205-3108-498f-96e8-dbc4ec074cf9}", NULL, &pszStringBinding );
// 綁定接口，這裡要和 Hello.acf 的配置一緻，那麼就是HelloWorld_Binding
RpcBindingFromStringBinding(pszStringBinding, & HelloWorld_Binding );
// 下面是調用服務端的函數了
RpcTryExcept
{
if ( _stricmp(argv[1], "SHUTDOWN") == 0 )
{
Shutdown();
}
else
{
Hello((unsigned char*)argv[1]);
}
}
RpcExcept(1)
{
printf( "RPC Exception %d/n", RpcExceptionCode() );
}
RpcEndExcept
// 釋放資源
RpcStringFree(&pszStringBinding);
RpcBindingFree(&HelloWorld_Binding);
return 0;
}
// 下面的函數是為了滿足連結需要而寫的，沒有的話會出現連結錯誤
void __RPC_FAR* __RPC_USER midl_user_allocate(size_t len)
{
return(malloc(len));
}
void __RPC_USER midl_user_free(void __RPC_FAR *ptr)
{
free(ptr);
}
編譯：
>cl /D_WIN32_WINNT=0x500 client.c Hello_c.c rpcrt4.lib
用于 80x86 的 Microsoft (R) 32 位 C/C++ 優化編譯器 14.00.50727.42 版
版權所有(C) Microsoft Corporation。保留所有權利。
client.c
Hello_c.c
正在生成代碼...
Microsoft (R) Incremental Linker Version 8.00.50727.42
Copyright (C) Microsoft Corporation. All rights reserved.
/out:client.exe
client.obj
Hello_c.obj
rpcrt4.lib
第4步：測試：
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運作 server.exe，将彈出一個 console 視窗，等待用戶端調用。
運作用戶端 client.exe：
>client hello
可以看到 server.exe 的 console 視窗出現 hello 的字元串。
>client shutdown
server.exe 退出。
Win32 RPC 程式設計(二)
這部分基本和上一節一樣，不過上一節中 RPC 是通過 Named Pipe 調用的，這裡我們再試一下 TCP 的方式。
代碼大部分都是相同的, IDL 接口不用變(無論是通過什麼方式 RPC，接口都是與之無關的)。
服務端要換成 TCP 的方式：
---------------------------------
int main(int argc,char * argv[])
{
// 用TCP 方式作為RPC 的通道。綁定端口13521。
RpcServerUseProtseqEp(
(unsigned char *)"ncacn_ip_tcp",
RPC_C_PROTSEQ_MAX_REQS_DEFAULT,
(unsigned char *)"13521",
NULL);
// 注意：從Windows XP SP2 開始，增強了安全性的要求，如果用 RpcServerRegisterIf() 注冊
// 接口，用戶端調用時會出現 RpcExceptionCode() == 5，即Access Denied 的錯誤. 是以，必
// 須用 RpcServerRegisterIfEx 帶 RPC_IF_ALLOW_CALLBACKS_WITH_NO_AUTH 标志允許用戶端直
// 接調用。
// RpcServerRegisterIf(HelloWorld_v1_0_s_ifspec, NULL, NULL);
RpcServerRegisterIfEx(
HelloWorld_v1_0_s_ifspec, // Interface to register.
NULL,
NULL, // Use the MIDL generated entry-point vector.
RPC_IF_ALLOW_CALLBACKS_WITH_NO_AUTH,
0,
NULL);
// 後面都相同
...
return 0;
}
用戶端的調用方式也要換：
---------------------------------
int main(int argc, char * argv[])
{
// 前面都相同
...
// 用 TCP 方式作為 RPC 的通道。伺服器端口 13521。第3個
// 參數 NetworkAddr 如果取 NULL，那麼就是連接配接本機服務,
// 也可以取IP, 域名, servername 等
RpcStringBindingCompose(
NULL,
(unsigned char*)"ncacn_ip_tcp",
(unsigned char*)"localhost" ,
(unsigned char*)"13521",
NULL,
&pszStringBinding
);
// 後面都相同
...
}
别的地方都是一樣的。
我們在上一節的基礎上，讨論如何實作異步的 RPC 調用。前兩節示範的函數調用都是同步的，即調用函數 Hello() 時，
用戶端将阻塞住直到服務端的 Hello() 函數傳回。如果服務端函數需要進行一些費時的操作，例如複雜的計算、查詢，
用戶端隻能一直阻塞在那裡。這種情況下，我們可以使用異步的 RPC 提高用戶端的性能。
異步的RPC是通過配置檔案（.acf）來啟用的：
--------------------------------------------
Hello.acf:
[
implicit_handle(handle_t HelloWorld_Binding)
]
interface HelloWorld
{
[async] Hello(); // 增加了 [async] 表明這是異步調用
}
原來的接口 HelloWorld 有兩個方法，Hello() 和 Shutdown()，Shutdown() 我們仍然讓它是同步調用，是以在.acf文
件中不用列出。IDL 接口檔案還是可以不用修改。
服務端的代碼 server.c 中的 Hello() 要改成下面的樣子：
------------------------------------------------------
void Hello(PRPC_ASYNC_STATE rpcAsyncHandle, const unsigned char * psz)
{
// 模拟一個長時間的操作
printf("Sleep 5 seconds.../n");
Sleep(5000);
printf("%s/n", psz);
// 表明調用已經完成
RpcAsyncCompleteCall(rpcAsyncHandle, NULL);
}
服務端的其它代碼不用修改。
用戶端client.c中的調用方式也要換：
---------------------------------
int main(int argc, char * argv[])
{
// 前面都相同
...
// 下面是調用服務端的函數
RpcTryExcept
{
if ( _stricmp(argv[1], "SHUTDOWN") == 0 )
{
Shutdown();
}
else
{
// 初始化異步調用
RPC_ASYNC_STATE async;
RpcAsyncInitializeHandle( &async, sizeof(async) );
async.UserInfo = NULL;
async.NotificationType = RpcNotificationTypeNone;
// 本函數能立即傳回
Hello( &async, (unsigned char*)argv[1]);
// 查詢調用的狀态
while ( RpcAsyncGetCallStatus(&async) == RPC_S_ASYNC_CALL_PENDING )
{
printf("Call Hello() pending, wait 1s.../n");
Sleep(1000);
}
// 通知調用已經完成
RpcAsyncCompleteCall( &async, NULL );
}
}
RpcExcept(1)
{
printf( "RPC Exception %d/n", RpcExceptionCode() );
}
RpcEndExcept
// 後面都相同
...
}
這樣用戶端就實作了異步調用!
Win32 RPC 程式設計(四)
這節我們來談談 Windows NT 下 RPC 的高性能模式 - LPC。
很多 Windows 程式設計入門的書裡面講 Windows 的程序間通信，都會講 WM_COPYDATA，講匿名管道，講命名管道，講共享記憶體等等，
但是很少有講 RPC 的，為什麼呢？因為 RPC 看名字，就叫“Remote Procedure Call”，一看就是給分布式系統通信用的，雖然
也可以作為本機程序間通信用，但是性能上總是讓人懷疑。是以很多人設計的程序間通信模型，都是用 WM_COPYDATA，或者管道，
或者幹脆共享記憶體，相當于自己造輪子，一切從頭做起。但 RPC 确實好用啊，調用起來就像調用庫函數一樣，通信的細節全給你
封裝起來了。那 RPC 有沒有性能好一點的模式呢？這就是下面要講的 LPC 模式了。
LPC（Local Procedure Call）是 Windows NT 内部的高性能的通信模式。它是在核心中實作的，主要用于 Win32 子系統内部的
通信，比如 csrss, lsass 都大量的用到了 LPC。在前面示範的代碼中，隻需要改一行代碼,我們就可使用 LPC 了,其實 RPC 就
是内部使用 LPC 來進行通信，性能大大提高。
服務端代碼：
server.c
--------------
// 用LPC 方式通信
RpcServerUseProtseqEp(
(unsigned char *)"ncalrpc",
RPC_C_PROTSEQ_MAX_REQS_DEFAULT,
(unsigned char *)"AppName",
NULL);
用戶端代碼：
client.c
--------------
// 用LPC 方式通信
// 第3 個參數NetworkAddr 隻能取NULL
RpcStringBindingCompose(
NULL,
(unsigned char*)"ncalrpc",
NULL, (unsigned char*)"AppName",
NULL,
&pszStringBinding );