RPC (Remote Procedure Call)

Remote Procedure Calls sind ein fundamentales Konzept in verteilten Systemen, bei dem ein Client-Server-Modell zum Einsatz kommt. Bei einem RPC ruft ein Client-Programm eine Funktion auf, die auf dem Server ausgeführt wird. Dieser Vorgang erfordert, dass der Aufruf über das Netzwerk gesendet, vom Server entgegengenommen, dort ausgeführt und anschließend das Ergebnis an den Client zurückgeschickt wird. RPC-Frameworks stellen sicher, dass dieser Vorgang so transparent wie möglich erfolgt und sich für den Entwickler ähnlich anfühlt, als würde die Funktion lokal ausgeführt.

Die Implementierung eines RPC umfasst in der Regel die folgenden Komponenten:

- **Stub**: Ein Stück Code, das auf der Client-Seite als Vertreter der Remote-Prozedur agiert. Der Stub verbirgt die Details der Netzwerkkommunikation, indem er die Daten des Funktionsaufrufs für das Netzwerk formatiert und einen Kommunikationsendpunkt für den Server bereitstellt.

- **Proxy-Server**: Eine Server-Seite, die dem Stub gegenübersteht. Der Proxy nimmt die Anfrage entgegen, entpackt sie und leitet sie an die entsprechende Funktion oder Methode im Server-Code weiter.

- **Marshalling und Unmarshalling**: Dies sind Prozesse, die für die Konvertierung und die Verpackung (Marshalling) der Eingabeparameter und die Entpackung (Unmarshalling) der Rückgabedaten zuständig sind, um diese über das Netzwerk zu transportieren.

- **Transportprotokoll**: Ein Protokoll, das den physikalischen Transport der serialisierten Daten über das Netzwerk regelt, beispielsweise TCP oder UDP.

Ein essentielles Merkmal von RPCs ist, dass sie Sprach- und Plattformunabhängigkeit bieten. Ein RPC kann zwischen verschiedenen Umgebungen ausgeführt werden, was bedeutet, dass z.B. ein in Java geschriebener Client eine Prozedur auf einem in C++ geschriebenen Server aufrufen kann. Verschiedene Formate und Protokolle wie XML-RPC, JSON-RPC und gRPC (Google Remote Procedure Calls) wurden entwickelt, um unterschiedliche Bedürfnisse und Einsatzgebiete zu erfüllen.

RPCs haben die Entwicklung von verteilten Anwendungen stark vereinfacht und sind insbesondere in Mikroservice-Architekturen weit verbreitet. Sie ermöglichen die Entkopplung von Diensten und fördern so die Modularität und Skalierbarkeit. Dennoch sind RPCs nicht frei von Nachteilen, da sie bei Netzwerkproblemen oder Serverausfällen einen Single Point of Failure darstellen können. Außerdem kann das Verbergen von Netzwerkdetails dazu führen, dass Entwickler Latenzen oder Netzwerkfehler nicht angemessen berücksichtigen.

Trotz dieser Herausforderungen bleiben RPCs ein zentraler Mechanismus für den Datenaustausch und die Interaktion in verteilten Systemen, indem sie eine klare Schnittstelle für entfernte Aufrufe zur Verfügung stellen und die Entwicklung übersichtlich und wartbar halten.