Socket 与 RPC：深入解析网络通信的两种方式

1. 概述

在构建分布式系统时，进程间的网络通信是基础中的基础。本文将介绍两种常见的通信方式：Socket 和 RPC（Remote Procedure Call），并深入对比它们的工作原理、使用场景及核心差异。

本文的目标不是泛泛而谈，而是为有经验的开发者提供一个快速回顾和参考的资料。如果你曾经写过网络通信模块，但对 Socket 和 RPC 的区别仍感模糊，那么这篇文章将帮你理清思路。

2. Socket

Socket 是用于网络通信的软件结构，它允许两个进程在不同机器上进行数据交换。

2.1 基本概念

Socket 是 IP 地址和端口号的组合：

• IP 地址：标识网络中的某一台机器
• 端口号：标识该机器上的某个进程

Socket 通常用于实现客户端-服务器模型（Client-Server Model），是构建分布式应用的基础。通信双方各持有一个 Socket，一个作为客户端，一个作为服务端。

Socket 通信主要使用两种协议：

• TCP（Transmission Control Protocol）：面向连接，可靠传输，适用于要求数据完整性的场景
• UDP（User Datagram Protocol）：无连接，传输快但不可靠，适合对实时性要求高的场景

2.2 工作流程

Socket 通信流程如下图所示（以 TCP 为例）：

TCP 通信流程示意图如下：

TCP 模式：

1. 服务端监听端口
2. 客户端发起连接请求
3. 服务端接受连接
4. 双方开始数据传输
5. 传输完毕后关闭连接

UDP 模式：

1. 客户端直接发送数据报
2. 服务端接收数据报并处理
3. 无需建立连接，也无确认机制

2.3 使用场景

应用类型	协议	说明
视频会议（如 Zoom、Discord）	UDP	实时性强，丢包可容忍
在线游戏	UDP	快速响应优先
VoIP（如 WhatsApp、Viber）	UDP	实时语音/视频传输
DNS 查询	UDP	快速查找优先
FTP 文件传输	TCP	数据完整性要求高
HTTP 通信	TCP	保证请求响应完整
文字聊天（如 WhatsApp、Facebook）	TCP	信息不能丢

2.4 示例代码（Java TCP Socket）

// 服务端代码
ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8888);
Socket socket = serverSocket.accept();
BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
System.out.println("Received: " + in.readLine());

// 客户端代码
Socket socket = new Socket("localhost", 8888);
PrintWriter out = new PrintWriter(socket.getOutputStream(), true);
out.println("Hello Server");

3. RPC（Remote Procedure Call）

RPC 是一种高层通信协议，允许一个程序像调用本地函数一样调用远程服务器上的函数。

它的核心思想是“远程调用本地化”，开发者无需关心底层网络细节，只需像调用本地方法一样进行远程调用即可。

3.1 工作流程

RPC 调用过程如下：

1. 客户端调用本地“存根（Stub）”方法
2. Stub 将参数打包为消息，发送给远程服务器
3. 服务器接收到请求后，由服务器 Stub 解包参数
4. 执行真正的远程函数
5. 函数执行结果返回给 Stub，再封装成消息返回客户端
6. 客户端 Stub 解包结果，返回给调用者

整个过程对开发者透明，如下图所示：

3.2 使用场景

应用	说明
RFS（Remote File Sharing）	用于远程数据库访问
NFS（Network File System）	基于 RPC 的分布式文件系统
Windows Communication Foundation (WCF)	.NET 中的 RPC 实现
Google Web Toolkit (GWT)	使用 RPC 与服务器通信

3.3 示例代码（Java RMI）

// 定义远程接口
public interface Hello extends Remote {
    String sayHello() throws RemoteException;
}

// 服务端实现
public class HelloImpl extends UnicastRemoteObject implements Hello {
    public HelloImpl() throws RemoteException {
        super();
    }

    public String sayHello() {
        return "Hello from server";
    }
}

// 客户端调用
Hello hello = (Hello) Naming.lookup("rmi://localhost/Hello");
System.out.println(hello.sayHello());

4. Socket 与 RPC 的核心差异

对比项	Socket	RPC
层次	底层通信结构	高层通信协议
实现方式	独立存在，可单独使用	依赖于 Socket 实现
配置复杂度	需手动设置每个 Socket	无需手动配置
代码复杂度	较复杂，需处理底层细节	简洁，调用方式接近本地方法
性能	更高效，适合高性能场景	有一定性能损耗
网络带宽	使用较少	使用较多
协议支持	仅支持 TCP/UDP	可支持多种协议（HTTP、gRPC 等）
开发难度	较难，需处理连接、数据格式等	更易用，封装良好
典型场景	实时性强、低延迟场景（游戏、音视频）	服务间通信、微服务调用

5. 总结

Socket 和 RPC 是网络通信中两种不同的实现方式：

• ✅ Socket 是底层通信结构，适用于对性能和控制力要求高的场景
• ✅ RPC 是高层通信协议，适用于服务间调用、开发效率优先的场景

选择使用哪一种方式，取决于你的业务需求和系统架构。比如：

• 如果你在开发一个实时音视频应用，建议使用 UDP Socket
• 如果你在构建微服务系统，推荐使用 gRPC、Dubbo 等 RPC 框架

理解它们的差异，有助于你在设计分布式系统时做出更合理的技术选型。希望这篇文章能成为你日后参考的“速查手册”。