【C言語】Remote Procedure Call（RPC）とは【RPCGEN，TIRPC，RMI，CORBA，gRPC】

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C言語でRemote Procedure Call（RPC）を教えて！

こういった悩みにお答えします．

本記事の信頼性

リアルタイムシステムの研究歴12年．
東大教員の時に，英語でOS（Linuxカーネル）の授業．
2012年9月～2013年8月にアメリカのノースカロライナ大学チャペルヒル校（UNC）コンピュータサイエンス学部で客員研究員として勤務．C言語でリアルタイムLinuxの研究開発．
プログラミング歴15年以上，習得している言語: C/C++，Python，Solidity/Vyper，Java，Ruby，Go，Rust，D，HTML/CSS/JS/PHP，MATLAB，Verse（UEFN）, Assembler (x64，ARM)．
東大教員の時に，C++言語で開発した「LLVMコンパイラの拡張」，C言語で開発した独自のリアルタイムOS「Mcube Kernel」をGitHubにオープンソースとして公開．
2020年1月～現在はアメリカのノースカロライナ州チャペルヒルにあるGuarantee Happiness LLCのCTOとしてECサイト開発やWeb/SNSマーケティングの業務．2022年6月～現在はアメリカのノースカロライナ州チャペルヒルにあるJapanese Tar Heel, Inc.のCEO兼CTO．
最近は自然言語処理AIとイーサリアムに関する有益な情報発信に従事．

（AI全般を含む）自然言語処理AIの論文の日本語訳や，AIチャットボット（ChatGPT，Auto-GPT，Gemini（旧Bard）など）の記事を50本以上執筆．アメリカのサンフランシスコ（広義のシリコンバレー）の会社でプロンプトエンジニア・マネージャー・Quality Assurance（QA）の業務委託の経験あり．
（スマートコントラクトのプログラミングを含む）イーサリアムや仮想通貨全般の記事を200本以上執筆．イギリスのロンドンの会社で仮想通貨の英語の記事を日本語に翻訳する業務委託の経験あり．

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こういった悩みにお答えします．こういった私が解説していきます．私が大学の授業で初めてC言語を勉強した時は全然できませんでしたが，先生やTA，友人に相談しながら一生懸命C言語を勉強してできるようにな ...

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Remote Procedure Call（RPC）

Remote Procedure Call（RPC）とは，プログラムから別のアドレス空間（通常，共有ネットワーク上の別のコンピュータ上）にあるプロシージャ（関数）を実行できる技術のことです．

RPCの特徴は，遠隔相互作用の詳細を明示的にコーディングする必要がないことです．

つまり，プログラマはローカルな関数呼び出しと基本的に同じコードで，リモートの関数呼び出しを行うことができます．

RPCの呼び出しを記述するためには，インターフェース記述言語（IDL：Interface Description Language）を利用しています．

IDLファイルはクライアントとサーバ間のインターフェースのためのコードを生成するのに利用されます．

RPCの解説動画はこちらです．

【C言語】RPCGENとTIRPCを利用したRPCプログラミング

C言語のRPCのインターフェースを生成するプリコンパイラ「RPCGEN」とRPCライブラリ「TIRPC」を利用したRPCプログラミングを紹介します．

RPCプログラミングの詳細を知りたいあなたは，こちらが参考になります．

Ubuntu 22.04 LTSでは以下のコマンドでRPCの開発環境をインストールします．

$ sudo apt-get install libc-dev-bin libtirpc-dev rpcsvc-proto rpcbind

1	$ sudo apt-get install libc-dev-bin libtirpc-dev rpcsvc-proto rpcbind

rpcbindを起動します．

$ sudo /etc/init.d/rpcbind start

1	$ sudo /etc/init.d/rpcbind start

RPCのコード一式をこちらからダウンロードします．

ファイル構成は以下になります．

Makefile：ビルド構成ファイル
msg.x：RPCのIDLファイル
rpc_client.c：RPCのクライアントファイル
rpc_server.c：RPCのサーバファイル

コードの中身は以下になります．

/*
 * Author: Hiroyuki Chishiro
 * License: 2-Clause BSD
 */
program MESSAGE_PROG {
  version PRINT_MESSAGE_VERS {
    int PRINT_MESSAGE(string) = 1;
  } = 1;
} = 0x20000001;

* Author: Hiroyuki Chishiro

* License: 2-Clause BSD

program MESSAGE_PROG {

version PRINT_MESSAGE_VERS {

int PRINT_MESSAGE(string) = 1;

} = 1;

} = 0x20000001;

/*
 * Author: Hiroyuki Chishiro
 * License: 2-Clause BSD
 */
#include <stdio.h>
#include "msg.h"

int main(int argc, char *argv[])
{
  CLIENT *clnt;
  int *result;
  char *server;
  char *message;

  if (argc != 3) {
    fprintf(stderr, "Usage: %s host message\n", argv[0]);
    exit(1);
  }

  server = argv[1];
  message = argv[2];

  if ((clnt = clnt_create(server,
                          MESSAGE_PROG,
                          PRINT_MESSAGE_VERS,
                          "visible")) == NULL) {
    clnt_pcreateerror(server);
    exit(2);
  }

  if ((result = print_message_1(&message, clnt)) == NULL) {
    clnt_perror(clnt, server);
    exit(3);
  }

  if (*result == 0) {
    fprintf(stderr, "Error: cannot print message: %s\n", message);
    exit(4);
  }

  printf("send message '%s' to server '%s'\n", message, server);
  clnt_destroy(clnt);

  return 0;
}

* Author: Hiroyuki Chishiro

* License: 2-Clause BSD

#include <stdio.h>

#include "msg.h"

int main(int argc, char *argv[])

{

CLIENT *clnt;

int *result;

char *server;

char *message;

if (argc != 3) {

fprintf(stderr, "Usage: %s host message\n", argv[0]);

exit(1);

}

server = argv[1];

message = argv[2];

if ((clnt = clnt_create(server,

MESSAGE_PROG,

PRINT_MESSAGE_VERS,

"visible")) == NULL) {

clnt_pcreateerror(server);

exit(2);

}

if ((result = print_message_1(&message, clnt)) == NULL) {

clnt_perror(clnt, server);

exit(3);

}

if (*result == 0) {

fprintf(stderr, "Error: cannot print message: %s\n", message);

exit(4);

}

printf("send message '%s' to server '%s'\n", message, server);

clnt_destroy(clnt);

return 0;

}

/*
 * Author: Hiroyuki Chishiro
 * License: 2-Clause BSD
 */
#include <stdio.h>
#include "msg.h"

int *print_message_1(char **msg, CLIENT *req)
{
  static int result;
  printf("%s: msg = %s\n", __func__, *msg);
  result = 1;
  return &result;
}

int *print_message_1_svc(char **msg, struct svc_req *req)
{
  static int result;
  printf("%s: msg = %s\n", __func__, *msg);
  result = 1;
  return &result;
}

* Author: Hiroyuki Chishiro

* License: 2-Clause BSD

#include <stdio.h>

#include "msg.h"

int *print_message_1(char **msg, CLIENT *req)

{

static int result;

printf("%s: msg = %s\n", __func__, *msg);

result = 1;

return &result;

}

int *print_message_1_svc(char **msg, struct svc_req *req)

{

static int result;

printf("%s: msg = %s\n", __func__, *msg);

result = 1;

return &result;

}

コード一式をダウンロードして解凍した後にmakeでビルドします．

$ unzip rpc.zip
$ cd rpc
$ make
rpcgen msg.x
gcc -Wall -I/usr/include/tirpc   -c -o rpc_client.o rpc_client.c
gcc -Wall -I/usr/include/tirpc   -c -o msg_clnt.o msg_clnt.c
gcc -o rpc_client rpc_client.c msg_clnt.c -Wall -I/usr/include/tirpc -ltirpc
gcc -Wall -I/usr/include/tirpc   -c -o rpc_server.o rpc_server.c
gcc -Wall -I/usr/include/tirpc   -c -o msg_svc.o msg_svc.c
gcc -o rpc_server rpc_server.c msg_svc.c -Wall -I/usr/include/tirpc -ltirpc

$ unzip rpc.zip

$ cd rpc

$ make

rpcgen msg.x

gcc -Wall -I/usr/include/tirpc -c -o rpc_client.o rpc_client.c

gcc -Wall -I/usr/include/tirpc -c -o msg_clnt.o msg_clnt.c

gcc -o rpc_client rpc_client.c msg_clnt.c -Wall -I/usr/include/tirpc -ltirpc

gcc -Wall -I/usr/include/tirpc -c -o rpc_server.o rpc_server.c

gcc -Wall -I/usr/include/tirpc -c -o msg_svc.o msg_svc.c

gcc -o rpc_server rpc_server.c msg_svc.c -Wall -I/usr/include/tirpc -ltirpc

まずは端末でRPCサーバを起動します．

$ ./rpc_server

1	$ ./rpc_server

次に違う端末でRPCクライアントを起動し，引数にlocalhostとhelloを設定します．

$ ./rpc_client localhost hello
send message 'hello' to server 'localhost'

1 2	$ ./rpc_client localhost hello send message 'hello' to server 'localhost'

RPCサーバの端末をみると，helloと表示されていることがわかります．

$ ./rpc_server
print_message_1_svc: msg = hello

1 2	$ ./rpc_server print_message_1_svc: msg = hello

【Java言語】Remote Method Invocation（RMI）

Java RMIは，Javaで書かれたプログラム間のObject Request Broker（ORB）であり，RPCのオブジェクトに相当する機能を果たすためのJava APIのことです．

つまり，Java RMIは，RPCのJava言語版です．

Java RMIを学びたいあなたは，以下がおすすめです．

Java RMIの解説動画はこちらです．

Common Object Request Broker Architecture（CORBA）

Common Object Request Broker Architecture（CORBA）は，Object Management Group（OMG）が定義した標準規格であり，様々なコンピュータ上で様々なプログラミング言語で書かれたソフトウェアコンポーネントの相互利用を可能にする分散オブジェクト技術です．

RPCと同様に，CORBAはIDLを利用してオブジェクトの外部インターフェースを記述します．

そして，IDLから以下の特定の実装言語への「マッピング」を行い，外部インターフェースを実装したスタブ/スケルトンのコードを生成します．

Ada
C
C++
LISP
Smalltalk
Java
COBOL
PL/I
Python

IDLにより，分散オブジェクト間の通信プログラムを簡単に実装することが可能になります．

CORBAに準拠した代表的なソフトウェアは以下になります．

C++/Python言語：omniORB
C++言語：TAO

CORBAの解説動画はこちらです．

gRPC

gRPCは，2015年にグーグルが開発したオープンソースのRPCフレームワークです．

gRPCがサポートしているプログラミング言語は以下になります．

Android Java
C#
C++
Dart
Go
Java
Kotlin/JVM
Node.js
Objective-C
PHP
Python
Ruby

gRPCのプログラミングを学びたいあなたは，「Quick start」を読みましょう！

Go言語でgRPCのプログラミングを学ぶ動画は以下がわかりやすいです．

まとめ

C言語でRemote Procedure Call（RPC）を紹介しました．

具体的には，C言語のRPCのインターフェースを生成するプリコンパイラ「RPCGEN」とRPCライブラリ「TIRPC」を利用したプログラミングを解説しました．

また，RPCに関連する技術として，RMI，CORBA，gRPCを紹介しました．

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