面试题：微服务架构中自定义RPC序列化与反序列化方案设计

Question

假设现有一个微服务架构系统，其中的数据结构复杂且对传输效率、安全性要求极高，现有的通用序列化与反序列化框架无法满足需求。请你设计一套自定义的RPC序列化与反序列化方案，阐述设计思路、关键技术点以及如何保证其与现有微服务体系的兼容性。

Answer 1

设计思路

1. 数据结构分析：深入剖析微服务系统中复杂数据结构的特点，包括嵌套层次、数据类型多样性等，以此为基础设计针对性的序列化规则。
2. 效率优先：采用紧凑的二进制格式进行数据编码，减少数据冗余，提高传输效率。例如，对于固定长度的数据类型（如整数、浮点数），直接按其字节长度进行序列化，避免额外的长度标识。
3. 安全性设计：引入加密机制，在序列化后的数据传输前进行加密处理。可选用成熟的加密算法，如AES，确保数据在传输过程中的保密性。同时，添加数据完整性校验，如使用哈希算法（如SHA - 256）生成消息认证码（MAC），接收端验证数据完整性。
4. 版本兼容性：设计序列化格式时，预留版本标识字段，以便在未来数据结构发生变化时，能够实现平滑升级。

关键技术点

1. 自定义二进制编码：根据数据结构特点，设计特定的二进制编码规则。例如，对于对象类型，先编码对象的类型标识，再按顺序编码其属性值。对于数组类型，先编码数组长度，再依次编码数组元素。
2. 加密与解密：集成加密库（如OpenSSL）实现数据加密和解密功能。在序列化后的数据外层包裹加密层，接收端先解密再进行反序列化。
3. 哈希校验：在数据末尾附加哈希值，发送端计算数据（不包括哈希值本身）的哈希值并附加，接收端重新计算接收到数据（不包括哈希值）的哈希值，与接收到的哈希值对比，验证数据完整性。
4. 反射与元数据：在反序列化过程中，利用反射机制根据序列化数据中的类型信息创建对象实例。同时，在序列化时记录对象的元数据（如类名、属性名等），以便反序列化时正确还原对象结构。

与现有微服务体系的兼容性

1. 接口适配：设计与现有微服务框架兼容的接口，确保自定义的序列化与反序列化方案能够无缝替换原有的通用框架。例如，对于Spring Cloud微服务体系，实现Spring的HttpMessageConverter接口，使其能够处理自定义序列化格式的数据。
2. 配置管理：通过微服务的配置中心，统一管理自定义序列化与反序列化方案的相关配置，如加密密钥、哈希算法选择等，便于在不同环境下灵活调整。
3. 服务注册与发现：在服务注册与发现机制中，标识使用自定义序列化方案的服务，以便客户端在调用时能够正确选择并处理。例如，在Eureka服务注册中心，可以在服务元数据中添加自定义序列化方案的标识。