hsipc - 高性能进程间通信框架

一个基于 ipmb 构建的声明式、类型安全的进程间通信框架，提供请求/响应和发布/订阅模式，支持同步和异步操作。

特性

• 🚀 高性能: 基于 ipmb 构建，提供最大吞吐量
• 🎯 类型安全: 编译时检查服务接口和事件类型，支持 trait-based 服务定义
• 📝 声明式: 使用 trait 和宏实现清晰、可读的代码
• 🔄 双模式: 支持同步和异步编程模型
• 🌐 跨平台: 支持 Linux、macOS 和 Windows
• 🔌 发布订阅: 基于主题的事件系统，支持通配符
• 🎛️ 服务网格: RPC 风格的服务调用，自动生成客户端
• 🧬 多态性: 支持同一服务接口的多种实现方式

项目结构

hsipc/
├── hsipc/                    # 核心库
├── hsipc-macros/             # 过程宏
├── examples/                 # 示例代码
│   ├── request_response/     # 基础请求/响应服务
│   ├── pubsub_events/        # 事件发布和订阅
│   └── trait_based_service/  # Trait-based 服务示例
└── README.md

快速开始

添加 hsipc 到你的 Cargo.toml:

[dependencies]
hsipc = { path = "./hsipc" }
tokio = { version = "1.0", features = ["full"] }
serde = { version = "1.0", features = ["derive"] }

RPC 服务定义（推荐）

服务定义:

use hsipc::{rpc, method, ProcessHub, Result};

// 定义 RPC 服务接口
#[rpc(server, client, namespace = "calculator")]
pub trait Calculator {
    #[method(name = "add")]
    async fn add(&self, params: (i32, i32)) -> Result<i32>;
    
    #[method(name = "multiply")]
    async fn multiply(&self, params: (i32, i32)) -> Result<i32>;
}

// 服务实现
struct CalculatorImpl;

#[hsipc::async_trait]
impl Calculator for CalculatorImpl {
    async fn add(&self, params: (i32, i32)) -> Result<i32> {
        Ok(params.0 + params.1)
    }
    
    async fn multiply(&self, params: (i32, i32)) -> Result<i32> {
        Ok(params.0 * params.1)
    }
}

#[tokio::main]
async fn main() -> Result<()> {
    let hub = ProcessHub::new("calculator").await?;
    
    // 注册服务 - 自动生成 CalculatorService
    let calculator = CalculatorImpl;
    hub.register_service(CalculatorService::new(calculator)).await?;
    
    // 自动生成的类型安全客户端
    let client = CalculatorClient::new(hub.clone());
    let result = client.add((10, 20)).await?;
    println!("10 + 20 = {}", result);
    
    Ok(())
}

发布/订阅模式

发布者:

use hsipc::{ProcessHub, Result};
use serde::{Serialize, Deserialize};

#[derive(Serialize, Deserialize)]
pub struct TemperatureEvent {
    pub sensor_id: String,
    pub value: f64,
}

#[tokio::main]
async fn main() -> Result<()> {
    let hub = ProcessHub::new("sensor").await?;
    
    let event = TemperatureEvent {
        sensor_id: "room_001".to_string(),
        value: 25.5,
    };
    
    hub.publish("sensor/temperature", event).await?;
    Ok(())
}

同步 API

对于不使用 async/await 的应用程序:

use hsipc::SyncProcessHub;

fn main() -> hsipc::Result<()> {
    let hub = SyncProcessHub::new("my_process")?;
    
    // 同步服务调用
    let result: i32 = hub.call("add", AddRequest { a: 5, b: 3 })?;
    
    // 同步事件发布
    hub.publish("sensor/temperature", TemperatureEvent {
        sensor_id: "room_001".to_string(),
        value: 22.0,
    })?;
    
    Ok(())
}

主题模式

发布/订阅系统支持 MQTT 风格的主题模式:

• sensor/temperature - 精确匹配
• sensor/+ - 单级通配符 (匹配 sensor/temperature, sensor/humidity)
• sensor/# - 多级通配符 (匹配 sensor/room1/temperature, sensor/room2/humidity/current)

运行示例

# RPC 系统完整演示（推荐）
cargo run --example rpc_system_demo demo

# RPC 服务示例
cargo run --example trait_based_service demo

# 基础请求/响应示例
# 终端 1 - 启动服务器
cargo run --example request_response server

# 终端 2 - 启动客户端
cargo run --example request_response client

# 发布/订阅示例
# 终端 1 - 启动订阅者
cargo run --example pubsub_events subscriber

# 终端 2 - 启动发布者
cargo run --example pubsub_events publisher

架构

hsipc 采用分层架构:

1. 传输层: ipmb 提供高性能消息传递
2. 协议层: 消息序列化和路由
3. 服务层: RPC 抽象，自动生成客户端
4. 事件层: 基于主题路由的发布/订阅
5. 宏层: 声明式 API 生成

当前状态

这是一个功能完善的 IPC 框架实现，基于 ipmb 构建。当前实现包括:

• ✅ 基础项目结构和依赖管理
• ✅ 核心 trait 和数据结构
• ✅ ProcessHub 抽象层
• ✅ RPC 系统 v2 (2025-07-09 完成)
  • jsonrpsee 风格的 #[rpc(server, client, namespace = "name")] 宏
  • 自动生成类型安全的服务和客户端
  • 支持异步/同步方法、多参数、订阅
  • 完整的订阅协议基础架构
  • 端到端 RPC 调用和错误处理
  • 13 个测试全部通过，30 秒验证周期
• ✅ 发布/订阅系统
• ✅ 完整的示例代码和文档
• ✅ 性能优化和基准测试 (2025-07-09 完成)
  • 完整的 criterion 性能基准测试套件
  • 验证了关键性能声明: 596-739 MiB/s 消息吞吐量
  • 事件发布延迟: ~21.4µs，Hub 创建: ~1.23ms
  • 高频操作和并发操作基准测试
  • 详细的性能文档和自动化测试脚本
• 🚧 多进程通信优化 (单进程模式完全稳定)
• ⏳ 生产环境特性 (监控、日志等)

性能

基于 ipmb，hsipc 已验证性能:

• 消息吞吐量: 596-739 MiB/s (序列化/反序列化)
• 事件发布延迟: ~21.4µs 平均延迟
• Hub 创建时间: ~1.23ms
• 小消息延迟: 101-5300 ns (亚毫秒级)
• 并发支持: 多任务并发事件发布
• 高效路由: 基于主题的事件路由系统

通过 criterion 基准测试验证。运行 make bench-quick 查看详细结果。

平台支持

• Linux: Unix 域套接字，共享内存
• macOS: Mach 端口，共享内存
• Windows: 命名管道，共享内存

技术亮点

RPC 系统 v2

• 类型安全: jsonrpsee 风格的编译时检查
• 自动生成: 完全类型化的服务和客户端代码
• 异步优先: 默认异步，支持同步标记
• 订阅支持: 内置 PendingSubscriptionSink 订阅机制
• 多参数支持: 灵活的参数和返回类型
• 错误处理: 统一的错误传播机制

RPC 系统特性

下一步

1. 完善订阅系统数据流传输
2. 优化多进程通信稳定性
3. ✅ RPC 系统 v2 (已完成)
4. ✅ 性能优化和基准测试 (已完成)
5. 生产环境特性 (监控、日志等)
6. 完善错误处理和重试机制

许可证

根据以下任一许可证授权：

• Apache 许可证 2.0 版本 (LICENSE-APACHE 或 http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0)
• MIT 许可证 (LICENSE-MIT 或 http://opensource.org/licenses/MIT)

任选其一。

贡献

欢迎贡献！请随时提交 Pull Request。