RPC（RPC: アールピーシー）

2025年10月16日

RPC（RPC: アールピーシー）

英語表記: RPC (Remote Procedure Call)

概要

RPC（遠隔手続き呼び出し）は、ネットワークで接続された別のコンピュータ上に存在するプログラムの関数やサブルーチンを、あたかも自分のコンピュータ内にあるかのように呼び出して実行するための技術です。これは、分散システムにおけるアプリケーション間のメッセージングと連携を、開発者が意識する通信の複雑さを最小限に抑えながら実現するために、ミドルウェアの役割として非常に重要な位置を占めています。プログラマは、データの形式変換やネットワークプロトコルといったハードウェアとソフトウェアの関係における煩雑な部分を気にすることなく、アプリケーションロジックの記述に集中できるのが最大の魅力です。

詳細解説

RPCの目的とミドルウェアとしての役割

RPCの主な目的は、分散コンピューティングの実現と、システム開発の効率化です。現代のシステムは、一つの巨大なプログラムとして動くのではなく、複数のサービスやコンポーネントがネットワークを介して連携しながら動作しています。このような環境で、あるサーバー（クライアント側）が別のサーバー（サーバー側）に処理を依頼する際、通信の詳細（IPアドレス、ポート番号、パケット構造など）をすべて手動で記述するのは非常に手間がかかります。

ここでRPCがミドルウェアの役割として登場します。RPCは、この通信の詳細を抽象化（隠蔽）し、ローカルの関数を呼び出すのと同じ感覚で遠隔地の関数を呼び出せる「透過性（トランスペアレンシー）」を提供します。この透過性こそが、ハードウェアとソフトウェアの関係においてネットワークの物理的な距離やプロトコルの違いを吸収し、ソフトウェアの連携をシームレスにする鍵となります。

RPCの動作原理と主要コンポーネント

RPCの動作は、主に「スタブ」と「スケルトン」という二つのコンポーネントによって支えられています。これらはRPCを実現するためのメッセージングと連携の核となる部分です。

クライアント側（呼び出し側）:
- スタブ (Stub): クライアント側で実行される、サーバー側の関数と「同じ名前」を持つ代行プログラムです。クライアントが関数を呼び出すと、実際の処理を行う代わりに、呼び出しに必要な引数をネットワーク経由で送信できる形式に変換します。この変換処理を「マーシャリング（直列化）」と呼びます。
ネットワーク通信:
- マーシャリングされたデータは、RPCランタイムライブラリを通じてネットワークを介してサーバーに送信されます。
サーバー側（処理実行側）:
- スケルトン (Skeleton): ネットワークからデータを受信し、それを元のデータ形式（引数）に戻す「アンマーシャリング（非直列化）」を行います。
- その後、スケルトンはサーバー上に存在する実際の関数（手続き）を呼び出します。
結果の返却:
- 関数が処理を終えると、結果はスケルトン、ネットワーク、スタブを逆の順序で辿り、再びマーシャリングとアンマーシャリングを経てクライアントに返されます。

この一連の流れを、開発者が意識するのはスタブへの関数呼び出しのみです。スタブとスケルトンが、通信プロトコルやデータの直列化といったミドルウェアの役割を完全に担っているため、アプリケーション開発者は、まるでローカルメモリ内でデータをやり取りしているかのように感じられるのですから、本当に画期的な仕組みですよね。

IDL（インタフェース定義言語）の重要性

RPCでは、クライアントがサーバーのどの関数を、どのような引数で呼び出すのかを明確に定義する必要があります。この定義に使用されるのがIDL（Interface Definition Language）です。IDLは、プログラミング言語に依存しない形でインターフェースを記述し、この定義を基にスタブとスケルトンのコードが自動生成されます。これにより、異なるOSやプログラミング言語で書かれたシステム間でも、確実にメッセージングと連携を行うことが可能となります。

具体例・活用シーン

RPCは、特に分散システムやマイクロサービスアーキテクチャにおいて、最も基本的なメッセージングと連携の手段として広く活用されています。

1. アナロジー：秘書を通じた国際電話

RPCの仕組みは、複雑な手続きを代行してくれる「秘書」の役割に例えると非常に分かりやすいです。

ある企業の社長（クライアント）が、海外支社の専門家（サーバー）に重要な計算を依頼したいとします。社長は外国語も通信手段も知りません。

クライアント（社長）: 「このデータを使って、あの計算をやってくれ。」と、自社の秘書（スタブ）に依頼します。
スタブ（秘書）: 社長からの依頼内容（引数）を理解し、それを国際電話（ネットワーク）で送れる形式に変換（マーシャリング）します。
スケルトン（海外支社の通訳）: 国際電話でデータを受け取り、それを現地の専門家が理解できる形式に戻し（アンマーシャリング）、専門家（サーバー）に処理を依頼します。
サーバー（専門家）: 計算を実行し、結果を通訳（スケルトン）に渡します。
スタブ（秘書）: 最終的な結果を社長に渡します。

社長は、目の前の秘書に話しかけるだけで、遠く離れた専門家を動かすことができます。この秘書と通訳のチームこそが、ミドルウェアの役割を果たし、通信の複雑さ（国際電話の手続き）を完全に隠蔽しているわけです。

2. マイクロサービス間連携

現代のウェブサービスでは、ユーザー認証、在庫管理、決済処理など、機能ごとに小さな独立したサービス（マイクロサービス）に分割されています。これらのサービス間でのデータ交換や処理依頼の多くにRPCが使用されます。特にGoogleが開発したgRPCのように、高速なデータ交換と効率的なメッセージングと連携を目的としたRPCフレームワークが主流となっています。これにより、各サービスが異なるハードウェアとソフトウェアの関係（異なる言語、OS）で動作していても、統一された方法で連携できるのです。

3. 分散データベースアクセス

ユーザーがウェブサイトで情報を検索する際、そのリクエストは複数のデータベースサーバーに分散して処理されることがあります。フロントエンドのアプリケーションが、どのデータベースサーバーにデータがあるかを意識せず、特定のデータ取得関数を呼び出すだけで済むように、RPCが裏側で機能しています。

資格試験向けチェックポイント

IT系の資格試験、特に情報処理技術者試験（ITパスポート、基本情報技術者、応用情報技術者）では、RPCはミドルウェアの役割を問う問題や、分散システムにおけるメッセージングと連携の仕組みを理解しているかを問う問題で頻出します。

RPCの定義と訳語:
- 「遠隔手続き呼び出し」の略称であることを確実に覚えておきましょう。これは、ネットワーク通信を隠蔽し、ローカルコールのように見せる技術である点が重要です。
スタブとスケルトンの役割:
- 最も重要な知識点です。スタブはクライアント側でネットワーク通信を代行し、引数の「マーシャリング（直列化）」を行うこと。スケルトンはサーバー側でアンマーシャリングを行い、実際の関数に処理を渡す役割を担うことを理解してください。これらはRPCの透過性を実現するためのミドルウェアの役割そのものです。
透過性（トランスペアレンシー）:
- RPCが提供する最大のメリットは「透過性」です。これは、呼び出し元が遠隔地での実行であることを意識しなくて済むという性質です。試験では、この透過性を実現するためにスタブやスケルトンがどのように機能するかを問われます。
RPCとメッセージキューイングの比較:
- 応用情報技術者試験などでは、RPC（同期的な連携）とメッセージキューイング（非同期的な連携）の違いを比較する問題が出やすいです。RPCは基本的にクライアントが結果を待つ「同期通信」である点も押さえておきましょう。
階層構造の理解:
- RPCがハードウェアとソフトウェアの関係において、ネットワーク層（ハードウェアに近い部分）の複雑さを隠蔽し、アプリケーション層（ソフトウェアに近い部分）でのメッセージングと連携を容易にしているという構造的な役割を理解しておくことが、応用的な問題に対応する鍵となります。