帶入gRPC：gRPC及相關介紹

帶入gRPC：gRPC及相關介紹

原文地址：帶入gRPC：gRPC及相關介紹

作爲開篇章，將會介紹 gRPC 相關的一些知識。簡單來講 gRPC 是一個 基於 HTTP/2 協議設計的 RPC 框架，它採用了 Protobuf 作爲 IDL

你是否有過疑惑，它們都是些什麼？本文將會介紹一些常用的知識和概念，更詳細的會給出手冊地址去深入

一、RPC

什麼是 RPC

RPC 代指遠程過程調用（Remote Procedure Call），它的調用包含了傳輸協議和編碼（對象序列號）協議等等。允許運行於一臺計算機的程序調用另一臺計算機的子程序，而開發人員無需額外地爲這個交互作用編程

實際場景：

有兩臺服務器，分別是A、B。在 A 上的應用 C 想要調用 B 服務器上的應用 D，它們可以直接本地調用嗎？
答案是不能的，但走 RPC 的話，十分方便。因此常有人稱使用 RPC，就跟本地調用一個函數一樣簡單

RPC 框架

我認爲，一個完整的 RPC 框架，應包含負載均衡、服務註冊和發現、服務治理等功能，並具有可拓展性便於流量監控系統等接入
那麼它纔算完整的，當然了。有些較單一的 RPC 框架，通過組合多組件也能達到這個標準

你認爲呢？

常見 RPC 框架

• gRPC
• Thrift
• Rpcx
• Dubbo

比較一下

\	跨語言	多 IDL	服務治理	註冊中心	服務管理
gRPC	√	×	×	×	×
Thrift	√	×	×	×	×
Rpcx	×	√	√	√	√
Dubbo	×	√	√	√	√

爲什麼要 RPC

簡單、通用、安全、效率

RPC 可以基於 HTTP 嗎

RPC 是代指遠程過程調用，是可以基於 HTTP 協議的

肯定會有人說效率優勢，我可以告訴你，那是基於 HTTP/1.1 來講的，HTTP/2 優化了許多問題（當然也存在新的問題），所以你看到了本文的主題 gRPC

二、Protobuf

介紹

Protocol Buffers 是一種與語言、平臺無關，可擴展的序列化結構化數據的方法，常用於通信協議，數據存儲等等。相較於 JSON、XML，它更小、更快、更簡單，因此也更受開發人員的青眯

語法

syntax = "proto3";

service SearchService {
    rpc Search (SearchRequest) returns (SearchResponse);
}

message SearchRequest {
  string query = 1;
  int32 page_number = 2;
  int32 result_per_page = 3;
}

message SearchResponse {
    ...
}

1、第一行（非空的非註釋行）聲明使用 proto3 語法。如果不聲明，將默認使用 proto2 語法。同時我建議用 v2 還是 v3，都應當聲明其使用的版本

2、定義 SearchService RPC 服務，其包含 RPC 方法 Search，入參爲 SearchRequest 消息，出參爲 SearchResponse 消息

3、定義 SearchRequest、SearchResponse 消息，前者定義了三個字段，每一個字段包含三個屬性：類型、字段名稱、字段編號

4、Protobuf 編譯器會根據選擇的語言不同，生成相應語言的 Service Interface Code 和 Stubs

最後，這裏只是簡單的語法介紹，詳細的請右拐 [
Language Guide (proto3)](https://developers.google.com...

數據類型

.proto Type	C++ Type	Java Type	Go Type	PHP Type
double	double	double	float64	float
float	float	float	float32	float
int32	int32	int	int32	integer
int64	int64	long	int64	integer/string
uint32	uint32	int	uint32	integer
uint64	uint64	long	uint64	integer/string
sint32	int32	int	int32	integer
sint64	int64	long	int64	integer/string
fixed32	uint32	int	uint32	integer
fixed64	uint64	long	uint64	integer/string
sfixed32	int32	int	int32	integer
sfixed64	int64	long	int64	integer/string
bool	bool	boolean	bool	boolean
string	string	String	string	string
bytes	string	ByteString	[]byte	string

v2 和 v3 主要區別

• 刪除原始值字段的字段存在邏輯
• 刪除 required 字段
• 刪除 optional 字段，默認就是
• 刪除 default 字段
• 刪除擴展特性，新增 Any 類型來替代它
• 刪除 unknown 字段的支持
• 新增 JSON Mapping
• 新增 Map 類型的支持
• 修復 enum 的 unknown 類型
• repeated 默認使用 packed 編碼
• 引入了新的語言實現（C＃，JavaScript，Ruby，Objective-C）

以上是日常涉及的常見功能，如果還想詳細瞭解可閱讀 Protobuf Version 3.0.0

相較 Protobuf，爲什麼不使用XML？

• 更簡單
• 數據描述文件只需原來的1/10至1/3
• 解析速度是原來的20倍至100倍
• 減少了二義性
• 生成了更易使用的數據訪問類

三、gRPC

介紹

gRPC 是一個高性能、開源和通用的 RPC 框架，面向移動和 HTTP/2 設計

多語言

• C++
• C#
• Dart
• Go
• Java
• Node.js
• Objective-C
• PHP
• Python
• Ruby

特點

1、HTTP/2

2、Protobuf

3、客戶端、服務端基於同一份 IDL

4、移動網絡的良好支持

5、支持多語言

概覽

講解

1、客戶端（gRPC Sub）調用 A 方法，發起 RPC 調用

2、對請求信息使用 Protobuf 進行對象序列化壓縮（IDL）

3、服務端（gRPC Server）接收到請求後，解碼請求體，進行業務邏輯處理並返回

4、對響應結果使用 Protobuf 進行對象序列化壓縮（IDL）

5、客戶端接受到服務端響應，解碼請求體。回調被調用的 A 方法，喚醒正在等待響應（阻塞）的客戶端調用並返回響應結果

示例

在這一小節，將簡單的給大家展示 gRPC 的客戶端和服務端的示例代碼，希望大家先有一個基礎的印象，將會在下一章節詳細介紹 🤔

構建和啓動服務端

lis, err := net.Listen("tcp", fmt.Sprintf(":%d", *port))
if err != nil {
        log.Fatalf("failed to listen: %v", err)
}

grpcServer := grpc.NewServer()
...
pb.RegisterSearchServer(grpcServer, &SearchServer{})
grpcServer.Serve(lis)

1、監聽指定 TCP 端口，用於接受客戶端請求

2、創建 gRPC Server 的實例對象

3、gRPC Server 內部服務和路由的註冊

4、Serve() 調用服務器以執行阻塞等待，直到進程被終止或被 Stop() 調用

創建客戶端

var opts []grpc.DialOption
...
conn, err := grpc.Dial(*serverAddr, opts...)
if err != nil {
    log.Fatalf("fail to dial: %v", err)
}

defer conn.Close()
client := pb.NewSearchClient(conn)
...

1、創建 gRPC Channel 與 gRPC Server 進行通信（需服務器地址和端口作爲參數）

2、設置 DialOptions 憑證（例如，TLS，GCE憑據，JWT憑證）

3、創建 Search Client Stub

4、調用對應的服務方法

思考題

1、什麼場景下不適合使用 Protobuf，而適合使用 JSON、XML？

2、Protobuf 一節中提到的 packed 編碼，是什麼？

總結

在開篇內容中，我利用了儘量簡短的描述給你介紹了接下來所必須、必要的知識點
希望你能夠有所收穫，建議能到我給的參考資料處進行深入學習，是最好的了

系列目錄

• 帶入gRPC：gRPC及相關介紹
• 帶入gRPC：gRPC Client and Server

參考資料

• Protocol Buffers
• gRPC