java版gRPC实战之三：服务端流

Posted 2021-07-17 程序员欣宸

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关于gRPC定义的四种类型

本文是《java版gRPC实战》系列的第三篇，前文咱们实战体验了简单的RPC请求和响应，那种简单的请求响应方式其实只是gRPC定义的四种类型之一，这里给出《gRPC 官方文档中文版》对这四种gRPC类型的描述：

1. 简单 RPC：客户端使用存根(stub)发送请求到服务器并等待响应返回，就像平常的函数调用一样；
2. 服务器端流式 RPC：客户端发送请求到服务器，拿到一个流去读取返回的消息序列。客户端读取返回的流，直到里面没有任何消息；(即本篇内容)
3. 客户端流式 RPC：客户端写入一个消息序列并将其发送到服务器，同样也是使用流。一旦 客户端完成写入消息，它等待服务器完成读取返回它的响应；
4. 双向流式 RPC：是双方使用读写流去发送一个消息序列。两个流独立操作，因此客户端和服务器 可以以任意喜欢的顺序读写：比如， 服务器可以在写入响应前等待接收所有的客户端消息，或者可以交替 的读取和写入消息，或者其他读写的组合。每个流中的消息顺序被预留；

本篇概览

本篇是服务端流类型的gRPC服务实战，包括以下内容：

1. 开发一个gRPC服务，类型是服务端流；
2. 开发一个客户端，调用前面发布的gRPC服务；
3. 验证；

• 不多说了，开始上代码；

源码下载

• 本篇实战中的完整源码可在GitHub下载到，地址和链接信息如下表所示(https://github.com/zq2599/blog_demos)：

名称	链接	备注
项目主页	https://github.com/zq2599/blog_demos	该项目在GitHub上的主页
git仓库地址(https)	https://github.com/zq2599/blog_demos.git	该项目源码的仓库地址，https协议
git仓库地址(ssh)	[e-mail]:zq2599/blog_demos.git	该项目源码的仓库地址，ssh协议

• 这个git项目中有多个文件夹，《java版gRPC实战》系列的源码在 grpc-tutorials文件夹下，如下图红框所示：
• grpc-tutorials文件夹下有多个目录，本篇文章对应的服务端代码在 server-stream-server-side目录下，客户端代码在 server-stream-client-side目录下，如下图：

开发一个gRPC服务，类型是服务端流

• 首先要开发的是gRPC服务端，一共要做下图所示的七件事：
• 打开 grpc-lib模块，在 src/main/proto目录下新增文件mall.proto，里面定一个了一个gRPC方法ListOrders及其入参和返回对象，内容如下，要注意的是返回值要用关键字 stream修饰，表示该接口类型是服务端流：

syntax = "proto3";

option java_multiple_files = true;
// 生成java代码的package
option java_package = "com.bolingcavalry.grpctutorials.lib";
// 类名
option java_outer_classname = "MallProto";

// gRPC服务，这是个在线商城的订单查询服务
service OrderQuery {
    // 服务端流式：订单列表接口，入参是买家信息，返回订单列表(用stream修饰返回值)
    rpc ListOrders (Buyer) returns (stream Order) {}
}

// 买家ID
message Buyer {
    int32 buyerId = 1;
}

// 返回结果的数据结构
message Order {
    // 订单ID
    int32 orderId = 1;
    // 商品ID
    int32 productId = 2;
    // 交易时间
    int64 orderTime = 3;
    // 买家备注
    string buyerRemark = 4;
}

• 双击下图红框位置的generateProto，即可根据proto生成java代码：
• 新生成的java代码如下图红框：
• 在父工程 grpc-turtorials下面新建名为 server-stream-server-side的模块，其build.gradle内容如下：

// 使用springboot插件
plugins {
    id 'org.springframework.boot'
}

dependencies {
    implementation 'org.projectlombok:lombok'
    implementation 'org.springframework.boot:spring-boot-starter'
    // 作为gRPC服务提供方，需要用到此库
    implementation 'net.devh:grpc-server-spring-boot-starter'
    // 依赖自动生成源码的工程
    implementation project(':grpc-lib')
}

• 新建配置文件application.yml：

spring:
  application:
    name: server-stream-server-side
# gRPC有关的配置，这里只需要配置服务端口号
grpc:
  server:
    port: 9899

• 启动类：

package com.bolingcavalry.grpctutorials;

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;

@SpringBootApplication
public class ServerStreamServerSideApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(ServerStreamServerSideApplication.class, args);
    }
}

• 接下来是最关键的gRPC服务，代码如下，可见responseObserver.onNext方法被多次调用，用以向客户端持续输出数据，最后通过responseObserver.onCompleted结束输出：

package com.bolingcavalry.grpctutorials;

import com.bolingcavalry.grpctutorials.lib.Buyer;
import com.bolingcavalry.grpctutorials.lib.Order;
import com.bolingcavalry.grpctutorials.lib.OrderQueryGrpc;
import io.grpc.stub.StreamObserver;
import net.devh.boot.grpc.server.service.GrpcService;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

@GrpcService
public class GrpcServerService extends OrderQueryGrpc.OrderQueryImplBase {

    /**
     * mock一批数据
     * @return
     */
    private static List<Order> mockOrders(){
        List<Order> list = new ArrayList<>();
        Order.Builder builder = Order.newBuilder();

        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            list.add(builder
                    .setOrderId(i)
                    .setProductId(1000+i)
                    .setOrderTime(System.currentTimeMillis()/1000)
                    .setBuyerRemark(("remark-" + i))
                    .build());
        }

        return list;
    }

    @Override
    public void listOrders(Buyer request, StreamObserver<Order> responseObserver) {
        // 持续输出到client
        for (Order order : mockOrders()) {
            responseObserver.onNext(order);
        }
        // 结束输出
        responseObserver.onCompleted();
    }
}

• 至此，服务端开发完成，咱们再开发一个springboot应用作为客户端，看看如何远程调用 listOrders接口，得到responseObserver.onNext方法输出的数据；

开发一个客户端，调用前面发布的gRPC服务

• 客户端模块的基本功能是提供一个web接口，其内部会调用服务端的listOrders接口，将得到的数据返回给前端，如下图：

• 在父工程grpc-turtorials下面新建名为server-stream-client-side的模块，其build.gradle内容如下：

plugins {
    id 'org.springframework.boot'
}

dependencies {
    implementation 'org.projectlombok:lombok'
    implementation 'org.springframework.boot:spring-boot-starter'
    implementation 'org.springframework.boot:spring-boot-starter-web'
    implementation 'net.devh:grpc-client-spring-boot-starter'
    implementation project(':grpc-lib')
}

• 应用配置信息application.yml内容如下，可见是端口和gRPC服务端地址的配置：

server:
  port: 8081
spring:
  application:
    name: server-stream-client-side

grpc:
  client:
    # gRPC配置的名字，GrpcClient注解会用到
    server-stream-server-side:
      # gRPC服务端地址
      address: 'static://127.0.0.1:9899'
      enableKeepAlive: true
      keepAliveWithoutCalls: true
      negotiationType: plaintext

• 服务端的 listOrders接口返回的Order对象里面有很多gRPC相关的内容，不适合作为web接口的返回值，因此定义一个DispOrder类作为web接口返回值：

package com.bolingcavalry.grpctutorials;

import lombok.AllArgsConstructor;
import lombok.Data;
import java.io.Serializable;

@Data
@AllArgsConstructor
public class DispOrder {
    private int orderId;
    private int productId;
    private String orderTime;
    private String buyerRemark;
}

• 平淡无奇的启动类：

package com.bolingcavalry.grpctutorials;

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;

@SpringBootApplication
public class ServerStreamClientSideApplication {

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(ServerStreamClientSideApplication.class, args);
    }
}

• 重点来了，GrpcClientService.java，里面展示了如何远程调用gRPC服务的listOrders接口，可见对于服务端流类型的接口，客户端这边通过stub调用会得到 Iterator类型的返回值，接下来要做的就是遍历Iterator：

package com.bolingcavalry.grpctutorials;

import com.bolingcavalry.grpctutorials.lib.Buyer;
import com.bolingcavalry.grpctutorials.lib.Order;
import com.bolingcavalry.grpctutorials.lib.OrderQueryGrpc;
import io.grpc.StatusRuntimeException;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import net.devh.boot.grpc.client.inject.GrpcClient;
import org.springframework.stereotype.Service;
import java.time.Instant;
import java.time.LocalDateTime;
import java.time.ZoneOffset;
import java.time.format.DateTimeFormatter;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;

@Service
@Slf4j
public class GrpcClientService {

    @GrpcClient("server-stream-server-side")
    private OrderQueryGrpc.OrderQueryBlockingStub orderQueryBlockingStub;

    public List<DispOrder> listOrders(final String name) {
        // gRPC的请求参数
        Buyer buyer = Buyer.newBuilder().setBuyerId(101).build();

        // gRPC的响应
        Iterator<Order> orderIterator;

        // 当前方法的返回值
        List<DispOrder> orders = new ArrayList<>();

        // 通过stub发起远程gRPC请求
        try {
            orderIterator = orderQueryBlockingStub.listOrders(buyer);
        } catch (final StatusRuntimeException e) {
            log.error("error grpc invoke", e);
            return new ArrayList<>();
        }

        DateTimeFormatter dtf = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");

        log.info("start put order to list");
        while (orderIterator.hasNext()) {
            Order order = orderIterator.next();

            orders.add(new DispOrder(order.getOrderId(),
                                    order.getProductId(),
                                    // 使用DateTimeFormatter将时间戳转为字符串
                                    dtf.format(LocalDateTime.ofEpochSecond(order.getOrderTime(), 0, ZoneOffset.of("+8"))),
                                    order.getBuyerRemark()));
            log.info("");
        }

        log.info("end put order to list");

        return orders;
    }
}

• 最后做一个controller类，对外提供一个web接口，里面会调用GrpcClientService的方法：

package com.bolingcavalry.grpctutorials;

import com.bolingcavalry.grpctutorials.lib.Order;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestParam;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
import java.util.List;

@RestController
public class GrpcClientController {

    @Autowired
    private GrpcClientService grpcClientService;

    @RequestMapping("/")
    public List<DispOrder> printMessage(@RequestParam(defaultValue = "will") String name) {
        return grpcClientService.listOrders(name);
    }
}

• 至此，编码完成，开始验证

验证

1. 启动 server-stream-server-side，启动成功后会监听9989端口：
2. 启动 server-stream-client-side，再在浏览器访问：http://localhost:8081/?name=Tom ，得到结果如下(firefox自动格式化json数据)，可见成功地获取了gRPC的远程数据： 至此，服务端流类型的gRPC接口的开发和使用实战就完成了，接下来的章节还会继续学习另外两种类型；