gRPC的简介与实例详解

Posted 2021-04-11 睿江云计算

什么是gRPC

gRPC是什么？可以用官网的一句话来概括：A high-performance, open-source universal RPC framework。

所谓RPC(remote procedure call 远程过程调用)框架实际是提供了一套机制，使得应用程序之间可以进行通信，而且也遵从server/client模型。使用的时候客户端调用server端提供的接口就像是调用本地的函数一样。如下图所示就是一个典型的RPC结构图。

gRPC vs Restful API

gRPC和restful API都提供了一套通信机制，用于server/client模型通信，而且它们都使用http作为底层的传输协议(严格地说，gRPC使用的http2.0，而restful api则不一定)。不过gRPC还是有些特有的优势，如下：

gRPC可以通过protobuf来定义接口，从而可以有更加严格的接口约束条件。关于protobuf可以参见下期Protobuf简明教程，另外，通过protobuf可以将数据序列化为二进制编码，这会大幅减少需要传输的数据量，从而大幅提高性能。

gRPC可以方便地支持流式通信(理论上通过http2.0就可以使用streaming模式, 但是通常web服务的restful api似乎很少这么用，通常的流式数据应用如视频流，一般都会使用专门的协议如HLS，RTMP等，这些就不是我们通常web服务了，而是有专门的服务器应用。）

使用场景

• 需要对接口进行严格约束的情况，比如我们提供了一个公共的服务，很多人，甚至公司外部的人也可以访问这个服务，这时对于接口我们希望有更加严格的约束，我们不希望客户端给我们传递任意的数据，尤其是考虑到安全性的因素，我们通常需要对接口进行更加严格的约束。这时gRPC就可以通过protobuf来提供严格的接口约束。

• 对于性能有更高的要求时。有时我们的服务需要传递大量的数据，而又希望不影响我们的性能，这个时候也可以考虑gRPC服务，因为通过protobuf我们可以将数据压缩编码转化为二进制格式，通常传递的数据量要小得多，而且通过http2我们可以实现异步的请求，从而大大提高了通信效率。

但是，通常我们不会去单独使用gRPC，而是将gRPC作为一个部件进行使用，这是因为在生产环境，我们面对大并发的情况下，需要使用分布式系统来去处理，而gRPC并没有提供分布式系统相关的一些必要组件。而且，真正的线上服务还需要提供包括负载均衡，限流熔断，监控报警，服务注册和发现等等必要的组件。不过，这就不属于本篇文章讨论的主题了，我们还是先继续看下如何使用gRPC。

gRPC DEMO实例详解

• 通过protobuf来定义接口和数据类型

• 编写gRPC server端代码

• 编写gRPC client端代码
  本文使用golang去实现demo，其中protobuf和grpc扩展的安装就跳过了。

新建userrpc.proto

syntax = "proto3";package user;option go_package = "./grpc/user";
// The User service definition.service User {  // Get all Users with id - A server-to-client streaming RPC. rpc GetUsers(UserFilter) returns (stream UserRequest) {} // Create a new User - A simple RPC  rpc CreateUser (UserRequest) returns (UserResponse) {}}
// Request message for creating a new usermessage UserRequest { int32 id = 1; // Unique ID number for a User. string name = 2; string email = 3; string phone= 4;
 message Address { string province = 1; string city = 2;  } repeated Address addresses = 5;}
message UserResponse { int32 id = 1; bool success = 2;}message UserFilter { int32 id = 1;}

编译 .proto 文件

protoc --go_out=plugins=grpc:. userrpc.proto

新建服务端server.go

package main
import ( "log" "net"
 "golang.org/x/net/context" "google.golang.org/grpc" pb "userrpc/grpc/user")
const ( port = ":50051")
// server is used to implement user.UserServer.type server struct { savedUsers []*pb.UserRequest}
// CreateUser creates a new Userfunc (s *server) CreateUser(ctx context.Context, in *pb.UserRequest) (*pb.UserResponse, error) {
 s.savedUsers = append(s.savedUsers, in) return &pb.UserResponse{Id: in.Id, Success: true}, nil}
// GetUsers returns all users by given idfunc (s *server) GetUsers(filter *pb.UserFilter, stream pb.User_GetUsersServer) error { for _, user := range s.savedUsers { if filter.Id == 0 { continue } if err := stream.Send(user); err != nil { return err } } return nil}
func main() { lis, err := net.Listen("tcp", port) if err != nil { log.Fatalf("failed to listen: %v", err) }
 // Creates a new gRPC server s := grpc.NewServer() pb.RegisterUserServer(s, &server{}) s.Serve(lis)}

客户端client.go

package main
import ( "io" "log"
 "golang.org/x/net/context" "google.golang.org/grpc" pb "userrpc/grpc/user")
const ( address = "localhost:50051")
// createUser calls the RPC method CreateUser of UserServerfunc createUser(client pb.UserClient, user *pb.UserRequest) { resp, err := client.CreateUser(context.Background(), user) if err != nil { log.Fatalf("Could not create User: %v", err) } if resp.Success { log.Printf("A new User has been added with id: %d", resp.Id) }}
// getUsers calls the RPC method GetUsers of UserServerfunc getUsers(client pb.UserClient, id *pb.UserFilter) { // calling the streaming API stream, err := client.GetUsers(context.Background(), id) if err != nil { log.Fatalf("Error on get users: %v", err) } for { user, err := stream.Recv() if err == io.EOF { break } if err != nil { log.Fatalf("%v.GetUsers(_) = _, %v", client, err) } log.Printf("User: %v", user) }}func main() { // Set up a connection to the gRPC server. conn, err := grpc.Dial(address, grpc.WithInsecure()) if err != nil { log.Fatalf("did not connect: %v", err) } defer conn.Close() // Creates a new UserClient client := pb.NewUserClient(conn)
 user := &pb.UserRequest{ Id: 1, Name: "test", Email: "[e-mail]", Phone: "132222222", Addresses: []*pb.UserRequest_Address{ &pb.UserRequest_Address{ Province: "hebei", City: "shijiazhuang", }, }, }
 // Create a new user createUser(client, user) // Filter with an id filter := &pb.UserFilter{Id: 1} getUsers(client, filter)}

启动server.go

go run server.go

新打开一个窗口，启动client.go

go run client.go

结果为

2019/07/04 17:01:16 A new User has been added with id: 12019/07/04 17:01:16 User: id:1 name:"test" email:"[e-mail]" phone:"132222222" addresses:<province:"hebei" city:"shijiazhuang" >

小结

Api实现起来比较繁琐，给开发带来难度。 总的来说gRPC是一个不错的跨语言rpc解决方案，当然每个人都自己的看法或见解。 针对不同的业务场景采用不同的解决方案，最终都是运行效率和开发效率的相互妥协的结果。

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