gRPC cpp 快速上手

Posted 2021-11-22 Mculover666

一、gRPC介绍

1. gRPC框架

gRPC 一开始由 google 开发，高性能、开源、支持多语言的 RPC 框架。

在gRPC框架中，运行在不同机器上的客户端应用可以直接调用服务器端上提供的方法，使得我们可以更容易的创建一个分布式系统。

gRPC基于定义服务（Service）的思想，指定可以使用其参数和返回类型远程调用的方法；在服务器端，服务器实现这个接口并运行一个gRPC服务器来处理客户端调用；在客户端，客户端有一个存根(stub)，它提供与服务器相同的方法。

cpp版的文档地址为：https://grpc.io/docs/languages/cpp/quickstart/。

2. protocol buffers

gRPC默认使用protocol buffers，是Google开源的一种简洁、高效的结构化数据存储格式。

使用protocol的第一步是在proto文件（.proto）中定义需要序列化的数据结构，：

message Person {
  string name = 1;
  int32 id = 2;
  bool has_ponycopter = 3;
}

然后，我们可以使用protoc编译器来生成指定语言的数据结构（比如cpp中上述定于会生成Person类），protocol将会对每个成员提供简单的访问方法，比如 name() 和 set_name()，这些方法将会完成原始数据和序列化数据的转换。

二、安装gRPC和Protocol buffers

设置

export MY_INSTALL_DIR=$HOME/develop/gRPC
mkdir -p $MY_INSTALL_DIR

添加到环境变量：

export PATH="$MY_INSTALL_DIR/bin:$PATH"

安装cmake(> 3.13)

wget -q -O cmake-linux.sh https://github.com/Kitware/CMake/releases/download/v3.19.6/cmake-3.19.6-Linux-x86_64.sh
sh cmake-linux.sh -- --skip-license --prefix=$MY_INSTALL_DIR
rm cmake-linux.sh

安装其它工具

sudo apt-get install -y build-essential autoconf libtool pkg-config

拉取gRPC源码

git clone --recurse-submodules -b v1.41.0 https://github.com/grpc/grpc

编译并安装protocol buffers

cd grpc
mkdir -p cmake/build
pushd cmake/build
cmake -DgRPC_INSTALL=ON \\
      -DgRPC_BUILD_TESTS=OFF \\
      -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=$MY_INSTALL_DIR \\
      ../..
make -j8
make install
popd

三、helloworld

1. 编译

进入示例文件夹：

cd examples/cpp/helloworld

编译示例文件：

$ mkdir -p cmake/build
$ pushd cmake/build
$ cmake -DCMAKE_PREFIX_PATH=$MY_INSTALL_DIR ../..
$ make -j

2. 运行

进入目录examples/cpp/helloworld/cmake/build，可以看到编译出的可执行文件：

运行服务器：

./greeter_server

运行客户端：

./greeter_client

四、自定义gRPC服务

gRPC服务使用 protocol buffer 来定义，在.proto文件中，接下来的示例中，服务端和客户端都有 SayHello() 这个方法，该方法传入一个 HelloRequest 参数，返回一个 HelloResponse 参数。

1. 在proto文件中定义方法

打开examples/protos/helloworld.proto文件，内容如下：

package helloworld;

// The greeting service definition.
service Greeter {
  // Sends a greeting
  rpc SayHello (HelloRequest) returns (HelloReply) {}
}

// The request message containing the user's name.
message HelloRequest {
  string name = 1;
}

// The response message containing the greetings
message HelloReply {
  string message = 1;
}

添加一个RPC方法：

package helloworld;

// The greeting service definition.
service Greeter {
  // Sends a greeting
  rpc SayHello (HelloRequest) returns (HelloReply) {}
  // Sends another greeting
  rpc SayHelloAgain (HelloRequest) returns (HelloReply) {}
}

// The request message containing the user's name.
message HelloRequest {
  string name = 1;
}

// The response message containing the greetings
message HelloReply {
  string message = 1;
}

保存退出。

2. 重新生成gRPC代码

进入helloworld编译文件夹，编译：

cd examples/cpp/helloworld/cmake/build
make -j8

编译会重新生成 helloworld.pb.{h,cc} 和 helloworld.grpc.pb.{h,cc} 文件，包含客户端类和服务端类：

3. 更新服务端

编辑文件greeter_server.cc，实现刚刚在proto中定义的新方法SayHelloAgain()：

// Logic and data behind the server's behavior.
class GreeterServiceImpl final : public Greeter::Service {
  Status SayHello(ServerContext* context, const HelloRequest* request,
                  HelloReply* reply) override {
    std::string prefix("Hello ");
    reply->set_message(prefix + request->name());
    return Status::OK;
  }

  Status SayHelloAgain(ServerContext* context, const HelloRequest* request,
                  HelloReply* reply) override {
        std::string prefix("Hello Again ");
        reply->set_message(prefix + request->name());
        return Status::OK;
  }
};

4. 更新客户端

编辑文件greeter_client.cc，在 GreeterClient 类中添加新定义的方法SayHelloAgain：

std::string SayHelloAgain(const std::string& user) {
   // Data we are sending to the server.
    HelloRequest request;
    request.set_name(user);

    // Container for the data we expect from the server.
    HelloReply reply;

    // Context for the client. It could be used to convey extra information to
    // the server and/or tweak certain RPC behaviors.
    ClientContext context;

    // The actual RPC.
    Status status = stub_->SayHelloAgain(&context, request, &reply);

    // Act upon its status.
    if (status.ok()) {
      return reply.message();
    } else {
      std::cout << status.error_code() << ": " << status.error_message()
                << std::endl;
      return "RPC failed";
    }
  }

最后，在main函数中调用该函数：

reply = greeter.SayHelloAgain(user);
std::cout << "Greeter received: " << reply << std::endl;

5. 运行

进入helloworld示例编译目录：

make -j8

运行服务端：

运行客户端：