C++跨平台：grpc和zmq的方案预研

Posted 2021-12-08 CodeBowl

C++跨平台（二）：grpc和zmq的方案预研

• • 前言
  • gRpc
  • • grpc是什么？
    • protoBuf
    • 为什么选择grpc
    • 常见的使用场景
    • 进程间通信
  • ZeroMQ
  • • zmq是什么？
    • ZMQ和Socket有什么关联呢？
    • ZMQ的三种模式
    • 进程间的通信
  • 总结

前言

在进行跨平台开发中，跨进程通讯或者服务器通讯是必不可少的一环，在开发中，我们会选择成熟的第三方库来进行开发。
今天就对跨平台的grpc和zmq进行方案预研。
我的需求是：跨进程通讯

gRpc

grpc是什么？

gRPC是Google开源的RPC实现，基于最新的HTTP2.0协议，并支持常见的众多编程语言。gRPC客户端和服务端可以在多种环境中运行和交互，并且可以使用任何gRPC支持的语言来编写，支持跨平台、跨语言调用。

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。

protoBuf

protoBuf是Google开源的一套成熟的结构数据序列化机制，gRPC默认使用的数据交换格式就是protoBuf。

1. 优点：
   （1）序列化后体积比Json和XML都小，适合网络传输。
   （2）支持跨平台多语言。
   （3）消息格式升级和兼容性还不错。
   （4）序列化反序列化速度很快，快于Json的处理速度。
2. 缺点：
   （1）功能简单，无法用来表示复杂的概念。
   （2）二进制数据格式，需要编码和解码，数据本身不具有可读性，因此只能方序列化之后得到真正可读的数据。

为什么选择grpc

优点：

1. 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。
2. 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

常见的使用场景

• 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。

进程间通信

grpc为分布式系统而生，可以是系统间通信，也可以是系统内部进程间通信

ZeroMQ

zmq是什么？

1. ZeroMQ（简称ZMQ）是一个基于消息队列的多线程网络库，其对套接字类型、连接处理、帧、甚至路由的底层细节进行抽象，提供跨越多种传输协议的套接字。
2. ZMQ是网络通信中新的一层，介于应用层和传输层之间（按照TCP/IP划分），其是一个可伸缩层，可并行运行，分散在分布式系统间。
3. ZMQ不是单独的服务，而是一个嵌入式库，它封装了网络通信、消息队列、线程调度等功能，向上层提供简洁的API，应用程序通过加载库文件，调用API函数来实现高性能网络通信。
4. 

ZMQ和Socket有什么关联呢？

阅读了ZMQ的Guide文档后，我的理解是，ZMQ是个类似于Socket的一系列接口，他跟Socket的区别是：普通的socket是端到端的（1:1的关系），而ZMQ却是可以N：M 的关系，人们对BSD套接字的了解较多的是点对点的连接，点对点连接需要显式地建立连接、销毁连接、选择协议（TCP/UDP）和处理错误等，而ZMQ屏蔽了这些细节，让你的网络编程更为简单。ZMQ用于node与node间的通信，node可以是主机或者是进程。

ZMQ的三种模式

1. 应答模式
2. 订阅发布模式
3. 管道模式

进程间的通信

zmq可以通过socket文件完成进程间的通讯。使用起来比较简单。

总结

这一块，说实话，我暂时也没有一个好的结论，可能更偏向于使用zmq，因为在本地进程间通信，zmq似乎更专用一点。