带入gRPC：gRPC及相关介绍

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项目地址：go-grpc-example

作为开篇章，将会介绍 gRPC 相关的一些知识。简单来讲 gRPC 是一个 基于 HTTP/2 协议设计的 RPC 框架，它采用了 Protobuf 作为 IDL

你是否有过疑惑，它们都是些什么？本文将会介绍一些常用的知识和概念，更详细的会给出手册地址去深入

一、RPC

什么是 RPC

RPC 代指远程过程调用（Remote Procedure Call），它的调用包含了传输协议和编码（对象序列号）协议等等。允许运行于一台计算机的程序调用另一台计算机的子程序，而开发人员无需额外地为这个交互作用编程

实际场景：

有两台服务器，分别是A、B。在 A 上的应用 C 想要调用 B 服务器上的应用 D，它们可以直接本地调用吗？
答案是不能的，但走 RPC 的话，十分方便。因此常有人称使用 RPC，就跟本地调用一个函数一样简单

RPC 框架

我认为，一个完整的 RPC 框架，应包含负载均衡、服务注册和发现、服务治理等功能，并具有可拓展性便于流量监控系统等接入
那么它才算完整的，当然了。有些较单一的 RPC 框架，通过组合多组件也能达到这个标准

你认为呢？

常见 RPC 框架

• gRPC
• Thrift
• Rpcx
• Dubbo

比较一下

\	跨语言	多 IDL	服务治理	注册中心	服务管理
gRPC	√	×	×	×	×
Thrift	√	×	×	×	×
Rpcx	×	√	√	√	√
Dubbo	×	√	√	√	√

为什么要 RPC

简单、通用、安全、效率

RPC 可以基于 HTTP 吗

RPC 是代指远程过程调用，是可以基于 HTTP 协议的

肯定会有人说效率优势，我可以告诉你，那是基于 HTTP/1.1 来讲的，HTTP/2 优化了许多问题（当然也存在新的问题），所以你看到了本文的主题 gRPC

二、Protobuf

介绍

Protocol Buffers 是一种与语言、平台无关，可扩展的序列化结构化数据的方法，常用于通信协议，数据存储等等。相较于 JSON、XML，它更小、更快、更简单，因此也更受开发人员的青眯

语法

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（非空的非注释行）声明使用 proto3 语法。如果不声明，将默认使用 proto2 语法。同时我建议用 v2 还是 v3，都应当声明其使用的版本

2、定义 SearchService RPC 服务，其包含 RPC 方法 Search，入参为 SearchRequest 消息，出参为 SearchResponse 消息

3、定义 SearchRequest、SearchResponse 消息，前者定义了三个字段，每一个字段包含三个属性：类型、字段名称、字段编号

4、Protobuf 编译器会根据选择的语言不同，生成相应语言的 Service Interface Code 和 Stubs

最后，这里只是简单的语法介绍，详细的请右拐 Language Guide (proto3)

数据类型

.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 主要区别

• 删除原始值字段的字段存在逻辑
• 删除 required 字段
• 删除 optional 字段，默认就是
• 删除 default 字段
• 删除扩展特性，新增 Any 类型来替代它
• 删除 unknown 字段的支持
• 新增 JSON Mapping
• 新增 Map 类型的支持
• 修复 enum 的 unknown 类型
• repeated 默认使用 packed 编码
• 引入了新的语言实现（C＃，JavaScript，Ruby，Objective-C）

以上是日常涉及的常见功能，如果还想详细了解可阅读 Protobuf Version 3.0.0

相较 Protobuf，为什么不使用XML？

• 更简单
• 数据描述文件只需原来的1/10至1/3
• 解析速度是原来的20倍至100倍
• 减少了二义性
• 生成了更易使用的数据访问类

三、gRPC

介绍

gRPC 是一个高性能、开源和通用的 RPC 框架，面向移动和 HTTP/2 设计

多语言

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

特点

1、HTTP/2

2、Protobuf

3、客户端、服务端基于同一份 IDL

4、移动网络的良好支持

5、支持多语言

概览

讲解

1、客户端（gRPC Sub）调用 A 方法，发起 RPC 调用

2、对请求信息使用 Protobuf 进行对象序列化压缩（IDL）

3、服务端（gRPC Server）接收到请求后，解码请求体，进行业务逻辑处理并返回

4、对响应结果使用 Protobuf 进行对象序列化压缩（IDL）

5、客户端接受到服务端响应，解码请求体。回调被调用的 A 方法，唤醒正在等待响应（阻塞）的客户端调用并返回响应结果

示例

在这一小节，将简单的给大家展示 gRPC 的客户端和服务端的示例代码，希望大家先有一个基础的印象，将会在下一章节详细介绍 🤔

构建和启动服务端

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、监听指定 TCP 端口，用于接受客户端请求

2、创建 gRPC Server 的实例对象

3、gRPC Server 内部服务和路由的注册

4、Serve() 调用服务器以执行阻塞等待，直到进程被终止或被 Stop() 调用

创建客户端

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、创建 gRPC Channel 与 gRPC Server 进行通信（需服务器地址和端口作为参数）

2、设置 DialOptions 凭证（例如，TLS，GCE凭据，JWT凭证）

3、创建 Search Client Stub

4、调用对应的服务方法

思考题

1、什么场景下不适合使用 Protobuf，而适合使用 JSON、XML？

2、Protobuf 一节中提到的 packed 编码，是什么？

总结

在开篇内容中，我利用了尽量简短的描述给你介绍了接下来所必须、必要的知识点
希望你能够有所收获，建议能到我给的参考资料处进行深入学习，是最好的了

系列目录

• 带入gRPC：gRPC及相关介绍
• 带入gRPC：gRPC Client and Server
• 带入gRPC：gRPC Streaming, Client and Server
• 带入gRPC：TLS 证书认证
• 带入gRPC：基于 CA 的 TLS 证书认证
• 带入gRPC：Unary and Stream interceptor
• 带入gRPC：让你的服务同时提供 HTTP 接口
• 带入gRPC：对 RPC 方法做自定义认证
• 带入gRPC：gRPC Deadlines
• 带入gRPC：分布式链路追踪 gRPC+Opentracing+Zipkin

参考资料

• Protocol Buffers
• gRPC