【Go微服务】开发gRPC总共分三步

前言

上一篇文章我们介绍了ProtoBuf的使用，不了解ProtoBuf的同学建议先读这篇文章：# 一文带你玩转ProtoBuf，会用protobuf是学习gRPC的基础。

之前我也有写过RPC相关的文章：《 Go RPC入门指南：RPC的使用边界在哪里？如何实现跨语言调用？》，详细介绍了RPC是什么，使用边界在哪里？并且用Go和php举例，实现了跨语言调用。不了解RPC的同学建议先读这篇文章补补课。

上面提到的这些基础知识，不作为本文的重点。

这篇文章将重点介绍在微服务中gRPC的使用：

开发流程

在微服务分布式架构中开发gRPC其实非常简单，不要畏难畏烦，没有什么心智负担的。

开发gRPC的流程和宋丹丹把大象装冰箱是一样的：

1. 把冰箱门打开
2. 把大象装进去
3. 把冰箱门关上

开发gRPC的流程；

1. 写proto文件定义服务和消息
2. 使用protoc工具生成代码
3. 编写业务逻辑代码提供服务

就是这么简单。

下面我仍然以Go语言举例，其他语言的实现思路也是一样的。

入门实践

为了让大家更好理解，我参考gRPC官方文档，写了一个helloword示例。

下图是使用Go实现gRPC开发的目录结构图，先让大家有个整体的认识：

欢迎大家按照我的步骤进行复刻实践：

看文章是学不会编程的，但是一边看文章一边敲代码可以！

1. 写proto文件定义服务和消息

service Greeter {} 是我们定义的服务

rpc SayHello (HelloRequest) returns (HelloReply) {} 是在服务中定义的方法

protoc工具集，会根据我们定义的服务、方法、和消息生成指定语言的代码。

syntax = "proto3";

option go_package = "./;hello";

package hello;

service Greeter {
rpc SayHello (HelloRequest) returns (HelloReply) {}
}

message HelloRequest {
string name = 1;
}

message HelloReply {
string message = 1;
}

如果小伙伴们看上面代码有不懂的地方，那就是protobuf基础不牢了，请看这篇：一文带你玩转protobuf，回顾一下知识点。

2. 使用protoc工具生成代码

切换到proto文件所在目录下

cd protos/helloword/

生成Go代码

protoc --go_out=. helloworld.proto

小技巧之同步依赖：当你生成Go代码后，发现生成的文件飘红报错，不要紧张，多数情况是因为依赖不存在导致的。

执行下面的命令，同步依赖就可以了：

go mod tidy

3. 编写业务逻辑代码 提供服务

下面是今天的重点，我们用Go实现业务逻辑的编写，注意看：

在微服务架构开发gRPC时，一定有两个端：服务端和客户端。

我们的习惯是，在搞定protobuf之后，先写服务端逻辑，暴露端口，提供服务；再写客户端逻辑，连接服务，发送请求，处理响应。

小提示：PHP和Objective-C只能实现gRPC中的客户端，不能实现服务端。

3.1 编写服务端业务逻辑

编写服务端非常简单，我们只需要实现在proto中定义的rpc方法。

小技巧：在我们实际开发中，我们导入protos服务的时候，默认是一个比较长的名字，建议结合自己项目，改成比较短又容易理解的名字。

package greeter_server

import "context"

//导入我们在protos文件中定义的服务
import pb "sifou/rpc/protos/helloworld"

//定义一个结构体，作用是实现helloworld中的GreeterServer
type server struct{}

// SayHello implements helloworld.GreeterServer
func (s *server) SayHello(ctx context.Context, in *pb.HelloRequest) (*pb.HelloReply, error) {
   return &pb.HelloReply{Message: "Hello " + in.Name}, nil
}

以上就完成了服务端的业务逻辑编写：

1. 用我们在proto中定义的消息，构建并填充了一个我们在接口定义的 HelloReply 应答对象。
2. 将 HelloReply 对象返回给客户端。

到这里业务功能是实现了，但是服务端的业务如何让客户端调用呢？

下面我们继续编写：暴露端口，提供服务

3.2 暴露端口，提供服务

踩坑分享：我在编码的过程中使用了错误的gRPC依赖，浪费了不少时间。应该用下面这个依赖包：

go get google.golang.org/grpc

注意：下面的代码是在 3.1的基础上添加的，并不是另外创建一个新的Go文件。

关键代码注释已经在代码段中写清楚了，建议大家参考步骤，手敲一遍。

package main

import (
   "context"
   "flag"
   "fmt"
   "google.golang.org/gRPC"
   "log"
   "net"
)

//导入我们在protos文件中定义的服务
import pb "sifou/rpc/protos/helloworld"

//定义一个结构体，作用是实现helloworld中的GreeterServer
type server struct {
   pb.UnimplementedGreeterServer
}

// SayHello implements helloworld.GreeterServer
func (s *server) SayHello(ctx context.Context, in *pb.HelloRequest) (*pb.HelloReply, error) {
   return &pb.HelloReply{Message: "Hello " + in.Name}, nil
}

//定义端口号 支持启动的时候输入端口号
var (
   port = flag.Int("port", 50051, "The server port")
)

func main() {
   //解析输入的端口号 默认50051
   flag.Parse()
   //tcp协议监听指定端口号
   lis, err := net.Listen("tcp", fmt.Sprintf(":%d", *port))
   if err != nil {
      log.Fatalf("failed to listen: %v", err)
   }
   //实例化gRPC服务
   s := gRPC.NewServer()
   //服务注册
   pb.RegisterGreeterServer(s, &server{})
   log.Printf("server listening at %v", lis.Addr())
   //启动服务
   if err := s.Serve(lis); err != nil {
      log.Fatalf("failed to serve: %v", err)
   }
}

启动成功，普天同庆：

到这里我们就完成了gRPC服务端的编写：我们实现了将 Greeter 服务绑定到一个端口，我们启动这个服务时，服务端已准备好从 Greeter 服务的客户端接收请求了。

我们接下来再编写客户端：

3.3 编写客户端逻辑代码

客户端的 gRPC 更简单！

我们将用protoc生成的代码写一个简单的客户端程序，来访问我们在创建的 Greeter 服务端。

小技巧：在 gRPC Go 我们使用一个特殊的 Dial() 方法来创建频道，实现和服务端的连接。

关键代码已添加注释，编写客户端逻辑代码，强烈建议大家和我一起手敲一遍。

“编程要有工匠精神，做的多了手感就出来了。”

package main

import (
   "context"
   "flag"
   "google.golang.org/gRPC" //这个依赖不要搞错
   "google.golang.org/gRPC/credentials/insecure"
   pb "sifou/rpc/protos/helloworld"
   "log"
   "time"
)

//默认数据 也支持在控制台自定义
const (
   defaultName = "world"
)

//监听地址和传入的name
var (
   addr = flag.String("addr", "localhost:50051", "the address to connect to")
   name = flag.String("name", defaultName, "Name to greet")
)

func main() {
   flag.Parse()
   //通过gRPC.Dial()方法建立服务连接
   conn, err := gRPC.Dial(*addr, gRPC.WithTransportCredentials(insecure.NewCredentials()))
   if err != nil {
      log.Fatalf("did not connect: %v", err)
   }
   //连接要记得关闭
   defer func(conn *gRPC.ClientConn) {
      err := conn.Close()
      if err != nil {

      }
   }(conn)
   //实例化客户端连接
   c := pb.NewGreeterClient(conn)

   //设置请求上下文，因为是网络请求，我们需要设置超时时间
   ctx, cancel := context.WithTimeout(context.Background(), time.Second)
   defer cancel()
   //客户端调用在proto中定义的SayHello()rpc方法，发起请求，接收服务端响应
   r, err := c.SayHello(ctx, &pb.HelloRequest{Name: *name})
   if err != nil {
      log.Fatalf("could not greet: %v", err)
   }
   log.Printf("Greeting: %s", r.GetMessage())
}

到这里我们就已经完成了服务端和客户端业务逻辑的编写，下面就是见证奇迹的时刻了：

3.4 调用gRPC 两端互通

如何实现两端的消息互通？

1. 我们之前已经打开了一个终端，启动了服务端的服务。
2. 我们再打开一个新的终端，运行客户端，看下服务端是否给我们返回了数据：

和我们预想中的结果一样：

服务端给我们返回了“Hello world”，其中Hello是服务端设置的，world是客户端传给服务端的参数，服务端进行拼接之后给客户端返回了。

至此，一个经典的gRPC通信示例就搞定了！

扩展：自定义输入

没用过go flag自定义输入的小伙伴重点看一下，这部分是为你写的：

客户端和服务端代码中的flag.Parse的作用是：支持我们在终端控制台自定义输入参数，如果没有输入的话，使用程序中设置的默认参数，比如客户端的name，在代码中是这么定义的：

name = flag.String("name", "world", "Name to greet")

我们在终端输入如下命令：

go run main.go --name 王中阳

效果是这样的：

好了，咱们再接着聊进阶的内容：

gRPC另外一个特点就是和语言无关，我们可以使用不同的语言定义客户端和服务端。

下面咱们再进阶实战一下，用gRPC实现跨语言的调用。

进阶实战：跨语言调用

入门实战我给出了详细的示例代码，甚至连目录结构都分享给大家了，相信大家只要按照步骤复刻，一定也能运行成功。

关于进阶实战的跨语言调用：服务端不重复编写了，我们仍然使用上面用Go编写的服务端。

客户端我将用我熟悉的PHP语言来编写，实现两端的rpc通信。

建议大家回顾一下“大象装冰箱”的步骤，用自己擅长的语言开发客户端，像我一样实现gRPC的跨语言调用。

1. 编写proto文件

和入门实战是一样的

2. 根据proto文件生成代码

和入门实战思路一样，区别指定生成代码语言不一样：

protoc-gen-php -i . -o . ./helloworld.proto

3. 编写业务逻辑代码

3.1 先写服务端

服务端使用Go实现的服务端，不进行编写。

确定服务端是开启状态：

再次提醒一下：

PHP和Objective-C只能实现gRPC中的客户端，不能实现服务端。

3.2 再写客户端

我用PHP实现客户端的编写，你擅长什么语言呢？有没有踩到坑，欢迎大家在评论区讨论。

<?php
//命名空间
namespace Helloworld;

//定义PHP客户端
class GreeterClient extends \gRPC\BaseStub
{

  //定义构造方法
  public function __construct($hostname, $opts, $channel = null)
  {
    parent::__construct($hostname, $opts, $channel);
  }

  /**
   * 实现proto文件中定义的SayHello()方法
   * Sends a greeting
   * @param \Helloworld\HelloRequest $argument input argument
   * @param array $metadata metadata
   * @param array $options call options
   * @return \gRPC\UnaryCall
   */
  public function SayHello(\Helloworld\HelloRequest $argument,
                           $metadata = [], $options = [])
  {
    return $this->_simpleRequest('/helloworld.Greeter/SayHello',
      $argument,
      ['\Helloworld\HelloReply', 'decode'],
      $metadata, $options);
  }

}

3.3 启动服务，进行调用

编写PHP脚本文件：

连接50051端口（Go实现的gRPC服务端对外暴露的端口）

<?php
require dirname(__FILE__).'/vendor/autoload.php';

function greet($hostname, $name)
{
    $client = new Helloworld\GreeterClient($hostname, [
        'credentials' => gRPC\ChannelCredentials::createInsecure(),
    ]);
    $request = new Helloworld\HelloRequest();
    $request->setName($name);
    list($response, $status) = $client->SayHello($request)->wait();
    if ($status->code !== gRPC\STATUS_OK) {
        echo "ERROR: " . $status->code . ", " . $status->details . PHP_EOL;
        exit(1);
    }
    echo $response->getMessage() . PHP_EOL;
}

$name = !empty($argv[1]) ? $argv[1] : 'world';
$hostname = !empty($argv[2]) ? $argv[2] : 'localhost:50051';
greet($hostname, $name);

通过终端，启动PHP客户端：

我们发现，PHP的客户端通过gRPC成功的连接了Go服务端提供的50051服务，并成功调用了SayHello()方法，获得了返回值：Hello world

实操技巧

纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。

强烈建议大家动手实操，使用自己熟悉的语言完成gRPC跨语言调用，可以参考：gRPC 各种语言教程详解。这篇技术博客更适合小白入门gRPC的开发，有个整体的理解和概念。

进阶知识点安利大家看官方文档进行实践：

gRPC 官方文档中文版

gRPC 官方示例GitHub

本文总结

通过这篇文章我们已经掌握了gRPC相关的知识点，可以独立用Go实现客户端和服务端的编写，并且通过服务注册对外提供服务，实现可客户端和服务端的gRPC通信。

为了验证gRPC支持跨语言调用的特性，在进阶实战中又使用PHP开发了客户端，实现了PHP客户端和Go服务端的远程跨语言调用。

养成良好的编程习惯有助于减少奇奇怪怪的问题，强烈建议大家严格按照“大象装冰箱”的顺序进行gRPC的开发：

1. 写proto文件定义服务和消息

2. 使用protoc工具生成代码

3. 编写业务逻辑代码提供服务

关注我，下一篇带大家玩转Go微服务。

最后：万事起于忽微，量变引起质变，相信坚持的力量。

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