RPC — 微服务之gRPC框架技术解析

概述：

gRPC 一开始由 google 开发，是一款语言中立、平台中立、开源的远程过程调用(RPC)系统。

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。与许多 RPC 系统类似，gRPC 也是基于以下理念：定义一个服务，指定其能够被远程调用的方法（包含参数和返回类型）。在服务端实现这个接口，并运行一个 gRPC 服务器来处理客户端调用。在客户端拥有一个存根能够像服务端一样的方法。

gRPC 官方文档中文版：http://doc.oschina.net/grpc

如下图所示就是一个典型的gRPC结构图:

1、protocol buffers

gRPC 默认使用 protocol buffers，这是 Google 开源的一套成熟的结构数据序列化机制（当然也可以使用其他数据格式如 JSON）。正如你将在下方例子里所看到的，你用 proto files 创建 gRPC 服务，用 protocol buffers 消息类型来定义方法参数和返回类型。

Protocol buffers 版本
使用的是 proto3 的新风格的 protocol buffers，它拥有轻量简化的语法、一些有用的新功能，并且支持更多新语言。

2、定义服务

定义一个服务：一个 RPC 服务通过参数和返回类型来指定可以远程调用的方法。

我们使用 protocol buffers 接口定义语言来定义服务方法，用 protocol buffer 来定义参数和返回类型。客户端和服务端均使用服务定义生成的接口代码。

这里我们服务定义的例子，在 helloworld.proto 里用 protocol buffers IDL 定义的。Greeter 服务有一个方法 SayHello ，可以让服务端从远程客户端接收一个包含用户名的 HelloRequest 消息后，在一个 HelloReply 里发送回一个 Greeter。

定义接口和数据类型：

syntax = "proto3";option java_package = "io.grpc.examples";package helloworld;// The greeter service definition.
service Greeter {// Sends a greetingrpc 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;
}

3、生成 gRPC 代码

定义好服务，我们可以使用 protocol buffer 编译器 protoc 来生成创建应用所需的特定客户端和服务端的代码 - 你可以生成任意 gRPC 支持的语言的代码，当然 PHP 和 Objective-C 仅支持创建客户端代码。生成的代码同时包括客户端的存根和服务端要实现的抽象接口，均包含 Greeter 所定义的方法。

这里我们使用JAVA语言结合geogle提供的protobuf生成工具，首先在pom文件添加依赖以及插件：

<dependencies><dependency><groupId>io.grpc</groupId><artifactId>grpc-netty-shaded</artifactId><version>1.17.1</version></dependency><dependency><groupId>io.grpc</groupId><artifactId>grpc-protobuf</artifactId><version>1.17.1</version></dependency><dependency><groupId>io.grpc</groupId><artifactId>grpc-stub</artifactId><version>1.17.1</version></dependency></dependencies><build><extensions><extension><groupId>kr.motd.maven</groupId><artifactId>os-maven-plugin</artifactId><version>1.4.1.Final</version></extension></extensions><plugins><plugin><groupId>org.xolstice.maven.plugins</groupId><artifactId>protobuf-maven-plugin</artifactId><version>0.5.0</version><configuration><protocArtifact>com.google.protobuf:protoc:3.0.0:exe:${os.detected.classifier}</protocArtifact><pluginId>grpc-java</pluginId><pluginArtifact>io.grpc:protoc-gen-grpc-java:1.0.0:exe:${os.detected.classifier}</pluginArtifact><protoSourceRoot>${project.basedir}/src/main/proto</protoSourceRoot><outputDirectory>${project.basedir}/src/main/java</outputDirectory><clearOutputDirectory>false</clearOutputDirectory></configuration><executions><execution><phase>compile</phase><goals><goal>compile</goal><goal>compile-custom</goal></goals></execution></executions></plugin><plugin><groupId>org.apache.maven.plugins</groupId><artifactId>maven-compiler-plugin</artifactId><configuration><source>6</source><target>6</target></configuration></plugin></plugins></build>

点击MAVEN的protobuf插件，进行代码生成：protobuf:compile-python

4、gRPC代码结构

gRPC server端代码

#!/usr/bin/env python
# -*-coding: utf-8 -*-from concurrent import futures
import grpc
import logging
import timefrom rpc_package.helloworld_pb2_grpc import add_HelloWorldServiceServicer_to_server, \ HelloWorldServiceServicer
from rpc_package.helloworld_pb2 import HelloRequest, HelloReplyclass Hello(HelloWorldServiceServicer):# 这里实现我们定义的接口def SayHello(self, request, context):return HelloReply(message='Hello, %s!' % request.name)def serve():# 这里通过thread pool来并发处理server的任务server = grpc.server(futures.ThreadPoolExecutor(max_workers=10))# 将对应的任务处理函数添加到rpc server中add_HelloWorldServiceServicer_to_server(Hello(), server)# 这里使用的非安全接口，世界gRPC支持TLS/SSL安全连接，以及各种鉴权机制server.add_insecure_port('[::]:50000')server.start()try:while True:time.sleep(60 * 60 * 24)except KeyboardInterrupt:server.stop(0)if __name__ == "__main__":logging.basicConfig()serve()

gRPC client端代码

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-from __future__ import print_function
import loggingimport grpc
from rpc_package.helloworld_pb2 import HelloRequest, HelloReply
from rpc_package.helloworld_pb2_grpc import HelloWorldServiceStubdef run():# 使用with语法保证channel自动closewith grpc.insecure_channel('localhost:50000') as channel:# 客户端通过stub来实现rpc通信stub = HelloWorldServiceStub(channel)# 客户端必须使用定义好的类型，这里是HelloRequest类型response = stub.SayHello(HelloRequest(name='test'))print ("hello client received: " + response.message)if __name__ == "__main__":logging.basicConfig()run()

演示

先执行server端代码

python hello_server.py

接着执行client端代码如下：

python hello_client.py
hello client received: Hello, test!

引用：gRPC官网：https://grpc.io/
Google Protobuf简明教程：https://www.jianshu.com/p/b723053a86a6