gRPC入门介绍 | 青训营笔记

二火彡
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这是我参与「第五届青训营 」笔记创作活动的第 6 天

零、序言

字节内部使用的Kitex框架，性能不错，但出于能够参考学习的资料较少、仅支持unix内核，所以这边介绍另一种开源、高性能的RPC框架。

这就是由大名鼎鼎的Google负责的------gRPC。

他支持多种语言，多平台，并且也有着不俗的性能表现。

一、本课知识点

  • gRPC介绍
  • protobuf环境安装与配置

二、 详细知识点介绍

GRPC介绍

gRPC官网

gRPC 官方文档中文版_V1.0 (oschina.net)

RPC协议介绍

RPC 全称为 Remote Procedure Call , 远程过程调用。这是一种协议，是用来屏蔽分布式计算中的各种调用细节，使你能够像调用本地方法一样，直接调用一个远程的函数。可以理解为一种规范。

下面简单说明一下客户端与服务端的沟通过程，以此来引出rpc的作用

客户端 与 服务器 沟通的过程:

  • 客户端 发送 数据 (字节流)
  • 服务器 接受并解析。根据约定知道需要执行上面。把结果返回给客户

RPC:

  • 封装上述过程，使操作更加优化便捷
  • 使用大家都认可的协议，使其规范化
  • 做成一些框架，直接或间接产生利益

gRPC框架介绍

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而gRPC是一种开源的，高性能的通用RPC框架，能够跨平台支持多种语言。(隔壁Kitex目前还只能支持unix平台)

在gRPC中，我们称调用方为client，被调用方为server。跟其他RPC框架一样，gRPC也是基于"服务定义"的思想。简单的来说，就是我们通过某种方式来描述一个服务，这种描述方式是语言无关的。在这个"服务定义"的过程种，我们描述了我们提供的服务名是什么，有哪些方法开源被调用，有什么样的入参，有什么样的回参

而就是说，在定义好了这些服务、方法之后，gRPC会频闭底层的细节，client只需要直接调用定义好的方法，就能够拿到预期返回的结果。 对于server端来说，只需要实现我们定义的方法。同样的，gRPC也会帮助我们屏蔽底层的细节，我们只需要实现所定义方法的具体逻辑即可。

你可以发现，在上面的描述过程种，所谓的"服务定义"，就跟定义接口是类似的。我更愿意理解为是一种"约定"，双方规定好接口，然后server实现接口，client调用接口，至于其他的细节就交给gRPC管理

此外，gRPC还是语言无关的，我们开源使用C++开发服务端，使用Golang、Java等作为客户端来调用服务器的接口。为了实现这一点，我们在"服务定义"和在编码解码过程中，同样应该做到语言无关。

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ProtoBuf介绍

因此，gRPC使用了Protocol Buffss(谷歌开发的一套成熟的数据结构序列化机制)

我们可以把他当成一个代码生成工具以及序列化工具。这个工具可以把我们定义的方法，转换成特定语言的代码。比如你定义了一种类型的参数，他会帮你转换成Golang种的结构体，你定义的方法，体会帮你转换成func函数。此外，在发送请求和接受响应的时候，这个工具还会完成对应的编码和解码工作，将你即将发送的数据编码成gRPC能够传输的形式，又或者将即将接受到的数据解码成编程语言所能理解的数据格式。

可能有些同学对序列化和反序列化的概念不太理解，下面简单解释一下这两个概念。

  • 序列化: 将数据结构或对象转换成二进制串的过程
  • 反序列化: 将在序列化过程中产生的二进制串转换成数据结构或对象的过程

而protobuf是谷歌开源的一种数据格式，适合高性能，对想要速度有要求的数据传输场景。因为protobuf是二进制数据格式，需要编码和解码。数据本身不具有可读性。因此只能反序列化之后得到真正可读的数据。

相比于其他数据结构，他有着这样几点优势:

  • 序列化后体积相比Json和XML很小，更适合网络传输
  • 支持跨平台多语言
  • 消息格式升级和兼容性好
  • 序列化和反序列化速度很快

Proto

安装ProtoBuf

1、下载protocol buffers Releases · protocolbuffers/protobuf (github.com)

  • Protocol buffers，通常称为 Protobuf，是Google开发的一种协议，可以对结构数据进行序列化和反序列化操作，在网络通信中很有用
  • 我们下载对应操作系统的zip文件，解压，并将bin目录配置到环境变量中即可
  • 最后在cmd或bash中输入protoc命令查看是否安装并配置成功

2、安装gRPC核心库

go get google.golang.org/grpc

3、安装protocol编译器。它开源生成各种不同语言的代码。因此，除了这个编译器，我们还需要配合各个语言的代码生成工具。对于Golang来说，这个工具是protoc-gen-go。

这里有个小坑，github.com/golang/protobuf/protoc-gen-go和google.golang.org/protobuf/cmd/protoc-gen-go是不同的！前者是旧版本，后者是Google接管的新版本，他们的API是不同的，用于生成的命令，生成的文件都是不一样的。由于目前的gRPC-go源码中的example是使用后者的生成方式，所以我们也采用google版本。

下面我们通过命令安装两个库(因为这些文件在安装grpc时以及下载了，这里只需要install即可)

go install google.golang.org/protobuf/cmd/protoc-gen-go@latest
go install google.golang.org/grpc/cmd/protoc-gen-go-grpc@latest

Proto文件编写

下面简单写一个小demo，新建两个文件夹，分别作为客户端和服务端。

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proto文件内容如下(可以当作模板记下来)

// 使用proto3语法
syntax = "proto3";
​
// 生成的go文件处于哪个目录哪个包中
// 这里声称在当前目录，service包中
option go_package = ".;service";
​
// 我们需要定义一个服务，在服务中需要有一个方法，这个方法可以接收客户端参数，返回服务端响应
// 其实很容易可以看出，我们定义了一个service，称为SayHello，这个服务有一个rpc方法，名为SayHello
// 这个方法会发送一个HelloRequest返回一个HelloResponse
service SayHello {
  rpc SayHello(HelloRequest) returns (HelloResponse) {}
}
​
// message关键字，可以理解为结构体
// 这个比较特别的是变量后的"赋值"(这里并不是赋值，而是定义这个变量在message中的位置)
message HelloRequest {
  string requestName = 1;
//  int64 age = 2;
}
​
message HelloResponse {
  string responseMsg = 1;
}

接下来可以通过protoc生成对应语言的代码，打开Terminal，进入proto目录，输入一些代码即可

两个命令(当作模板可以记下)

protoc --go_out=. hello.proto
protoc --go-grpc_out=. hello.proto

输入完可以发现在proto目录下生成了两个文件，我们使用时只需要重写或修改其中的我们定义的方法，加上业务逻辑即可

三、实践练习例子

实践的部分代码也已经贴在上面了，以及这里是GitHub

四、课后个人总结

其实我对于gRPC的学习已经基本快速入门了！(笔记只上传一点才不是要水笔记呢！)

这几天没课的时候，将会连载gRPC以及有关网络相关的文章~

除了字节官方推荐的Kitex，gRPC或许能成为你的选择~

五、引用参考

gRPC官网

gRPC 官方文档中文版_V1.0 (oschina.net)

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