gRPC是Google开源的新一代RPC框架,官网是http://www.grpc.io。正式发布于2016年8月,技术栈非常的新,基于HTTP/2,netty4.1,proto3。虽然目前在工程化方面gRPC还非常不足,但它也值得我们好好研究它,学习他。

1. 使用场景

按照Google的说法,使用广泛,但主要使用场景还是在移动端:

  1. Efficiently connecting polyglot services in microservices style architecture(微服务、多语言)

  2. Connecting mobile devices, browser clients to backend services

  3. Generating efficient client libraries

2. HTTP/2

HTTP/2,主要是基于Google发布的SPDY协议,是自HTTP/1.1从1999年发布16年后的首次更新。Servlet4.0将完全支持HTTP/2。目前支持HTTP/2的浏览器还不多,主要也只是支持基于TLS的HTTP/2。下图是在caniuse.com网站统计的支持HTTP/2的浏览器,可以看到chrome也是在41版本后开始的,IE根本不支持。

HTTP/1.1会有什么问题呢?

假设一个网页需要加载几十个资源(css、js、jpg、等等),等到html文件加载成功后,浏览器会一个一个请求这些资源,并等待服务器按顺序一个一个返回。这将会非常耗时。

与HTTP/1.1标准比较,HTTP/2带来很多功能,如:

bidirectional streaming

flow control

header compression

multiplexing requests over a single TCP connection

在此不做详解,还不清楚的同学自行Google,推荐一些入门链接

http://www.ruanyifeng.com/blog/2016/08/http.html

https://imququ.com/post/protocol-negotiation-in-http2.html

3. HTTP/2局限性

如上图,gRPC离真正可工程化的rpc框架还有一段路要走,缺的组件也很多,如

  1. Configuration(配置化)
  2. Service Discovery(服务发现)
  3. 服务治理等等

也就是目前gRPC想用到微服务后端,需要自己开发很多东西。

4. 使用样例

  • 下载gRPC源码

git clone git@github.com:grpc/grpc-java.git

gRPC支持了很多平台,当然我们讲解的是Java版本,目录结构如下图:

  • 编译

首先我们先不编译grpc code generation plugin(主要用于proto3从.proto文件编译出Java文件的,一般不用修改)。在根目录下新建gradle.properties文件,然后添加skipCodegen=true这一行到文件中。

grpc-java has a C++ code generation plugin for protoc. Since many Java developers don't have C compilers installed and don't need to modify the codegen, the build can skip it. To skip, create the file <project-root>/gradle.properties and add skipCodegen=true.

Java、maven版本如下

Java版本需要1.8

maven 3.2

  • 编译代码

./gradlew build

  • 安装编译好的jar包到本地maven库

./gradlew install

  • 样例

先建立maven项目,定义服务.proto文件

在此默认大家对proto的语法已经熟悉,至少是可以使用的程度。借用Google官方的例子。

syntax = "proto3";

option java_multiple_files = true;
// 生产的Java的包
option java_package = "io.grpc.examples.helloworld.generated";
// 生产的Java类名
option java_outer_classname = "HelloWorldProto";
option objc_class_prefix = "HLW";

package helloworld;

// service 定义服务
service Greeter {
 // 服务的一个方法
 rpc 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;
}

添加依赖到pom.xml文件,使用刚才install的版本1.1.0-SNAPSHOT,build里的插件是用来由proto文件生产Java源码用的

在测试项目文件夹下,生产Java代码

$ mvn compile

生产的代码在target下,将其拷贝到自己的项目里

  • 编写测试代码,借用Google官方代码,懒得写了。

Server

public class HelloWorldServer {
private static final Logger logger = Logger.getLogger(HelloWorldServer.class.getName()); private Server server; private void start() throws IOException {
/* The port on which the server should run */
int port = 50051;
server = ServerBuilder.forPort(port)
.addService(new GreeterImpl())
.build()
.start();
logger.info("Server started, listening on " + port);
Runtime.getRuntime().addShutdownHook(new Thread() {
@Override
public void run() {
// Use stderr here since the logger may have been reset by its JVM shutdown hook.
System.err.println("*** shutting down gRPC server since JVM is shutting down");
HelloWorldServer.this.stop();
System.err.println("*** server shut down");
}
});
} private void stop() {
if (server != null) {
server.shutdown();
}
} /**
* Await termination on the main thread since the grpc library uses daemon threads.
*/
private void blockUntilShutdown() throws InterruptedException {
if (server != null) {
server.awaitTermination();
}
} /**
* Main launches the server from the command line.
*/
public static void main(String[] args) throws IOException, InterruptedException {
final HelloWorldServer server = new HelloWorldServer();
server.start();
server.blockUntilShutdown();
} static class GreeterImpl extends GreeterGrpc.GreeterImplBase { @Override
public void sayHello(HelloRequest req, StreamObserver<HelloReply> responseObserver) {
HelloReply reply = HelloReply.newBuilder().setMessage("Hello " + req.getName()).build();
responseObserver.onNext(reply);
responseObserver.onCompleted();
}
}
}

Client

public class HelloWorldClient {
private static final Logger logger = Logger.getLogger(HelloWorldClient.class.getName()); private final ManagedChannel channel;
private final GreeterGrpc.GreeterBlockingStub blockingStub; /** Construct client connecting to HelloWorld server at {@code host:port}. */
public HelloWorldClient(String host, int port) {
this(ManagedChannelBuilder.forAddress(host, port)
// Channels are secure by default (via SSL/TLS). For the example we disable TLS to avoid
// needing certificates.
.usePlaintext(true));
} /** Construct client for accessing RouteGuide server using the existing channel. */
HelloWorldClient(ManagedChannelBuilder<?> channelBuilder) {
channel = channelBuilder.build();
blockingStub = GreeterGrpc.newBlockingStub(channel);
} public void shutdown() throws InterruptedException {
channel.shutdown().awaitTermination(5, TimeUnit.SECONDS);
} /** Say hello to server. */
public void greet(String name) {
logger.info("Will try to greet " + name + " ...");
HelloRequest request = HelloRequest.newBuilder().setName(name).build();
HelloReply response;
try {
response = blockingStub.sayHello(request);
} catch (StatusRuntimeException e) {
logger.log(Level.WARNING, "RPC failed: {0}", e.getStatus());
return;
}
logger.info("Greeting: " + response.getMessage());
} /**
* Greet server. If provided, the first element of {@code args} is the name to use in the
* greeting.
*/
public static void main(String[] args) throws Exception {
HelloWorldClient client = new HelloWorldClient("localhost", 50051);
try {
/* Access a service running on the local machine on port 50051 */
String user = "world";
if (args.length > 0) {
user = args[0]; /* Use the arg as the name to greet if provided */
}
client.greet(user);
} finally {
client.shutdown();
}
}
}

如上可以看到,用gRPC编写服务是非常简单的。几行代码搞定。

源码分析导读

gRPC的代码与dubbo、rocketmq相比,还是很少的,主要是因为目前很多组件还没有。后面将会根据以下内容来讲解源码

  • 通信

  • 消息编解码

  • steam流

  • 框架

附录

gRPC 官方文档中文版

  • https://doc.oschina.net/grpc

GRPC的产生动机和设计原则

  • http://www.jianshu.com/p/8cc077f6dbb9

gRPC学习笔记

  • https://skyao.gitbooks.io/leaning-grpc/content/

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