gRPC在 ASP.NET Core 中应用学习

一、gRPC简介：

　gRPC 是一个由Google开源的，跨语言的，高性能的远程过程调用（RPC）框架。 gRPC使客户端和服务端应用程序可以透明地进行通信，并简化了连接系统的构建。它使用HTTP/2作为通信协议，使用 Protocol Buffers（协议缓冲区） 作为序列化协议。

　引用自微软文档：

gRPC 的主要优点是：

• 现代高性能轻量级 RPC 框架。
• 协定优先 API 开发，默认使用协议缓冲区，允许与语言无关的实现。
• 可用于多种语言的工具，以生成强类型服务器和客户端。
• 支持客户端、服务器和双向流式处理调用。
• 使用 Protobuf 二进制序列化减少对网络的使用。

这些优点使 gRPC 适用于：

• 效率至关重要的轻量级微服务。
• 需要多种语言用于开发的 Polyglot 系统。
• 需要处理流式处理请求或响应的点对点实时服务。

　官方支持的gRPC语言，平台和操作系统版本

Language	OS	Compilers / SDK
C/C++	Linux, Mac	GCC 4.9+, Clang 3.4+
C/C++	Windows 7+	Visual Studio 2015+
C#	Linux, Mac	.NET Core, Mono 4+
C#	Windows 7+	.NET Core, NET 4.5+
Dart	Windows, Linux, Mac	Dart 2.2+
Go	Windows, Linux, Mac	Go 1.13+
Java	Windows, Linux, Mac	JDK 8 recommended (Jelly Bean+ for Android)
Kotlin/JVM	Windows, Linux, Mac	Kotlin 1.3+
Node.js	Windows, Linux, Mac	Node v8+
Objective-C	macOS 10.10+, iOS 9.0+	Xcode 7.2+
PHP	Linux, Mac	PHP 7.0+
Python	Windows, Linux, Mac	Python 3.5+
Ruby	Windows, Linux, Mac	Ruby 2.3+

二、ASP.NET 中gRPC应用：

　1、创建gRPC服务项目：新建项目

　2、创建项目代码解析：

　　如图可以看到创建目录中：主要添加：greet.proto、GreeterService

　　a）greet.proto文件说明：　　　　

//指定协议缓冲区使用版本
syntax = "proto3";
//定义C#实现的命名空间
option csharp_namespace = "GrpcServiceDemo";
//定义包名
package greet;
// 定义gRPC服务
service Greeter {
  //服务定义方法：
  rpc SayHello (HelloRequest) returns (HelloReply);
}
//参数类型定义
// The request message containing the user's name.
message HelloRequest {
  string name = 1;
}
//相应结果类型定义
// The response message containing the greetings.
message HelloReply {
  string message = 1;
}

　　b）gRPC服务实现：服务类 GreeterService ，服务类集成的 Greeter.GreeterBase 来自于根据proto文件自动生成的，生成的类在 obj\Debug\netcoreapp3.1目录下　　　　

//Greeter.GreeterBase由grpc.tools根据proto文件自动生成。
//文件路径在：obj\debug\netcoreapp3.1
public class GreeterService : Greeter.GreeterBase
{
    private readonly ILogger<GreeterService> _logger;
    public GreeterService(ILogger<GreeterService> logger)
    {
        _logger = logger;
    }
    public override Task<HelloReply> SayHello(HelloRequest request, ServerCallContext context)
    {
        return Task.FromResult(new HelloReply
        {
            Message = "Hello " + request.Name
        });
    }
}

　　c）Startup文件主要包括：

public class Startup
{
    // This method gets called by the runtime. Use this method to add services to the container.
    // For more information on how to configure your application, visit https://go.microsoft.com/fwlink/?LinkID=398940
    public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
    {
        //注入Grpc服务
　　　　 services.AddGrpc();
    }
    // This method gets called by the runtime. Use this method to configure the HTTP request pipeline.
    public void Configure(IApplicationBuilder app, IWebHostEnvironment env)
    {
        app.UseRouting();
        app.UseEndpoints(endpoints =>
        {
            //绑定服务实现接口
            endpoints.MapGrpcService<GreeterService>();
            //绑定缺省节点输出内容
            endpoints.MapGet("/", async context =>
            {
                await context.Response.WriteAsync("Communication with gRPC endpoints must be made through a gRPC client. To learn how to create a client, visit: https://go.microsoft.com/fwlink/?linkid=2086909");
            });
        });
    }
}

　　d）项目文件中添加了：

  <ItemGroup>
    <Protobuf Include="Protos\greet.proto" GrpcServices="Server" />
  </ItemGroup>

　　e）配置文件改变：指定以http2协议运行

  "Kestrel": {
    "EndpointDefaults": {
      "Protocols": "Http2"
    }
  }　　　　　

 　3、创建自己的gRCP服务接口：在创建WebApi项目时默认创建了个天气预报接口，那么就来实现一个获取天气预报的gRPC服务

　　a) 添加 weatherforecast.proto 文件，定义服务接口

syntax = "proto3";

//导入日期类型
import "google/protobuf/timestamp.proto";
//导入空类型
import "google/protobuf/empty.proto";

//命名空间
option csharp_namespace = "GrpcServiceDemo";

//包名称
package weather;

//天气服务
service Weather {
  //指定城市天气
  rpc GetWeather (WeatherReques) returns (WeatherForecastInfo);

   //所有城市列表：入参为空
  rpc GetWeatherList (google.protobuf.Empty) returns (WeatherList);
}

//请求具体城市名称
message WeatherReques {
  string name = 1;
}

//返回天气数据列表
message WeatherList{
  repeated WeatherForecastInfo ListData =1;
}

//定义返回天气数据类型
message WeatherForecastInfo {
  //日期时间类型
  google.protobuf.Timestamp Date = 1;
  int32 TemperatureC = 2;
  int32 TemperatureF = 3;
  string Summary = 4;
}

　　b) 实现天气获取接口　　　　

public class WeatherService : Weather.WeatherBase
{
    private static readonly string[] Summaries = new[] {"Freezing", "Bracing", "Chilly", "Cool", "Mild", "Warm", "Balmy", "Hot", "Sweltering", "Scorching"};

    private readonly ILogger<WeatherService> _logger;
    public WeatherService(ILogger<WeatherService> logger)
    {
        _logger = logger;
    }

    public override Task<WeatherForecastInfo> GetWeather(WeatherReques request, ServerCallContext context)
    {
        var rng = new Random();
        var result = new WeatherForecastInfo
        {
            //时间转换
            Date = Timestamp.FromDateTimeOffset(new DateTimeOffset(DateTime.Now.AddDays(1))),
            TemperatureC = rng.Next(-20, 55),
            Summary = $"{Summaries[rng.Next(Summaries.Length)]}"
        };
        return Task.FromResult(result);
    }

    public override Task<WeatherList> GetWeatherList(Empty request, ServerCallContext context)
    {
        var rng = new Random();
        var data = Enumerable.Range(1, 5).Select(index => new WeatherForecastInfo
        {
            //时间转换
            Date = Timestamp.FromDateTimeOffset(new DateTimeOffset(DateTime.Now.AddDays(1))),
            TemperatureC = rng.Next(-20, 55),
            Summary = $"{ Summaries[rng.Next(Summaries.Length)]}"
        });
        WeatherList weatherList = new WeatherList();
        weatherList.ListData.Add(data);
        return Task.FromResult(weatherList);
    }
}

　　c）在 Startup终结点路由中注册　　　　

endpoints.MapGrpcService<WeatherService>();

　　d）运行gRPC服务：

　　　　

三、客户端调用gRPC服务

　1、创建.net core控制台应用;并添加nuget包引用　　

Install-Package Grpc.Net.Client
Install-Package Google.Protobuf
Install-Package Grpc.Tools

　2、将服务端中Protos文件，拷贝到客户端中，并在项目文件中添加以下内容,指定Grpc服务类型为：Client

<ItemGroup>
    <Protobuf Include="Protos\greet.proto" GrpcServices="Client"/>
    <Protobuf Include="Protos\weatherforecast.proto" GrpcServices="Client" />
</ItemGroup>

　3、添加调用Grpc服务代码：

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        //初始化Grpc通道：参数为gRPC服务地址
        using var channel = GrpcChannel.ForAddress("https://localhost:5001");
        var client = new Greeter.GreeterClient(channel);
        var reply = client.SayHello(
                            new HelloRequest { Name = "GreeterClient" });

        Console.WriteLine("Greeting: " + reply.Message);

        //调用获取天气列表方法
        Console.WriteLine("调用获取天气列表方法");
        var wsClient = new Weather.WeatherClient(channel);
        var data = wsClient.GetWeatherList(new Empty());
        foreach (var item in data.ListData)
        {
            Console.WriteLine($"天气信息：城市：{item.Summary},时间：{item.Date},温度：{item.TemperatureC},华氏度：{item.TemperatureF}");
        }
        //调用获取天气方法：带参数
        Console.WriteLine("调用获取天气方法：带参数");
        var result = wsClient.GetWeatherAsync(new WeatherRequest { Name = "Warm" }).ResponseAsync.Result;
        Console.WriteLine($"天气信息：城市：{result.Summary},时间：{result.Date},温度：{result.TemperatureC},华氏度：{result.TemperatureF}");

        Console.WriteLine("Press any key to exit...");
        Console.ReadKey();
    }
}

　4、调用结果如下：

　　

四、总结

　　到此已完成gRPC服务的搭建和调用示例，采用gRPC调用服务非常方便，可以直接调用服务方法。

　　接下来还会进行更加深入的研究验证。包括调用方式：服务端流式处理、客户端流式处理、双向流式处理等更加深入的用法

参考：

　官方说明文档：https://grpc.io/docs/what-is-grpc/　

　微软：https://docs.microsoft.com/zh-cn/aspnet/core/grpc/?view=aspnetcore-3.0

　示例源码地址：https://github.com/cwsheng/GrpcDemo