利用thrift rpc进行C++与Go的通信

一：什么是rpc

rpc通俗来理解就是远程调用函数，相对于本地调用来说，只需要在主调函数中调用被掉函数即可，代码如下：

 void fun(int i)
 {
     cout << "function call" << endl;
     cout << "args: " << i << endl;
     return;
 }

 int main()
 {
     fun();
     return ;
 }

在上面的代码中，main( )函数在第10行调用了本地函数fun( )，本地调用就是这么简单。如果要远程调用一个函数，那么就需要进行网络通信，网络通信就涉及到了网络编程，网络编程中有一本著名的经典书籍：《UNIX网络编程》，简称UNP，这本书基本上是系统层网络编程人员必读书籍，但是读过这本书的人都知道，网络的细节很多，也较复杂，如果每个项目都需要亲自写这些底层实现，那无疑大大延缓了项目开发进度，而且很多上层开发人员不懂得这些细节。解决办法就是造轮子，以库的形式封装这些底层细节，屏蔽掉底层，让其他开发人员可以简单直接使用。

二：thrift的安装

thrift 就是前面提到的一种rpc库。它是跨语言的，并且是C/S模式。thrift 的安装与使用过程在其官网是有说明的：https://thrift.apache.org/

本文安装过程基于官网教程，安装环境为：Ubuntu 16.04 x64，下面是具体过程：

1. 首先需要下载 thrift 工具，下载地址为：https://thrift.apache.org/download

2. 然后需要编译安装该 thrift 工具，安装教程在此处有详细说明，本文是依据“Debian/Ubuntu install”的安装说明进行的，步骤如下：

首先安装 thrift 编译需要的基本依赖组件。

sudo apt-get install automake bison flex git libboost-all-dev libevent-dev libssl-dev libtool make pkg-config build-essential g++

由于我们是利用 thrift 进行 C++ 与 Go 之间的通信，因此还要安装 Go 编译环境。如果没有安装 Go 编译环境，编译thrift工具时会看到对 Go 的支持为 NO。具体 Go 编译环境请自行参考相关安装教程。

接下来开始配置 thrift 工具：

这里下载的是0.10.0版本，测试发现0.11.0版本有一些问题，缺少某些动态库，另外Python库的编译在Ubuntu上也存在头文件路径错误，而CentOS则没有这个问题。所以建议使用0.10.0版本。

wget "https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/apache/thrift/0.10.0/thrift-0.10.0.tar.gz"
tar zxvf thrift-0.10..tar.gz
cd thrift-0.10.0
./configure

如果依赖安装妥当且配置无误，则会看到下面输出：

这里会列出 thrift 工具构建了哪种语言支持的库，其后还有该语言库相关的详细说明，如下：

接下来开始编译和安装：

make && make install //如果内存够大、CPU够多，可使用 make -j && make install

由于 configure 配置时没有指定安装的路径，因此这里的 make install 安装到系统默认路径"/usr/local/bin/"下，需要root权限。

需要注意的是，编译 thrift 时，thrift 可能会通过网络利用"go get"工具来安装一些第三方库，如"golang.org/x/net/context"，该库由于一些"网络问题"会安装失败，进而导致编译失败，本文利用了命令行的"http_proxy"环境变量设置了相关代理，个人用户请自行准备好代理工具以解决该问题。

安装完成后，thrift工具就可以使用了，如下：

3. 编写 thrift 文件并转换为代码

在安装完成 thrift 工具之后，我们需要用 thrift 定义的语法来编写 thrift 文件，再使用 thrift 工具来转换 thrift 文件以生成代码，最后将生成的代码集成到项目中使用。架构图如下：

下面是详细步骤：

cd
mkdir thrift
cd thrift/
vim timeRPC.thrift
thrift --gen cpp timeRPC.thrift 

以上命令是在我的机器上个人home目录下创建了一个叫做thrift的文件夹并在该文件夹下编写了一个叫做 "timeRPC.thrift" 的 thrift 文件。然后使用 thrift 工具转换该文件生成了 C++ 的服务端代码。

这里的例子很简单，模仿UNIX的daytime服务，提供“时间问答”，允许客户端向服务端询问现在是几点，服务端会把现在的Unix时间回送给客户端。timeRPC.thrift文件的内容如下：

service timeServe {
    i32 getCurrtentTime()
}

这里的service相当于C++的类、Go的包，而getCurrentTime( )是对应的成员/包函数，函数体内是具体的功能实现。

如果上面的转换操作成功，会在当前目录下生成一个叫做 "gen-cpp" 的文件夹，里面包含了需要的代码，如下图：

总共生成了7个文件，其中最后一个文件是我们的"main.cpp"文件，我们需要对它进行适当修改以使用。

先重命名一下，如下图：

三：利用thrift进行C++与Go通信

在经过前面步骤之后，我们已经得到了C++版本的代码，这些代码需要分别引入服务端和客户端以进行通信使用。

在前面我们已经得到了C++服务端的代码，服务端代码的源文件被重名成了"main.cpp"，代码内容如下：

 // This autogenerated skeleton file illustrates how to build a server.
 // You should copy it to another filename to avoid overwriting it.

 #include "timeServe.h"
 #include <thrift/protocol/TBinaryProtocol.h>
 #include <thrift/server/TSimpleServer.h>
 #include <thrift/transport/TServerSocket.h>
 #include <thrift/transport/TBufferTransports.h>

 using namespace ::apache::thrift;
 using namespace ::apache::thrift::protocol;
 using namespace ::apache::thrift::transport;
 using namespace ::apache::thrift::server;

 using boost::shared_ptr;

 class timeServeHandler : virtual public timeServeIf
 {
 public:
     timeServeHandler()
     {
         // Your initialization goes here
     }

     int32_t getCurrtentTime()
     {
         // Your implementation goes here
         auto t = time(nullptr);
         printf("getCurrtentTime: %ld\n", t);
         return t;
     }

 };

 int main(int argc, char **argv)
 {
     int port = ;
     shared_ptr<timeServeHandler> handler(new timeServeHandler());
     shared_ptr<TProcessor> processor(new timeServeProcessor(handler));
     shared_ptr<TServerTransport> serverTransport(new TServerSocket(port));
     shared_ptr<TTransportFactory> transportFactory(new TBufferedTransportFactory());
     shared_ptr<TProtocolFactory> protocolFactory(new TBinaryProtocolFactory());

     TSimpleServer server(processor, serverTransport, transportFactory, protocolFactory);
     server.serve();
     return ;
 } 

这里需要修改的是第28-31行，这个函数具体实现就是我们需要的功能，结果从函数返回值获得。这里是调用C标准库的time( )函数来获得一个Unix时间戳，在服务端打印该时间，并且将这个时间戳返回给客户端。

对它进行编译：

g++ -std=c++ -o cpp-server timeRPC_constants.cpp timeRPC_types.cpp timeServe.cpp main.cpp -lthrift

这里代码使用了C++11的auto推断功能，因此使用-std=c++11选项，另外还需要链接thrift库。结果如下：

C++客户端代码如下：

// system
#include <iostream>

// lib
#include <thrift/protocol/TBinaryProtocol.h>
#include <thrift/transport/TSocket.h>
#include <thrift/transport/TTransportUtils.h>
#include <boost/shared_ptr.hpp>
using namespace apache::thrift;
using namespace apache::thrift::protocol;
using namespace apache::thrift::transport;
using boost::shared_ptr;

// project
#include "gen-cpp/timeServe.h"

int main() {
    // get socket
    auto p = new TSocket("127.0.0.1", );
    shared_ptr<TTransport> socket(p);

    // choose transport:Socket/Http/File
    auto q = new TBufferedTransport(socket);
    shared_ptr<TTransport> transport(q);

    // serialize:Binary/Compact/JSON
    auto r = new TBinaryProtocol(transport);
    shared_ptr<TProtocol>  protocol(r);

    timeServeClient client(protocol);

    // open connect
    transport->open();
    auto timeNow = client.getCurrtentTime();
    std::cout << timeNow << std::endl;
    transport->close();

    return ;
}

对它进行编译：

g++ -std=c++ -o cpp-client client.cpp gen-cpp/timeServe.cpp  -lthrift

这里在gen-cpp的上一层目录中创建了client.cpp文件，代码中使用了C++11的auto推断功能和智能指针，因此使用-std=c++11选项，另外同样需要链接thrift库。结果如下：

到这里为止，已经完成了通过thrift进行C++客户端和服务端之间的通信，运行程序测试一下结果，如下：

从上面的截图可以看到，运行服务端程序之后，通过客户端程序去请求，可以得到服务端返回的时间戳，并且服务端同时也进行了打印。

接下来使用golang语言来实现客户端。类似C++需要链接thrift库一样，golang也需要对应的thrift的package来提供支持。这个包叫做"git.apache.org/thrift.git/lib/go/thrift"，可以通过下面的命令来安装

go get git.apache.org/thrift.git/lib/go/thrift

需要注意的是，这个地址被墙了，因此需要代理访问。当然，最终安装的thrift包可能会编译出错。报类似这样的错误："not enough arguments in call to oprot.Flush"，之所以报这个错是apache更新了thrift的接口，不兼容导致。因此，我们也可以不安装上面的包，而是使用最前面编译得到的golang包。如下：

注意拷贝thrift包的时候，要正确创建package的目录，因为后面生成的服务代码中导入的包路径对此有要求。

除了golang的包需要拷贝到开发目录下，我们也需要生成特定的服务代码，如下：

然后再将生成的服务代码拷贝到go开发环境目录下，然后创建一个go类型的客户端，如下：

client.go客户端的代码如下：

package main

import (
	"fmt"
	"os"
	"timerpc"

	"git.apache.org/thrift.git/lib/go/thrift"
)

func main() {
	// get socket
	socket, err := thrift.NewTSocket("127.0.0.1:9090")

	// choose transport
	transport := thrift.NewTBufferedTransport(socket, 8192)

	// serialize
	protocolFactory := thrift.NewTBinaryProtocolFactoryDefault()

	client := timerpc.NewTimeServeClientFactory(transport, protocolFactory)

	// open connect
	transport.Open()
	defer socket.Close()

	timeResult, err := client.GetCurrtentTime()
	if err != nil {
		fmt.Println(err.Error())
		os.Exit(2)
	}
	fmt.Println(timeResult)

}

对它进行编译：

go build client.go

运行程序测试一下结果，如下：