《精通并发与Netty》学习笔记（06 - Apache Thrift使用简介）

一、概述

Apache Thrift 是 Facebook 实现的一种高效的、支持多种编程语言的远程服务调用的框架。Thrift是由Facebook开发的，并在2008年捐给了Apache基金会，成为了一个孵化器项目。

Thrift 主要用于各个服务之间的RPC通信，支持跨语言，常用的语言比如C++,Java,Python,PHP,Ruby,Erlang,Perl,Haskell,C#,Cocoa,JavaScript,Node.js,Smalltalk,and OCaml都支持。
Thrift是一个典型的CS（客户端/服务端）结构，客户端和服务端可以使用不同的语言开发，既然客户端和服务端能使用不同的语言开发，
那么一定就要有一种中间语言来联系客户端和服务端的语言，这种语言就是IDL(Interface Description Language)

Thrift是一个软件框架，用来进行可扩展且跨语言的服务的开发。它结合了功能强大的软件堆栈和代码生成引擎，Thrift是一个驱动层接口，它提供了用于客户端使用多种语言实现的API。

Thrift是个代码生成库，支持的客户端语言包括C++, Java, Python, PHP, Ruby, Erlang, Perl, Haskell, C#, Cocoa, JavaScript, Node.js, Smalltalk, and OCaml 。它的目标是为了各种流行的语言提供便利的RPC调用机制，而不需要使用那些开销巨大的方式，比如SOAP。

二、Thrift的特性
1、语言无关的类型
因为类型是使用定义文件按照语言中立的方式规定的，所以它们可以被不同的语言分析。比如，C++的结构可以和Python的字典类型相互交换数据。
2、通用传输接口
不论你使用的是磁盘文件、内存数据还是socket流，都可以使用同一段应用代码。
3、协议无关
Thrift会对数据类型进行编码和解码，可以跨协议使用。
4、支持版本
数据类型可以加入版本信息，来支持客户端API的更新。

三、Thrift的数据类型

Thrift 脚本可定义的数据类型包括以下几种类型：

基本类型：
　　bool: 布尔值
　　byte: 8位有符号整数
　　i16: 16位有符号整数
　　i32: 32位有符号整数
　　i64: 64位有符号整数
　　double: 64位浮点数
　　string: UTF-8编码的字符串
　　binary: 二进制串
结构体类型：
　　struct是Thrift IDL中的基本组成块，由域组成，每个域有唯一整数标识符，类型，名字和可选的缺省参数组成。如定义一个类似于Twitter服务：

struct Tweet {
    1: required i32 userId;                  // (1)
    2: required string userName;             // (2)
    3: required string text;
    4: optional Location loc;                // (3)
    16: optional string language = "english" // (4)
}

struct Location {                            // (5)
    1: required double latitude;
    2: required double longitude;
}

容器类型：

　　list: 有序元素列表
　　set: 无序无重复元素集合
　　map: 有序的key/value集合
异常类型：
　　exception: 异常类型
服务类型：
　　service: 具体对应服务的类
Thrift的协议
Thrift可以让用户选择客户端与服务端之间传输通信协议的类别，在传输协议上总体划分为文本(text)和二进制(binary)传输协议。为节约带宽，提高传输效率，一般情况下使用二进制类型的传输协议为多数，有时还会使用基于文本类型的协议，这需要根据项目/产品中的实际需求。常用协议有以下几种：

TBinaryProtocol：二进制编码格式进行数据传输
TCompactProtocol：高效率的、密集的二进制编码格式进行数据传输
TJSONProtocol： 使用JSON文本的数据编码协议进行数据传输
TSimpleJSONProtocol：只提供JSON只写的协议，适用于通过脚本语言解析
Thrift的传输层
常用的传输层有以下几种：

TSocket：使用阻塞式I/O进行传输，是最常见的模式
TNonblockingTransport：使用非阻塞方式，用于构建异步客户端
TFramedTransport：使用非阻塞方式，按块的大小进行传输，类似于Java中的NIO
Thrift的服务端类型
TSimpleServer：单线程服务器端，使用标准的阻塞式I/O
TThreadPoolServer：多线程服务器端，使用标准的阻塞式I/O
TNonblockingServer：单线程服务器端，使用非阻塞式I/O
THsHaServer：半同步半异步服务器端，基于非阻塞式IO读写和多线程工作任务处理
TThreadedSelectorServer：多线程选择器服务器端，对THsHaServer在异步IO模型上进行增强

四、Thrift的工作原理

定义thrift的文件，由thrift文件(IDL)生成双方语言的接口、model，在生成的model以及接口中会有解码编码的代码

五、Thrift案例解析

第一步：打开idea编写data.thrift文件

namespace java thrift.generated

typedef i16 short
typedef i32 int
typedef i64 long
typedef bool boolean
typedef string String

struct Person{
    1: optional String username,
    2: optional int age,
    3: optional boolean married
}

exception DataException{
    1: optional String message,
    2: optional String callStack,
    3: optional String date
}

service PersonService{
    Person getPersonByUsername(1: required String username) throws(1: DataException dataException),
    void savePerson(1: required Person person) throws (1: DataException dataException)
}

第二步：打开ides设置File——Setting——Tools——Terminal——Shell path中为cmd.exe路径，一般为C:\WINDOWS\system32目录下

第三步：打开终端，输入命令：thrift --gen java src/thrift/data.thrift 生成java文件

第四步：将生成java文件拷贝到项目中，并修改build.gradle文件增加对thrift的引用

第五步：编写实现类PersonServiceImpl

package com.ssy.netty.thrift;

import generated.DataException;
import generated.Person;
import generated.PersonService;
import org.apache.thrift.TException;

public class PersonServiceImpl implements PersonService.Iface {
    @Override
    public Person getPersonByUsername(String username) throws DataException, TException {
        System.out.println("Get client param:"+username);
        Person person = new Person();
        person.setUsername(username);
        person.setAge(20);
        person.setMarried(false);
        return person;
    }

    @Override
    public void savePerson(Person person) throws DataException, TException {
        System.out.println("Get client param:");
        System.out.println(person.getUsername());
        System.out.println(person.getAge());
        System.out.println(person.isMarried());
    }
}

第六步：编写服务端程序ThriftServer，这里我们服务端和客户端都采用java编写

package com.ssy.netty.thrift;

import generated.PersonService;
import org.apache.thrift.TProcessorFactory;
import org.apache.thrift.protocol.TCompactProtocol;
import org.apache.thrift.server.THsHaServer;
import org.apache.thrift.server.TServer;
import org.apache.thrift.transport.TFramedTransport;
import org.apache.thrift.transport.TNonblockingServerSocket;

public class ThriftServer {
    public static void main(String[] args) throws Exception{
        TNonblockingServerSocket socket = new TNonblockingServerSocket(8899);
        THsHaServer.Args arg = new THsHaServer.Args(socket).minWorkerThreads(2).maxWorkerThreads(4);
        PersonService.Processor<PersonServiceImpl> processor = new PersonService.Processor<>(new PersonServiceImpl());
        arg.protocolFactory(new TCompactProtocol.Factory());
        arg.transportFactory(new TFramedTransport.Factory());
        arg.processorFactory(new TProcessorFactory(processor));

        TServer server = new THsHaServer(arg);
        System.out.println("Thrift Server Started!");
        server.serve();
    }
}

第七步：编写客户端ThriftClient

package com.ssy.netty.thrift;

import generated.Person;
import generated.PersonService;
import org.apache.thrift.protocol.TCompactProtocol;
import org.apache.thrift.protocol.TProtocol;
import org.apache.thrift.transport.TFramedTransport;
import org.apache.thrift.transport.TSocket;
import org.apache.thrift.transport.TTransport;

public class ThriftClient {
    public static void main(String[] args) {
        TTransport transport = new TFramedTransport(new TSocket("localhost",8899),600);
        TProtocol protocol = new TCompactProtocol(transport);
        PersonService.Client client = new PersonService.Client(protocol);

        try {
            transport.open();
            Person person = client.getPersonByUsername("张三");
            System.out.println(person.getUsername());
            System.out.println(person.getAge());
            System.out.println(person.isMarried());
            System.out.println("---------------------------");
            Person person2 = new Person();
            person2.setUsername("李四");
            person2.setAge(30);
            person2.setMarried(true);
            client.savePerson(person2);

        }catch (Exception e){
            throw new RuntimeException(e.getMessage(),e);
        }finally {
            transport.close();
        }
    }
}

第八步：分别运行服务端和客户端查看效果

   

通过本节案例，我们通过java编写的服务端和客户端实现了基于Thrift的通信，下节我们分别用java和python来实现同样的功能。