gRPC 本地服务搭建

• RPC
  • RPC 原理
  • 主流 RPC 框架
• gRPC
  • 概述
  • 特点
  • 服务端创建
    • 定义服务
    • 生成 gRPC 代码
  • 服务端实现
  • 客户端实现
• 踩坑记录
• 源码

RPC

RPC 原理

RPC 框架的目标就是让远程服务调用更加简单、透明，RPC 框架负责屏蔽底层的传输方式（TCP 或者 UDP）、序列化方式（XML/Json/二进制）和通信细节。服务调用者可以像调用本地接口一样调用远程的服务提供者，而不需要关心底层通信细节和调用过程。

RPC 框架的调用原理图：

主流 RPC 框架

1. 支持多语言的 RPC 框架，如 Google 的 grpc、Apache 的 Thrift
2. 只支持特定语言的 RPC 框架，例如新浪微博的 Motan
3. 支持服务治理等服务化特性的分布式服务框架，其底层内核仍然是 RPC 框架，例如阿里的 Doubble

随着微服务的发展，基于语言中立性原则构建微服务，逐渐成为一种主流模式，例如对于后端并发处理要求高的微服务，比较适合采用 Go 语言构建，而对于前端的 Web 界面，更适合 Java 和 JavaScript。

因此，基于多语言的 RPC 框架来构建微服务，是一种比较好的技术选择。例如 Netflix，API 服务编编排层和后端的微服务之间就采用 grpc 进行通信。

gRPC

概述

gRPC 是由 Google 开发并开源的一种语言中立的 RPC 框架，当前支持 C、Java 和 Go 语言。

gRPC的调用示例如下所示：

特点

1. 语言中立，支持多种语言;
2. 基于 IDL 文件定义服务，通过 proto3 工具生成指定语言的数据结构、服务端接口以及客户端 Stub;
3. 通信协议基于标准的 HTTP/2 设计，支持双向流、消息头压缩、单 TCP 的多路复用、服务端推送等特性，这些特性使得 gRPC 在移动端设备上更加省电和节省网络流量;
4. 序列化支持 PB （Protocol Buffer）和 JSON，PB 是一种语言无关的高性能序列化框架，基于 HTTP/2 + PB，保障了 RPC 调用的高性能。

服务端创建

定义服务

一个 RPC 服务通过参数和返回值类型来指定可以远程调用的方法。在这里我们使用 protocal buffers 接口定义语言来定义服务方法。客户端和服务端均使用服务定义生成的接口代码。

创建 helloworld.proto 文件：

在这里我们定义一个服务。Greeter 服务有一个方法 SayHello ，可以让服务端从远程客户端接收一个包含用户名的 HelloRequest 消息后，在一个 HelloReply 里发送回一个Greeter。

syntax = "proto3";

option java_package = "io.grpc.examples";

package helloworld;

// The greeter service definition.
service Greeter {
  // Sends a greeting
  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;
}

生成 gRPC 代码

添加依赖：

<properties>
        <grpc.version>1.0.3</grpc.version>
    </properties>
    <!--grpc所依赖的包-->
    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>io.grpc</groupId>
            <artifactId>grpc-netty</artifactId>
            <version>${grpc.version}</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>io.grpc</groupId>
            <artifactId>grpc-protobuf</artifactId>
            <version>${grpc.version}</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>io.grpc</groupId>
            <artifactId>grpc-stub</artifactId>
            <version>${grpc.version}</version>
        </dependency>

        <!--客户端连接池-->
        <dependency>
            <groupId>org.apache.commons</groupId>
            <artifactId>commons-pool2</artifactId>
            <version>2.4.2</version>
        </dependency>
    </dependencies>

    <build>
        <!--解析proto的工具-->
        <extensions>
            <extension>
                <groupId>kr.motd.maven</groupId>
                <artifactId>os-maven-plugin</artifactId>
                <version>1.4.1.Final</version>
            </extension>
        </extensions>
        <plugins>
            <plugin>
                <groupId>org.xolstice.maven.plugins</groupId>
                <artifactId>protobuf-maven-plugin</artifactId>
                <version>0.5.0</version>
                <configuration>
                    <protocArtifact>com.google.protobuf:protoc:3.1.0:exe:${os.detected.classifier}</protocArtifact>
                    <pluginId>grpc-java</pluginId>
                    <pluginArtifact>io.grpc:protoc-gen-grpc-java:${grpc.version}:exe:${os.detected.classifier}</pluginArtifact>
                </configuration>
                <executions>
                    <execution>
                        <goals>
                            <goal>compile</goal>
                            <goal>compile-custom</goal>
                        </goals>
                    </execution>
                </executions>
            </plugin>
            <plugin>
                <groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>
                <artifactId>maven-compiler-plugin</artifactId>
                <configuration>
                    <source>1.8</source>
                    <target>1.8</target>
                </configuration>
            </plugin>
        </plugins>
    </build>

添加完依赖后使用 IDEA Maven 的 compile ：

生成代码，在如下图目录中：

以下类包含所有我们需要创建这个例子的所有代码：

• HelloRequest.java，HelloResponse.java 和其它文件所包含的所有 protocol buffer 用来填充、序列化和提取 HelloRequest 和 HelloReply 类型的代码。

• GreeterGrpc.java， 包含 (还有其他有用的代码)：

  Greeter 服务端需要实现的接口

  public static interface Greeter {
  	public void sayHello(Helloworld.HelloRequest request,
             StreamObserver<Helloworld.HelloReply> responseObserver);
  }
  

  客户端用来与 Greeter 服务端进行对话的 存根 类。就像你所看到的，异步存根也实现了 Greeter 接口。

  public static class GreeterStub extends AbstractStub<GreeterStub>
      implements Greeter {
        ...
  }
  

服务端实现

public class HelloWorldServer {
    private int port = 50051;
    private Server server;

    /**
     * 启动服务
     * @throws IOException
     */
    private void start() throws IOException {
        server = ServerBuilder.forPort(port)
                .addService(new GreeterImpl())
                .build()
                .start();

        System.out.println("service start...");

        Runtime.getRuntime().addShutdownHook(new Thread() {

            @Override
            public void run() {
                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();
        }
    }

    // block 一直到退出程序
    private void blockUntilShutdown() throws InterruptedException {
        if (server != null) {
            server.awaitTermination();
        }
    }

    public static void main(String[] args) throws IOException
        , InterruptedException {
        final HelloWorldServer server = new HelloWorldServer();
        server.start();
        server.blockUntilShutdown();
    }

    // 实现 定义一个实现服务接口的类
    private class GreeterImpl extends GreeterGrpc.GreeterImplBase {
        public void sayHello(HelloRequest req,
                             StreamObserver<HelloReply> responseObserver) {
            //获取参数
            System.out.println("收到的信息:" + req.getName());

            //这里可以放置具体业务处理代码 start

            //这里可以放置具体业务处理代码 end

            //构造返回
            HelloReply reply = HelloReply.newBuilder()
                .setMessage(("Hello: " + req.getName())).build();
            responseObserver.onNext(reply);
            responseObserver.onCompleted();
        }
    }
}

客户端实现

public class HelloWorldClient {

    private final ManagedChannel channel; //一个gRPC信道
    private final GreeterGrpc.GreeterBlockingStub blockingStub;//阻塞/同步 存根

    //初始化信道和存根
    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. */
    private HelloWorldClient(ManagedChannelBuilder<?> channelBuilder) {
        channel = channelBuilder.build();
        blockingStub = GreeterGrpc.newBlockingStub(channel);
    }

    public void shutdown() throws InterruptedException {
        channel.shutdown().awaitTermination(5, TimeUnit.SECONDS);
    }

    //客户端方法
    public  void greet(String name){
        HelloRequest request = HelloRequest
            .newBuilder().setName(name).build();
        HelloReply response;
        try {
            response = blockingStub.sayHello(request);
        } catch (StatusRuntimeException e) {
            System.out.println("RPC调用失败:"+e.getMessage());
            return;
        }
        System.out.println("服务器返回信息:"+response.getMessage());
    }

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        HelloWorldClient client = new HelloWorldClient("127.0.0.1",50051);
        try {
            for(int i=0;i<5;i++){
                client.greet("world:"+i);
            }
        }finally {
            client.shutdown();
        }
    }
}

先运行服务端再与运行客户端，结果：

客户端结果：
服务器返回信息:Hello: world:0
服务器返回信息:Hello: world:1
服务器返回信息:Hello: world:2
服务器返回信息:Hello: world:3
服务器返回信息:Hello: world:4
服务端结果：
service start...
收到的信息:world:0
收到的信息:world:1
收到的信息:world:2
收到的信息:world:3
收到的信息:world:4

自此，一个简单的本地 RPC 调用就完成了。

踩坑记录

proto 文件必须放在 main 目录下，否则 compile 的时候不会生成 target 里面的代码。

源码

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