[系统运维]GRPC初识

部分参考：gRPC快速入门 | 李文周的博客 (liwenzhou.com)

gRPC · Go语言中文文档 (topgoer.com)

RPC

RPC算是近些年比较火热的概念了，随着微服务架构的兴起，RPC的应用越来越广泛。

在分布式计算，远程过程调用（英语：Remote Procedure Call，缩写为 RPC）是一个计算机通信协议。该协议允许运行于一台计算机的程序调用另一个地址空间（通常为一个开放网络的一台计算机）的子程序，而程序员就像调用本地程序一样，无需额外地为这个交互作用编程（无需关注细节）。RPC是一种服务器-客户端（Client/Server）模式，经典实现是一个通过发送请求-接受回应进行信息交互的系统。

• golang中实现RPC非常简单，官方提供了封装好的库，还有一些第三方的库

• golang官方的net/rpc库使用encoding/gob进行编解码，支持tcp和http数据传输方式，由于其他语言不支持gob编解码方式，所以golang的RPC只支持golang开发的服务器与客户端之间的交互

• 官方还提供了net/rpc/jsonrpc库实现RPC方法，jsonrpc采用JSON进行数据编解码，因而支持跨语言调用，目前jsonrpc库是基于tcp协议实现的，暂不支持http传输方式

简单例子：（求矩形面积和周长）

客户端

package main

import (
    "log"
    "net/http"
    "net/rpc"
)

// ?   例题：golang实现RPC程序，实现求矩形面积和周长

type Params struct {
    Width, Height int
}

type Rect struct{}

// RPC服务端方法，求矩形面积
func (r *Rect) Area(p Params, ret *int) error {
    *ret = p.Height * p.Width
    return nil
}

// 周长
func (r *Rect) Perimeter(p Params, ret *int) error {
    *ret = (p.Height + p.Width) * 2
    return nil
}

// 主函数
func main() {
    // 1.注册服务
    rect := new(Rect)
    // 注册一个rect的服务
    rpc.Register(rect)
    // 2.服务处理绑定到http协议上
    rpc.HandleHTTP()
    // 3.监听服务
    err := http.ListenAndServe(":8000", nil)
    if err != nil {
        log.Panicln(err)
    }
}

服务端

package main

import (
    "fmt"
    "log"
    "net/rpc"
)

// 传的参数
type Params struct {
    Width, Height int
}

// 主函数
func main() {
    // 1.连接远程rpc服务
    conn, err := rpc.DialHTTP("tcp", ":8000")
    if err != nil {
        log.Fatal(err)
    }
    // 2.调用方法
    // 面积
    ret := 0
    err2 := conn.Call("Rect.Area", Params{50, 100}, &ret)
    if err2 != nil {
        log.Fatal(err2)
    }
    fmt.Println("面积：", ret)
    // 周长
    err3 := conn.Call("Rect.Perimeter", Params{50, 100}, &ret)
    if err3 != nil {
        log.Fatal(err3)
    }
    fmt.Println("周长：", ret)
}

gRPC

gRPC?是一个高性能、开源、通用的RPC框架，由Google推出，基于HTTP2协议标准设计开发，默认采用Protocol Buffers数据序列化协议，支持多种开发语言。gRPC提供了一种简单的方法来精确的定义服务，并且为客户端和服务端自动生成可靠的功能库。

在gRPC客户端可以直接调用不同服务器上的远程程序，使用姿势看起来就像调用本地程序一样，很容易去构建分布式应用和服务。和很多RPC系统一样，服务端负责实现定义好的接口并处理客户端的请求，客户端根据接口描述直接调用需要的服务。客户端和服务端可以分别使用gRPC支持的不同语言实现。

• gRPC由google开发，是一款语言中立、平台中立、开源的远程过程调用系统
• gRPC客户端和服务端可以在多种环境中运行和交互，例如用java写一个服务端，可以用go语言写客户端调用

?

• 微服务架构中，由于每个服务对应的代码库是独立运行的，无法直接调用，彼此间的通信就是个大问题
• gRPC可以实现微服务，将大的项目拆分为多个小且独立的业务模块，也就是服务，各服务间使用高效的protobuf协议进行RPC调用，gRPC默认使用protocol buffers，这是google开源的一套成熟的结构数据序列化机制（当然也可以使用其他数据格式如JSON）
• 可以用proto files创建gRPC服务，用message类型来定义方法参数和返回类型

安装grpc

go get -u google.golang.org/grpc

不行的话用git

git clone https://github.com/grpc/grpc-go.git $GOPATH/src/google.golang.org/grpc
git clone https://github.com/golang/net.git $GOPATH/src/golang.org/x/net
git clone https://github.com/golang/text.git $GOPATH/src/golang.org/x/text
git clone https://github.com/google/go-genproto.git
$GOPATH/src/google.golang.org/genprot

安装Protocol Buffers

安装用于生成gRPC服务代码的协议编译器，最简单的方法是从下面的链接：Releases · protocolbuffers/protobuf · GitHub下载适合你平台的预编译好的二进制文件（protoc-<version>-<platform>.zip）。

下载完之后，执行下面的步骤：

1. 解压下载好的文件
2. 把protoc二进制文件的路径加到环境变量中

接下来执行下面的命令安装protoc的Go插件：

go get -u github.com/golang/protobuf/protoc-gen-go

编译插件protoc-gen-go将会安装到$GOBIN，默认是$GOPATH/bin，它必须在你的$PATH中以便协议编译器protoc能够找到它。

小案例：

1. 编写.proto描述文件
2. 编译生成.pb.go文件
3. 服务端实现约定的接口并提供服务
4. 客户端按照约定调用.pb.go文件中的方法请求服务

结构：

|—— hello/
    |—— client/
        |—— main.go   // 客户端
    |—— server/
        |—— main.go   // 服务端
|—— proto/
    |—— hello/
        |—— hello.proto   // proto描述文件
        |—— hello.pb.go   // proto编译后文件

编写描述文件：hello.proto（Protocol Buffers教程网上搜索）

hello.proto文件中定义了一个Hello Service，该服务包含一个SayHello方法，同时声明了HelloRequest和HelloResponse消息结构用于请求和响应。客户端使用HelloRequest参数调用SayHello方法请求服务端，服务端响应HelloResponse消息。

syntax = "proto3"; // 指定proto版本
package hello;     // 指定默认包名

// 指定golang包名
option go_package = "hello";

// 定义Hello服务
service Hello {
    // 定义SayHello方法
    rpc SayHello(HelloRequest) returns (HelloResponse) {}
}

// HelloRequest 请求结构
message HelloRequest {
    string name = 1;
}

// HelloResponse 响应结构
message HelloResponse {
    string message = 1;
}

进入目录编译：

 cd proto/hello
 protoc -I . --go_out=plugins=grpc:. ./hello.proto

在当前目录内生成的hello.pb.go文件，按照.proto文件中的说明，包含服务端接口HelloServer描述，客户端接口及实现HelloClient，及HelloRequest、HelloResponse结构体。

注意：不要手动编辑该文件

服务端代码：

服务端引入编译后的proto包，定义一个空结构用于实现约定的接口，接口描述可以查看hello.pb.go文件中的HelloServer接口描述。实例化grpc Server并注册HelloService，开始提供服务。

package main

import (
    "fmt"
    "net"

    pb "github.com/jergoo/go-grpc-example/proto/hello" // 引入编译生成的包
    "golang.org/x/net/context"
    "google.golang.org/grpc"
    "google.golang.org/grpc/grpclog"
)

const (
    // Address gRPC服务地址
    Address = "127.0.0.1:50052"
)

// 定义helloService并实现约定的接口
type helloService struct{}

// HelloService Hello服务
var HelloService = helloService{}

// SayHello 实现Hello服务接口
func (h helloService) SayHello(ctx context.Context, in *pb.HelloRequest) (*pb.HelloResponse, error) {
    resp := new(pb.HelloResponse)
    resp.Message = fmt.Sprintf("Hello %s.", in.Name)

    return resp, nil
}

func main() {
    listen, err := net.Listen("tcp", Address)
    if err != nil {
        grpclog.Fatalf("Failed to listen: %v", err)
    }

    // 实例化grpc Server
    s := grpc.NewServer()

    // 注册HelloService
    pb.RegisterHelloServer(s, HelloService)

    grpclog.Println("Listen on " + Address)
    s.Serve(listen)
}

go run main.go? //运行程序，启动监听端口

客户端代码：

package main

import (
    pb "github.com/jergoo/go-grpc-example/proto/hello" // 引入proto包
    "golang.org/x/net/context"
    "google.golang.org/grpc"
    "google.golang.org/grpc/grpclog"
)

const (
    // Address gRPC服务地址
    Address = "127.0.0.1:50052"
)

func main() {
    // 连接
    conn, err := grpc.Dial(Address, grpc.WithInsecure())
    if err != nil {
        grpclog.Fatalln(err)
    }
    defer conn.Close()

    // 初始化客户端
    c := pb.NewHelloClient(conn)

    // 调用方法
    req := &pb.HelloRequest{Name: "gRPC"}
    res, err := c.SayHello(context.Background(), req)

    if err != nil {
        grpclog.Fatalln(err)
    }

    grpclog.Println(res.Message)
}

go run main.go? //运行程序，查看结果

跨语言调用可参见：gRPC快速入门 | 李文周的博客 (liwenzhou.com)