开发gRPC的教程 gRPC跨语言调用

短命女 2024-04-03 10:50 109阅读 0赞

## 前言 ##

上一篇文章我们介绍了ProtoBuf的使用，不了解ProtoBuf的同学建议先读这篇文章：[签约掘金：一文带你玩转ProtoBuf 【文末抽奖】][ProtoBuf]，会用protobuf是学习gRPC的基础。

之前我也有写过RPC相关的文章：[Go RPC入门指南：RPC的使用边界在哪里？如何实现跨语言调用？][Go RPC_RPC]详细介绍了RPC是什么，使用边界在哪里？并且用Go和php举例，实现了跨语言调用。不了解RPC的同学建议先读这篇文章补补课。

上面提到的这些基础知识，不是本文的重点。

所以建议小伙伴们先读上面两篇，再读这篇，体验更好哦。

这篇文章将重点介绍在微服务中gRPC的使用：

## 开发流程 ##

在微服务分布式架构中开发gRPC其实非常简单，不要畏难畏烦，没有什么心智负担的。

开发gRPC的流程和宋丹丹把大象装冰箱是一样的：

1.  把冰箱门打开
2.  把大象装进去
3.  把冰箱门关上

开发gRPC的流程；

1.  写proto文件定义服务和消息
2.  使用protoc工具生成代码
3.  编写业务逻辑代码提供服务

就是这么简单。

下面我仍然以Go语言举例，其他语言的实现思路也是一样的。

## 入门实践 ##

为了让大家更好理解，我参考gRPC官方文档，写了一个helloword示例。

下图是使用Go实现gRPC开发的目录结构图，先让大家有个整体的认识：

![cdc93d1bbfa889dac6b5a3277b4efac1.png][]

欢迎大家按照我的步骤进行复刻实践：

看文章是学不会编程的，但是一边看文章一边敲代码可以！

### 1. 写proto文件定义服务和消息 ###

*service Greeter \{\}* 是我们定义的服务

*rpc SayHello (HelloRequest) returns (HelloReply) \{\}* 是在服务中定义的方法

*protoc工具集*，会根据我们定义的服务、方法、和消息生成指定语言的代码。

syntax = "proto3";
    
    option go_package = "./;hello";
    
    package hello;
    
    service Greeter {
    rpc SayHello (HelloRequest) returns (HelloReply) {}
    }
    
    message HelloRequest {
    string name = 1;
    }
    
    message HelloReply {
    string message = 1;
    }

如果小伙伴们看上面代码有不懂的地方，那就是protobuf基础不牢了，请看这篇：[签约掘金：一文带你玩转ProtoBuf 【文末抽奖】][ProtoBuf]回顾一下知识点。

### 2. 使用protoc工具生成代码 ###

切换到proto文件所在目录下

cd protos/helloword/

生成Go代码

protoc --go_out=. helloworld.proto

> 小技巧之*同步依赖*：当你生成Go代码后，发现生成的文件飘红报错，不要紧张，多数情况是因为依赖不存在导致的。

执行下面的命令，同步依赖就可以了：

go mod tidy

![c1c70d69ff688f4cda4cceee7fc56fc5.png][]

### 3. 编写业务逻辑代码 提供服务 ###

下面是今天的重点，我们用Go实现业务逻辑的编写，注意看：

在微服务架构开发gRPC时，一定有两个端：服务端和客户端。

我们的习惯是，在搞定protobuf之后，先写服务端逻辑，暴露端口，提供服务；再写客户端逻辑，连接服务，发送请求，处理响应。

> 小提示：PHP和Objective-C只能实现gRPC中的客户端，不能实现服务端。

#### 3.1 编写服务端业务逻辑 ####

编写服务端非常简单，我们只需要实现在proto中定义的rpc方法。

> 小技巧：在我们实际开发中，我们导入protos服务的时候，默认是一个比较长的名字，建议结合自己项目，改成比较短又容易理解的名字。

package greeter_server
    
    import "context"
    
    //导入我们在protos文件中定义的服务
    import pb "juejin/rpc/protos/helloworld"
    
    //定义一个结构体，作用是实现helloworld中的GreeterServer
    type server struct{}
    
    // SayHello implements helloworld.GreeterServer
    func (s *server) SayHello(ctx context.Context, in *pb.HelloRequest) (*pb.HelloReply, error) {
       return &pb.HelloReply{Message: "Hello " + in.Name}, nil
    }

以上就完成了服务端的业务逻辑编写：

1.  用我们在proto中定义的消息，构建并填充了一个我们在接口定义的 `HelloReply` 应答对象。
2.  将 `HelloReply` 对象返回给客户端。

到这里业务功能是实现了，但是服务端的业务如何让客户端调用呢？

下面我们继续编写：暴露端口，提供服务

#### 3.2 暴露端口，提供服务 ####

> 踩坑分享：我在编码的过程中使用了错误的gRPC依赖，浪费了不少时间。应该用下面这个依赖包：

go get google.golang.org/grpc

注意：下面的代码是在 3.1的基础上添加的，并不是另外创建一个新的Go文件。

关键代码注释已经在代码段中写清楚了，建议大家参考步骤，手敲一遍。

package main
    
    import (
       "context"
       "flag"
       "fmt"
       "google.golang.org/gRPC"
       "log"
       "net"
    )
    
    //导入我们在protos文件中定义的服务
    import pb "juejin/rpc/protos/helloworld"
    
    //定义一个结构体，作用是实现helloworld中的GreeterServer
    type server struct {
       pb.UnimplementedGreeterServer
    }
    
    // SayHello implements helloworld.GreeterServer
    func (s *server) SayHello(ctx context.Context, in *pb.HelloRequest) (*pb.HelloReply, error) {
       return &pb.HelloReply{Message: "Hello " + in.Name}, nil
    }
    
    //定义端口号 支持启动的时候输入端口号
    var (
       port = flag.Int("port", 50051, "The server port")
    )
    
    func main() {
       //解析输入的端口号 默认50051
       flag.Parse()
       //tcp协议监听指定端口号
       lis, err := net.Listen("tcp", fmt.Sprintf(":%d", *port))
       if err != nil {
          log.Fatalf("failed to listen: %v", err)
       }
       //实例化gRPC服务
       s := gRPC.NewServer()
       //服务注册
       pb.RegisterGreeterServer(s, &server{})
       log.Printf("server listening at %v", lis.Addr())
       //启动服务
       if err := s.Serve(lis); err != nil {
          log.Fatalf("failed to serve: %v", err)
       }
    }

启动成功，普天同庆：

![8df23a555bc5536ec5a05973cbd12a21.png][]

到这里我们就完成了gRPC服务端的编写：我们实现了将 `Greeter` 服务绑定到一个端口，我们启动这个服务时，服务端已准备好从 `Greeter` 服务的客户端接收请求了。

我们接下来再编写客户端：

#### 3.3 编写客户端逻辑代码 ####

客户端的 gRPC 更简单！

我们将用protoc生成的代码写一个简单的客户端程序，来访问我们在创建的 `Greeter` 服务端。

> 小技巧：在 gRPC Go 我们使用一个特殊的 Dial() 方法来创建频道，实现和服务端的连接。

关键代码已添加注释，编写客户端逻辑代码，强烈建议大家和我一起手敲一遍。

“编程要有工匠精神，做的多了手感就出来了。”

package main
    
    import (
       "context"
       "flag"
       "google.golang.org/gRPC" //这个依赖不要搞错
       "google.golang.org/gRPC/credentials/insecure"
       pb "juejin/rpc/protos/helloworld"
       "log"
       "time"
    )
    
    //默认数据 也支持在控制台自定义
    const (
       defaultName = "world"
    )
    
    //监听地址和传入的name
    var (
       addr = flag.String("addr", "localhost:50051", "the address to connect to")
       name = flag.String("name", defaultName, "Name to greet")
    )
    
    func main() {
       flag.Parse()
       //通过gRPC.Dial()方法建立服务连接
       conn, err := gRPC.Dial(*addr, gRPC.WithTransportCredentials(insecure.NewCredentials()))
       if err != nil {
          log.Fatalf("did not connect: %v", err)
       }
       //连接要记得关闭
       defer func(conn *gRPC.ClientConn) {
          err := conn.Close()
          if err != nil {
    
          }
       }(conn)
       //实例化客户端连接
       c := pb.NewGreeterClient(conn)
    
       //设置请求上下文，因为是网络请求，我们需要设置超时时间
       ctx, cancel := context.WithTimeout(context.Background(), time.Second)
       defer cancel()
       //客户端调用在proto中定义的SayHello()rpc方法，发起请求，接收服务端响应
       r, err := c.SayHello(ctx, &pb.HelloRequest{Name: *name})
       if err != nil {
          log.Fatalf("could not greet: %v", err)
       }
       log.Printf("Greeting: %s", r.GetMessage())
    }

到这里我们就已经完成了服务端和客户端业务逻辑的编写，下面就是见证奇迹的时刻了：

#### 3.4 调用gRPC 两端互通 ####

如何实现两端的消息互通？

1.  我们之前已经打开了一个终端，启动了服务端的服务。
2.  我们再打开一个新的终端，运行客户端，看下服务端是否给我们返回了数据：

![8135dafa9f529f7dad03e560a56a7f6d.png][]

和我们预想中的结果一样：

服务端给我们返回了“Hello world”，其中Hello是服务端设置的，world是客户端传给服务端的参数，服务端进行拼接之后给客户端返回了。

至此，一个经典的gRPC通信示例就搞定了！

#### 扩展：自定义输入 ####

没用过go flag自定义输入的小伙伴重点看一下，这部分是为你写的：

客户端和服务端代码中的flag.Parse的作用是：支持我们在终端控制台自定义输入参数，如果没有输入的话，使用程序中设置的默认参数，比如客户端的name，在代码中是这么定义的：

name = flag.String("name", "world", "Name to greet")

我们在终端输入如下命令：

go run main.go --name 王中阳

效果是这样的：

![5f3319c936d026649d73fcb4e21f2b2f.png][]

好了，咱们再接着聊进阶的内容：

gRPC另外一个特点就是和语言无关，我们可以使用不同的语言定义客户端和服务端。

下面咱们再进阶实战一下，用gRPC实现跨语言的调用。

## 进阶实战：跨语言调用 ##

入门实战我给出了详细的示例代码，甚至连目录结构都分享给大家了，相信大家只要按照步骤复刻，一定也能运行成功。

关于进阶实战的跨语言调用：服务端不重复编写了，*我们仍然使用上面用Go编写的服务端。*

客户端我将用我熟悉的PHP语言来编写，实现两端的rpc通信。

建议大家回顾一下“大象装冰箱”的步骤，用自己擅长的语言开发客户端，像我一样实现gRPC的跨语言调用。

### 1. 编写proto文件 ###

和入门实战是一样的

### 2. 根据proto文件生成代码 ###

和入门实战思路一样，生成代码语言不一样：

protoc-gen-php -i . -o . ./helloworld.proto

### 3. 编写业务逻辑代码 ###

#### 3.1 先写服务端 ####

服务端使用Go实现的服务端，不进行编写。

确定服务端是开启状态：

![f72fac824ed9df1bd1b55078eaa6e6c6.png][]

再次提醒一下：

> PHP和Objective-C只能实现gRPC中的客户端，不能实现服务端。

#### 3.2 再写客户端 ####

我用PHP实现客户端的编写，你擅长什么语言呢？有没有踩到坑，欢迎大家在评论区讨论。

<?php
    //命名空间
    namespace Helloworld;
    
    //定义PHP客户端
    class GreeterClient extends \gRPC\BaseStub
    {
    
      //定义构造方法
      public function __construct($hostname, $opts, $channel = null)
      {
        parent::__construct($hostname, $opts, $channel);
      }
    
      /**
       * 实现proto文件中定义的SayHello()方法
       * Sends a greeting
       * @param \Helloworld\HelloRequest $argument input argument
       * @param array $metadata metadata
       * @param array $options call options
       * @return \gRPC\UnaryCall
       */
      public function SayHello(\Helloworld\HelloRequest $argument,
                               $metadata = [], $options = [])
      {
        return $this->_simpleRequest('/helloworld.Greeter/SayHello',
          $argument,
          ['\Helloworld\HelloReply', 'decode'],
          $metadata, $options);
      }
    
    }

#### 3.3 启动服务，进行调用 ####

编写PHP脚本文件：

连接`50051`端口（Go实现的gRPC服务端对外暴露的端口）

<?php
    require dirname(__FILE__).'/vendor/autoload.php';
    
    function greet($hostname, $name)
    {
        $client = new Helloworld\GreeterClient($hostname, [
            'credentials' => gRPC\ChannelCredentials::createInsecure(),
        ]);
        $request = new Helloworld\HelloRequest();
        $request->setName($name);
        list($response, $status) = $client->SayHello($request)->wait();
        if ($status->code !== gRPC\STATUS_OK) {
            echo "ERROR: " . $status->code . ", " . $status->details . PHP_EOL;
            exit(1);
        }
        echo $response->getMessage() . PHP_EOL;
    }
    
    $name = !empty($argv[1]) ? $argv[1] : 'world';
    $hostname = !empty($argv[2]) ? $argv[2] : 'localhost:50051';
    greet($hostname, $name);

通过终端，启动PHP客户端：

![329f00f71f590572f94781955aaf98ab.png][]

我们发现，PHP的客户端通过gRPC成功的连接了Go服务端提供的*50051*服务，并成功调用了SayHello()方法，获得了返回值：*Hello world*

## 实操技巧 ##

纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。

强烈建议大家动手实操，使用自己熟悉的语言完成gRPC跨语言调用，可以参考：gRPC 各种语言教程详解。这篇技术博客更适合小白入门gRPC的开发，有个整体的理解和概念。

进阶知识点安利大家看官方文档进行实践：

gRPC 官方文档中文版

gRPC 官方示例GitHub

## 本文总结 ##

通过这篇文章我们已经掌握了gRPC相关的知识点，可以独立用Go实现客户端和服务端的编写，并且通过服务注册对外提供服务，实现可客户端和服务端的gRPC通信。

为了验证gRPC支持跨语言调用的特性，在进阶实战中又使用PHP开发了客户端，实现了PHP客户端和Go服务端的远程跨语言调用。

养成良好的编程习惯有助于减少奇奇怪怪的问题，强烈建议大家严格按照“大象装冰箱”的顺序进行gRPC的开发：

*1. 写proto文件定义服务和消息*

*2. 使用protoc工具生成代码*

*3. 编写业务逻辑代码提供服务*

关注我，下一篇带大家玩转Go微服务。

最后：万事起于忽微，量变引起质变，相信坚持的力量。

[ProtoBuf]: http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzIyNjM0MzQyNg==&mid=2247484451&idx=1&sn=92b25ba066c202ba6af3d8bad047a082&chksm=e870ab4edf072258bd96a15a854ed8912710527ce6e3d0660b4b26830965b290cf07781d7c62&scene=21#wechat_redirect
[Go RPC_RPC]: http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzIyNjM0MzQyNg==&mid=2247484350&idx=1&sn=7988754c24e93a5a6d503acfd59ea021&chksm=e870acd3df0725c584cc88c645938c5d462486fa7ea90eeada39204e009d5132ed8042d8e3c1&scene=21#wechat_redirect
[cdc93d1bbfa889dac6b5a3277b4efac1.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/03/96fa36c36acb489fa2adcaa39ff917f7.png
[c1c70d69ff688f4cda4cceee7fc56fc5.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/03/025eb0cd85754ca1b25e855c6e5b6c2e.png
[8df23a555bc5536ec5a05973cbd12a21.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/03/442e5d73db234954b3bfcee260d69590.png
[8135dafa9f529f7dad03e560a56a7f6d.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/03/8b01c69049c2429383fb1973247b937a.png
[5f3319c936d026649d73fcb4e21f2b2f.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/03/ec7df665a40d47f497e351b2625ab2ef.png
[f72fac824ed9df1bd1b55078eaa6e6c6.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/03/d742555da6274b01aa84158ae773a18c.png
[329f00f71f590572f94781955aaf98ab.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/03/38bce56232bd404f917af571358c1a75.png