跨语言RPC框架：Gprc和protobuf的使用例子分析（包含完整项目源码）

淡淡的烟草味﹌ 2021-12-01 09:59 282阅读 0赞

### 概述 ###

*  Grpc是Google开发的一款高性能、跨语言的RPC框架，使用Google的数据序列化框架protobuf作为IDL（接口定义语言）跨语言的服务接口定义，以及数据序列化。在通信层面基于HTTP2.0实现，这是与大多数RPC框架基于TCP实现不一样的，主要原因是HTTP2.0在性能方面有了比较大的提升。除此之外，Grpc的设计的其中一个目的就是提供移动客户端与服务端的RPC调用，所以基于HTTP协议实现可以应对TCP层面会遇到的内网防火墙问题，因为大部分的防火墙会屏蔽掉除80和443之外的其他端口。
 *  以下使用Java语言实现一个HelloWorld项目来展示Grpc和protobuf的相关使用方法。项目完整源码在个人Github：[Github grpc-demo][]

### 1. 使用protobuf定义RPC服务接口与相关数据结构 ###

1.  使用protobuf文件来定义业务数据类型和RPC服务方法并编译。如下在hello\_message.proto文件定义数据结构，在rpc\_hello\_service.proto文件中定义服务方法，实现如下：（关于protobuf的更多语言可以参考官方文档）

*  hello\_message.proto：定义了请求数据结构HelloRequest，响应数据结构HelloResponse。
    
        syntax = "proto3";
        
        package com.yzxie.demo.java.grpc.proto;
        
        // 编译生成的Java文件对应的包和类名
        option java_multiple_files = true;
        option java_package = "com.yzxie.demo.java.grpc.rpc";
        option java_outer_classname = "HelloMessageProto";
        
        // 请求数据结构
        message HelloRequest {
            string userName = 1;
        }
        
        // 响应数据结构
        message HelloResponse {
            string message = 1;
        }
 *  rpc\_hello\_service.proto：声明了一个RpcHelloServer服务接口和一个sayHello方法。
    
        syntax = "proto3";
        
        package com.yzxie.demo.java.grpc.proto;
        
        // 编译生成的Java文件对应的包和类名
        option java_multiple_files = true;
        option java_package = "com.yzxie.demo.java.grpc.rpc";
        option java_outer_classname = "RpcHelloServiceProto";
        
        import "com/yzxie/demo/java/grpc/proto/hello_message.proto";
        
        // RPC接口
        service RpcHelloService {
            // RPC方法声明
            rpc sayHello(HelloRequest) returns (HelloResponse);
        }

1.  接着需要编译为Java对应的类文件，可以使用命令来生成，不过一般会结合maven的编译插件来实现，这样可以在IDEA直接编译，如下为maven的插件配置：
    
        <plugin>
            <groupId>org.xolstice.maven.plugins</groupId>
            <artifactId>protobuf-maven-plugin</artifactId>
            <version>0.5.0</version>
            <configuration>
                <protocArtifact>com.google.protobuf:protoc:${protobuf.version}:exe:${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>
2.  然后可以在IDEA的右边看到如下所示的编译选项，故直接执行即可编译出对应的Java类文件，最后打包成标准的jar被Grpc服务端和Grpc客户端引用即可。  
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTAwMTM1NzM_size_16_color_FFFFFF_t_70]

### 2.实现RPC服务的方法和Grpc服务端 ###

1.  通常步骤1编译得到的接口文件为RpcHelloServiceGrpc，所以RPC服务方法的实现主要是通过继承RpcHelloServiceGrpc的静态内部类RpcHelloServiceImplBase并重写对应的方法来实现业务逻辑。
    
    如下实现类RpcHelloServiceImpl继承于RpcHelloServiceGrpc.RpcHelloServiceImplBase并重写sayHello方法：
    
        public class RpcHelloServiceImpl extends RpcHelloServiceGrpc.RpcHelloServiceImplBase { 
        
            @Override
            public void sayHello(HelloRequest request, StreamObserver<HelloResponse> responseObserver) { 
                HelloResponse response = HelloResponse.newBuilder()
                        .setMessage("Hello, " + request.getUserName())
                        .build();
                // 响应RPC客户端的RPC调用请求
                responseObserver.onNext(response);
                responseObserver.onCompleted();
            }
        }
2.  Grpc服务端的核心实现如下：主要是在指定的端口监听Grpc客户端的RPC请求到来，然后进行处理。
    
        @PostConstruct
        public void init() { 
            // 指定监听端口和RPC服务的业务逻辑实现类rpcHelloService
            server = ServerBuilder.forPort(port).addService(rpcHelloService).build();
        }
        
        // 开启在指定端口监听Grpc客户端的RPC方法调用请求
        public void start() { 
            try { 
                server.start();
                LOG.info("GrpcServer listen on {}", port);
                server.awaitTermination();
            } catch (Exception e) { 
                LOG.error("GrpcServer listen on {}", port, e);
            }
        
            // 关闭回调hook
            Runtime.getRuntime().addShutdownHook(new Thread() { 
                @Override
                public void run() { 
                    LOG.info("GrpcServer shutdown {}", port);
                    GrpcServer.this.stop();
                }
            });
        }

### 3.实现Grpc客户端 ###

1.  首先通过指定Grpc服务端的域名host和监听端口号port来创建Grpc客户端和Grpc服务端通信的channel，然后需要创建该RPC服务对应的服务端点（stub），如下：
    
        // Grpc客户端channel
        private ManagedChannel channel;
        // RPC服务端点（stub）
        private RpcHelloServiceGrpc.RpcHelloServiceBlockingStub blockingStub;
        
        @PostConstruct
        public void init() { 
            // 指定Grpc服务端的域名和端口
            channel = ManagedChannelBuilder.forAddress(host, port).usePlaintext(true).build();
            blockingStub = RpcHelloServiceGrpc.newBlockingStub(channel);
        }
2.  然后通过该RPC服务端点来对Grpc服务端发起对该RPC服务端点的RPC方法调用：
    
        public String getHello(String userName) { 
            try { 
                HelloRequest request = HelloRequest.newBuilder().setUserName(userName).build();
                // 通过RPC服务端点（stub）发起RPC方法调用
                HelloResponse response = blockingStub.sayHello(request);
                return response.getMessage();
            } catch (StatusRuntimeException e) { 
                LOG.error("getHello {}", userName, e);
            }
        
            return "";
        }

[Github grpc-demo]: https://github.com/yzxie/java-framework-demo/tree/master/grpc-demo
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTAwMTM1NzM_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20211201/998c42f54a834bbe92c932e07342c74c.png