protobuf和gRPC

目录

• 一、grpc介绍
  • 1.1 RPC 介绍
  • 1.2 Protobuf 介绍
• 二、下载生成proto工具
• 三、下载go的依赖包
• 四、快速使用
  • 4.1 编写proto
  • 4.2 生成go脚本
  • 4.3 编写main.go
  • 4.4 修改proto，加入更多参数
  • 4.5 重新生成
  • 4.6 修改代码
• 五、完整的客户端服务端
  • 5.1 proto文件
  • 5.2 生成go脚本
  • 5.3 server.go
  • 5.4 client.go
• 六、注意
  • 6.1 protoc语法
  • 6.2 mustEmbedUnimplemented***方法问题

1|0一、grpc介绍

• grpc 是 google 给出的 rpc 调用方式，它基于 google 的 protobuf 定义方式，提供了一整套数据定义和 rpc 传输的方式

• 它是一个高性能、开源和通用的 RPC 框架，面向移动和 HTTP/2 设计。目前提供 C、Java 和 Go 语言版本，分别是：grpc, grpc-java, grpc-go. 其中 C 版本支持 C, C++, Node.js, Python, Ruby, Objective-C, PHP 和 C# 支持。这是grpc的github地址

1|11.1 RPC 介绍

• 在介绍 grpc 之前有必要首先介绍一下 rpc。RPC 的英文全名是 Remote Procedure Call（远程过程调用），它实现了远程函数或方法的本地调用。由于不在一个内存空间，不能直接调用，因此需要通过网络来表达调用的语义和传达调用的数据。其基本流程如下图所示。

• 客户端需要调用某个远程函数，首先需要在 client stub 进行函数语义和数据的网络表达，之后将转义好的数据通过 sockets 经过网络传到服务器端，之后同样经过 sever stub 的解析调用远程服务的函数。之后通过同样的链路将函数的结果返回给客户端

1|21.2 Protobuf 介绍

• Protobuf 是 Google 给出的一种通用的数据表示方式，通过 proto 文件定义的数据格式，可以一键式的生成 C++，Python，Java 等各种语言实现

• protobuf经历了protobuf2和protobuf3，pb3比pb2简化了很多，目前主流的版本是pb3

2|0二、下载生成proto工具

# 下载地址
http://github.com/protocolbuffers/protobuf/releases
# 把可执行文件加入到环境变量
vim .bash_profile
# proto
PATH=$PATH:/Users/liuqingzheng/soft/protoc-21.0-rc-1-osx-x86_64/bin:
    
####注意：mac下如果下载的是protoc-21.0-rc-1-osx-x86_64，后面使用google内置的proto会找不到，建议下载 https://github.com/protocolbuffers/protobuf/releases/download/v3.20.1/protoc-3.20.1-osx-aarch_64.zip然后配置环境变量

3|0三、下载go的依赖包

# 设置go proxy 代理，下载速度快  
export GOPROXY=https://goproxy.io,direct
# https://goproxy.io/zh/ ,设置成功可以同过go env查看一下
go env

# 此方式弃用
go get github.com/golang/protobuf/protoc-gen-go
# 使用该方式
go install google.golang.org/protobuf/cmd/protoc-gen-go@v1.28
go install google.golang.org/grpc/cmd/protoc-gen-go-grpc@v1.2

# 运行成功会在go的bin路径下生成一个可执行文件
/Users/liuqingzheng/go/bin/protoc-gen-go
/Users/liuqingzheng/go/bin/protoc-gen-go-grpc

# mac下的话，把该可执行文件复制到/usr/local/bin/路径()
cp /Users/liuqingzheng/go/bin/protoc-gen-go  /usr/local/bin/protoc-gen-go
cp /Users/liuqingzheng/go/bin/protoc-gen-go-grpc  /usr/local/bin/protoc-gen-go-grpc

# Goland安装高亮Protocol 的插件
# Plugins中搜索 Protocol Buffers

4|0四、快速使用

4|14.1 编写proto

syntax = "proto3";
// 一定要加go的package路径，否则生成不了，意思是把go文件生成到proto文件夹下
// ;proto 表示生成的go文件，包名为proto
option go_package = "../proto;proto";

// 类似于go的结构体，可以定义属性
message HelloRequest {
  string name = 1; // 1 是编号，不是值
//  int32 age =2
}

4|24.2 生成go脚本

// 执行命令
protoc --go_out=. --go_opt=paths=source_relative --go-grpc_out=. --go-grpc_opt=paths=source_relative proto/helloworld.proto

// 执行完生成一个helloworld.pb.go
在这个go文件中，可以找到咱们定义的结构体

4|34.3 编写main.go

package main

import (
	"encoding/json"
	"fmt"
	"go_test_learn/proto"
)
import pb "github.com/golang/protobuf/proto" // 导入这个模块
func main()  {
	// proto 格式编码解码
	req:=proto.HelloRequest{Name: "lqz"}
	r,_:=pb.Marshal(&req)
	fmt.Println(string(r))

	// 解码
	req2:=proto.HelloRequest{Name: "lqz"}
	pb.Unmarshal(r,&req2)
	fmt.Println(req2)

	// json 格式编码解码
	type  HelloRequest struct{
		Name string
	}
	h:=HelloRequest{Name: "lqz"}
	r1,_:=json.Marshal(&h)
	fmt.Println(string(r1))

	h1:=HelloRequest{}
	json.Unmarshal(r1,&h1)
	fmt.Println(h1)

}

4|44.4 修改proto，加入更多参数

syntax = "proto3";
// 一定要加go的package路径，否则生成不了，意思是把go文件生成到proto文件夹下
// ;proto 表示生成的go文件，包名为proto
option go_package = "../proto;proto";

// 类似于go的结构体，可以定义属性
message HelloRequest {
  string name = 1; // 1 是编号，不是值
  int32 age = 2;
  repeated string girls = 3;

}

4|54.5 重新生成

protoc --go_out=. --go_opt=paths=source_relative --go-grpc_out=. --go-grpc_opt=paths=source_relative proto/helloworld.proto

4|64.6 修改代码

package main

import (
	"encoding/json"
	"fmt"
	"go_test_learn/proto"
)
import pb "github.com/golang/protobuf/proto" // 导入这个模块

func main() {
	// proto 格式编码解码
	req := proto.HelloRequest{Name: "lqz", Age: 19, Girls: []string{"刘亦菲", "迪丽热巴"}}
	r, _ := pb.Marshal(&req)
	fmt.Println(string(r))

	// 解码
	req2 := proto.HelloRequest{}
	pb.Unmarshal(r, &req2)
	fmt.Println(req2)

	// json 格式编码解码
	type HelloRequest struct {
		Name string
		Age int32
		Girls []string
	}
	h := HelloRequest{Name: "lqz",Age: 19, Girls: []string{"刘亦菲", "迪丽热巴"}}
	r1, _ := json.Marshal(&h)
	fmt.Println(string(r1))

	h1 := HelloRequest{}
	json.Unmarshal(r1, &h1)
	fmt.Println(h1)

}

5|0五、完整的客户端服务端

5|15.1 proto文件

syntax = "proto3";
option go_package = ".;proto";
// 定义一个服务,gRPC自有的，它需要用grpc插件生成，也就是咱们安装的那个插件
service Hello{
  // 服务内有一个函数叫Hello，接收HelloRequest类型参数，返回HelloResponse类型参数
  rpc Hello(HelloRequest) returns(HelloResponse);
}

// 类似于go的结构体，可以定义属性
message HelloRequest {
  string name = 1; // 1 是编号，不是值
  int32 age = 2;
  repeated string girls = 3;

}
// 定义一个响应的类型
message HelloResponse {
  string reply =1;
}

5|25.2 生成go脚本

# protoc 可执行文件必须加入环境变量

protoc --go_out=. --go_opt=paths=source_relative --go-grpc_out=. --go-grpc_opt=paths=source_relative proto/helloworld.proto

5|35.3 server.go

package main

import (
	"context"
	"fmt"
	"go_test_learn/proto"
	"google.golang.org/grpc"
	"net"
)

// 定义一个结构体，名字随意，只要实现Hello方法即可，相当于proto的service
type HelloServer struct {
	proto.UnimplementedHelloServer
}


// 给结构体绑定Hello方法
// 请求参数必须是两个：context context.Context, request *proto.HelloRequest
// 返回参数必须是两个：*proto.HelloResponse, error
// 自动生成的go文件中结构体中的字段给转成大写字母开头，符合go导出字段规范

func (s *HelloServer) Hello(context context.Context, request *proto.HelloRequest) (*proto.HelloResponse, error) {
	fmt.Println(request.Name)
	return &proto.HelloResponse{Reply:"ok"}, nil
}
func main() {
	// 创建一个grpc对象
	g := grpc.NewServer()
	s := HelloServer{}
	// 把s注册到g对象中
	proto.RegisterHelloServer(g,&s)
	// 监听端口
	lis,error:=net.Listen("tcp","0.0.0.0:50052")
	if error!=nil{
		panic("启动服务异常")
	}
	g.Serve(lis)


}

5|45.4 client.go

package main

import (
	"context"
	"fmt"
	"go_test_learn/proto"
	"google.golang.org/grpc"
	"google.golang.org/grpc/credentials/insecure"
)

func main() {

	// 连接grpc服务端，grpc.WithInsecure()跳过对服务器的验证
	//conn, err := grpc.Dial("127.0.0.1:50052", grpc.WithInsecure())
	conn, err := grpc.Dial("127.0.0.1:50052", grpc.WithTransportCredentials(insecure.NewCredentials()))
	if err != nil {
		panic("连接服务异常")
	}
	//defer 关闭
	defer conn.Close()
	//创建一个客户端，传入连接对象
	client := proto.NewHelloClient(conn)
	request := proto.HelloRequest{
		Name: "lqz",
	}
	//调用SayHello方法，传入两个参数
	res, err := client.Hello(context.Background(), &request)
	if err != nil {
		panic("调用方法异常")
	}
	//打印出返回的数据
	fmt.Println(res.Reply)
}

6|0六、注意

6|16.1 protoc语法

-I 或者 --proto_path：用于指定所编译的源码，就是我们所导入的proto文件，支持多次指定，按照顺序搜索，如果未指定，则使用当前工作目录。

--go_out：同样的也有其他语言的，例如--java_out、--csharp_out,用来指定语言的生成位置，用于生成*.pb.go 文件

--go_opt：paths=source_relative 指定--go_out生成文件是基于相对路径的

--go-grpc_out：用于生成 *_grpc.pb.go 文件

--go-grpc_opt：

paths=source_relative 指定--go_grpc_out生成文件是基于相对路径的

require_unimplemented_servers=false 默认是true，会在server类多生成一个接口

--grpc-gateway_out：是使用到了 protoc-gen-grpc-gateway.exe 插件，用于生成pb.gw.go文件

--grpc-gateway_opt：

logtostderr=true 记录log

paths=source_relative 指定--grpc-gateway_out生成文件是基于相对路径的

generate_unbound_methods=true 如果proto文件没有写api接口信息，也会默认生成

--openapiv2_out：使用到了protoc-gen-openapiv2.exe 插件，用于生成swagger.json 文件

6|26.2 mustEmbedUnimplemented***方法问题

// 新版protoc-gen-go不支持grpc服务生成，需要通过protoc-gen-go-grpc生成grpc服务接口，但是生成的Server端接口中会出现一个mustEmbedUnimplemented***方法，是为了解决前向兼容问题，如果不解决，就无法传递给RegisterXXXService方法，解决办法有两个：
1. 在grpc server实现结构体中匿名嵌入Unimplemented***Server结构体
  type HelloServer struct {
    proto.UnimplementedHelloServer
  }
2. 使用protoc生成server代码时命令行加上关闭选项protoc --go-grpc_out=require_unimplemented_servers=false

//protoc --go_out=. --go_opt=paths=source_relative proto/helloworld.proto
//protoc --go-grpc_out=. --go-grpc_opt=require_unimplemented_servers=false --go-grpc_opt=paths=source_relative proto/helloworld.proto

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本文作者：BigSun丶
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