7-protobuf和gRPC
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.
1.1 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
1.2 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
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
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
四 快速使用
4.1 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
}
4.2 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
4.3 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)
}
4.4 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;
}
4.5 重新生成
protoc --go_out=. --go_opt=paths=source_relative --go-grpc_out=. --go-grpc_opt=paths=source_relative proto/helloworld.proto
4.6 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)
}
五 完整的客户端服务端
5.1 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;
}
5.2 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
5.3 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)
}
5.4 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)
}
六 注意
6.1 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
6.2 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
