RPC 入门(一)

在学习 gRPC 之前,先学习 protobufu 协议,简单的来理解,我们可以使用他来定义 消息服务。然后你只需要实现服务即可,剩下的东西,gRPC 会帮你自动完成。

RPC 协议

使用一个 go 语言只带的 net/rpc包,自定义实现一个 rpc 调用,代码目录如下

复制├── server
│   ├── go.mod
│   ├── main.go
│   └── models
│       └── add.go
└── client
    ├── go.mod
    ├── go.work
    └── main.go

创建一个 rpc 的服务端

package models

type Args struct {
	X, Y int
}
type ServiceA struct{}

func (s *ServiceA) Add(args *Args, reply *int) error {
	*reply = args.X + args.Y
	return nil
}

package main

import (
	"d1/models"
	"log"
	"net"
	"net/http"
	"net/rpc"
)

func main() {
	service := new(models.ServiceA)
	rpc.Register(service) //注册 rcp 协议
	rpc.HandleHTTP()      // 使用 http 协议发送
	listen, err := net.Listen("tcp", ":5001")
	if err != nil {
		log.Fatalf("rpc listen err: %v", err)
	}
	log.Println("开始启动 rpc 服务端.......")
	http.Serve(listen, nil)
}

创建一个服务端

package main

import (
	"d1/models"
	"log"
	"net/rpc"
)

func main() {
	rpcClient, err := rpc.DialHTTP("tcp", "127.0.0.1:5001")
	if err != nil {
		log.Fatalf("rcp client dial fail: %v", err)
	}
	args := &models.Args{X: 20, Y: 30}
	var reply int
	if err = rpcClient.Call("ServiceA.Add", args, &reply); err != nil {
		log.Fatalf("rpc 远程调用客户端失败: %v", err)
	}
	log.Printf("rpc 代码同步调用成功: %d + %d = %d", args.X, args.Y, reply)

	// 测试异步调用
	args.X, args.Y = 70, 50
	asyncCall := rpcClient.Go("ServiceA.Add", args, &reply, nil)
	replyCall := <-asyncCall.Done
	if err = replyCall.Error; err != nil {
		log.Printf("rpc 异步调用错误: %v", err)
	}
	log.Printf("rpc 异步调用成功 %d + %d = %d", args.X, args.Y, reply)
}

结果如下:

解释

  • 上面的 rpc调用是依赖于 http 协议传输的,当然也可使用 tcp 协议实现;现在应用最广泛的 grpc 就是使用 http2实现的
  • server 服务中 modeles 单独拎出来,是方便使用 go work 机制,在另一个服务直接引用,而无需重新定义
  • rpc 服务调用分为 同步调用异步调用 两种

protobufu 协议

protobuf 协议,可以适用于十几种开发语言,并且允许你使用同一种框架,每秒支持百万级以上的 RPC 调用

Linux 安装 protoc 工具

prootc 工具,核心是使用 c++ 写的,常见的安装方式,有三种

  1. 使用 ubuntu 系统自带的包管理工具 apt 安装: sudo apt install protobuf-compiler
  2. 下载 c++ 源码编译安装
  3. 下载官网编译好的二进制文件安装 https://github.com/protocolbuffers/protobuf/releases

以上三种方法,第一种最简单,但是安装的往往不是最新版本,第二种过于复杂,本文推荐使用第三种方式安装部署

使用 wget https://github.com/protocolbuffers/protobuf/releases/download/v28.3/protoc-28.3-linux-x86_64.zip 下载安装包并解压,将 /bin/protoc 放到 /usr/local/bin 下,将 include 下的 google 文件,放到 /usr/local/include 目录下

mac 中安装 gRPC 需要的环境

方法和 linux 中安装 gRPC 基本一样

cd ~/software/protobuf            #创建一个 software 文件,当时你也可以按照自己的习惯,放到 usr 文件夹中。

wget https://github.com/protocolbuffers/protobuf/releases/download/v3.12.0/protoc-3.12.0-osx-x86_64.zip   # 在下载 grpc 的安装包
unzip   protoc-3.12.0-osx-x86_64.zip    # 解压安装包

mv bin/protoc  /usr/local/protoc        #  通过将 bin 文件放到 protoc 中的方法,将 protoc 命令添加到 path 中

查看 protoc 的版本信息

protoc --version

# 输出 libprotoc 3.7.1

上面安装步骤完成以后,只是安装了 protobuf 的基础功能包。我们想要使用 go 语言中的 gprc 功能,还需要安装 grpc的包。

在任意的有mod 的文件下,执行如下命令

go get google.golang.org/grpc

如果想对此包做更多理解,可以查询 gPRC 的中文官方文档: http://doc.oschina.net/grpc?t=60133

编辑器

我一直比较喜欢使用 vscore。使用 vscore 编写 protobuf 文件,需要安装两个插件支持,用于格式化 protobuf 文件

  1. vscode-proto3

  1. Clang-Format

一个小 demo

通过 grpc 协议,定义一个客户端,实现以下两个功能,并使用 grpc 的 client 端来调用

  1. 添加产品

  2. 根据产品 id 来查询产品信息

定义一个能添加产品和查询产品的 protobuf 文件

syntax = "proto3";

package ecommerce;

option go_package="./econFileName"; // 文件名和包名,此两个文件保持一致

service ProductInfo {
    rpc addProduct(Product) returns (ProductID);
    rpc getProduct(ProductID) returns (Product);
}

message Product {
    string id = 1;
    string name = 2;
    string description = 3;
    float price = 4;
}

message ProductID {
    string value = 1;
}

在声明 protobuf 的文件夹下,执行如下命令,会自动生成对应的 go 文件,切记,此文件只能查看,不可更改

protoc --go_out=plugins=grpc:. *.proto

服务端

1. 找到自动生成的 go 文件中 grpc 服务端的接口

打开自动生成的 go 文件,可以看到 server 接口。注意和客户端的接口区分,此处是 Server 结尾的

2. 重载此接口

根据 go 语言非入侵的接口实现方式,声明一个结构体,只要实现了某接口的所有方法,那么他就实现了这个接口

type server struct {
	products []*pb.Product
}

func (s *server) AddProduct(ctx context.Context, product *pb.Product) (*pb.ProductID, error) {
	product.Id = uuid.New().String()
	s.products = append(s.products, product)
	return &pb.ProductID{
		Value: product.Id,
	}, status.New(codes.OK, "").Err()
}
func (s *server) GetProduct(ctx context.Context, proId *pb.ProductID) (*pb.Product, error) {
	for _, prod := range s.products {
		if prod.Id == proId.Value {
			return prod, status.New(codes.OK, "").Err()
		}
	}
	return nil, status.Errorf(codes.NotFound, "product not exist", proId.Value)
}

3.启动服务,监听 5001 端口

package main

import (
	"context"
	"fmt"
	"net"
	pb "zhao/grpc/pb/econFileName"

	"github.com/google/uuid"
	"google.golang.org/grpc"
	"google.golang.org/grpc/codes"
	"google.golang.org/grpc/status"
)

const (
	port = ":5001"
)

type server struct {
	products []*pb.Product
}

func (s *server) AddProduct(ctx context.Context, product *pb.Product) (*pb.ProductID, error) {
	product.Id = uuid.New().String()
	s.products = append(s.products, product)
	return &pb.ProductID{
		Value: product.Id,
	}, status.New(codes.OK, "").Err()
}
func (s *server) GetProduct(ctx context.Context, proId *pb.ProductID) (*pb.Product, error) {
	for _, prod := range s.products {
		if prod.Id == proId.Value {
			return prod, status.New(codes.OK, "").Err()
		}
	}
	return nil, status.Errorf(codes.NotFound, "product not exist", proId.Value)
}

func main() {
	lis, err := net.Listen("tcp", port)
	if err != nil {
		panic(err)
	}
	fmt.Printf("net service is starting at :%s\n", port)
	s := grpc.NewServer()
	pb.RegisterProductInfoServer(s, &server{})
	if err = s.Serve(lis); err != nil {
		panic(fmt.Sprintf("tpc web service port:【%s】 launch fail %v", port, err))
	}
}
  1. 注意,grpc 方法的传入和传出,都是结构体,即使是 productId 这种简单的 string 类型的形参,也应该使用自动生成的 proto.go 文件中定义好的结构体

  2. grpc 的方法调用中,也会有状态码,使用 google.golang.org/grpc/codes 包引用

完整代码如下

package main

import (
	"context"
	"fmt"
	"time"
	pb "zhao/grpc/pb/econFileName"

	"google.golang.org/grpc"
)

const (
	address = "localhost:5001"
)

func main() {
	conn, err := grpc.Dial(address, grpc.WithInsecure())
	if err != nil {
		fmt.Printf("connect grpc service fail at  %s", address)
	}
	defer conn.Close()
	client := pb.NewProductInfoClient(conn)

       // 要添加的产品
	product1 := pb.Product{
		Name:        "Apple iPhone 11",
		Description: "Meet Apple iPhone 11. All-new dual-camera system with Ultra Wide and Night mode.",
		Price:       float32(699.00),
	}
	ctx, cancel := context.WithTimeout(context.Background(), time.Second)
	defer cancel()

	// 添加产品
	id, err := client.AddProduct(ctx, &product1)
	if err != nil {
		fmt.Printf("client productid [%s] add product fail err: %v\n", product1.Id, err)
	}
	fmt.Printf("grpc req response product id [%s]\n", id.Value)

	// 查询产品
	req_id := pb.ProductID{Value: id.Value}
	res, err := client.GetProduct(ctx, &req_id)
	if err != nil {
		fmt.Printf("client get product fail id is %s\n", req_id.Value)
	}
	fmt.Printf("get product successful %s\n", res.String())
}

客户端

1. 声明连接使用的字符串

conn, err := grpc.Dial("localhost:5001", grpc.WithInsecure())

2.使用自动生成的 go 文件中的方法,创建 productInfo 对应的是实例

client := pb.NewProductInfoClient(conn)

3. 此时,你就可以拿着这个客户端实例,像本地方法调用一样使用远端方法了

res, err := client.GetProduct(ctx, &req_id)

完整代码如下

package main

import (
	"context"
	"fmt"
	"time"
	pb "zhao/grpc/pb/econFileName"

	"google.golang.org/grpc"
)

const (
	address = "localhost:5001"
)

func main() {
	conn, err := grpc.Dial("localhost:5001", grpc.WithInsecure())
	if err != nil {
		fmt.Printf("connect grpc service fail at  %s", address)
	}
	defer conn.Close()
	client := pb.NewProductInfoClient(conn)
	product1 := pb.Product{
		Name:        "Apple iPhone 11",
		Description: "Meet Apple iPhone 11. All-new dual-camera system with Ultra Wide and Night mode.",
		Price:       float32(699.00),
	}
	ctx, cancel := context.WithTimeout(context.Background(), time.Second)
	defer cancel()

	// 添加产品
	id, err := client.AddProduct(ctx, &product1)
	if err != nil {
		fmt.Printf("client productid [%s] add product fail err: %v\n", product1.Id, err)
	}
	fmt.Printf("grpc req response product id [%s]\n", id.Value)

	// 查询产品
	req_id := pb.ProductID{Value: id.Value}
	res, err := client.GetProduct(ctx, &req_id)
	if err != nil {
		fmt.Printf("client get product fail id is %s\n", req_id.Value)
	}
	fmt.Printf("get product successful %s\n", res.String())
}

源码地址 https://github.com/rushPeng/grpc_product_demo

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