golang 微服务之gRPC与Protobuf

RPC是什么？

所谓RPC(remote procedure call 远程过程调用)框架实际是提供了一套机制，使得应用程序之间可以进行通信，而且也遵从server/client模型。使用的时候客户端调用server端提供的接口就像是调用本地的函数一样。

gRPC是什么？

与许多RPC系统一样，gRPC基于定义服务的思想，指定可以使用其参数和返回类型远程调用的方法。默认情况下，gRPC使用协议缓冲区作为接口定义语言（IDL）来描述服务接口和有效负载消息的结构。

gRPC有什么好处以及在什么场景下需要用gRPC

既然是server/client模型，那么我们直接用restful api不是也可以满足吗，为什么还需要RPC呢？下面我们就来看看RPC到底有哪些优势

gRPC vs. Restful API

gRPC和restful API都提供了一套通信机制，用于server/client模型通信，而且它们都使用http作为底层的传输协议(严格地说, gRPC使用的http2.0，而restful api则不一定)。不过gRPC还是有些特有的优势，如下：

• gRPC可以通过protobuf来定义接口，从而可以有更加严格的接口约束条件。关于protobuf可以参见笔者之前的小文 Google Protobuf简明教程
• 另外，通过protobuf可以将数据序列化为二进制编码，这会大幅减少需要传输的数据量，从而大幅提高性能。
• gRPC可以方便地支持流式通信(理论上通过http2.0就可以使用streaming模式, 但是通常web服务的restful api似乎很少这么用，通常的流式数据应用如视频流，一般都会使用专门的协议如HLS，RTMP等，这些就不是我们通常web服务了，而是有专门的服务器应用。）

使用场景

• 需要对接口进行严格约束的情况，比如我们提供了一个公共的服务，很多人，甚至公司外部的人也可以访问这个服务，这时对于接口我们希望有更加严格的约束，我们不希望客户端给我们传递任意的数据，尤其是考虑到安全性的因素，我们通常需要对接口进行更加严格的约束。这时gRPC就可以通过protobuf来提供严格的接口约束。
• 对于性能有更高的要求时。有时我们的服务需要传递大量的数据，而又希望不影响我们的性能，这个时候也可以考虑gRPC服务，因为通过protobuf我们可以将数据压缩编码转化为二进制格式，通常传递的数据量要小得多，而且通过http2我们可以实现异步的请求，从而大大提高了通信效率。

但是，通常我们不会去单独使用gRPC，而是将gRPC作为一个部件进行使用，这是因为在生产环境，我们面对大并发的情况下，需要使用分布式系统来去处理，而gRPC并没有提供分布式系统相关的一些必要组件。而且，真正的线上服务还需要提供包括负载均衡，限流熔断，监控报警，服务注册和发现等等必要的组件。不过，这就不属于本篇文章讨论的主题了，我们还是先继续看下如何使用gRPC。

gRPC的使用通常包括如下几个步骤

1. 通过protobuf来定义接口和数据类型
2. 编写gRPC server端代码
3. 编写gRPC client端代码

protobuf的安装

mac：brew install protobuf

windows：protoc 下载： 官方地址 ，然后将 bin 路径添加到 path 环境变量下去

linux:

安装需要的依赖包：

[root@localhost ~]# yum -y install autoconf automake libtool curl make g++ unzip

[root@localhost ~]# unzip protobuf-master.zip

[root@localhost ~]# cd protobuf-master

生成configure文件的脚本文件，如果不执行这步，以下操作将通不过

[root@localhost protobuf-master]#  ./autogen.sh 

[root@localhost protobuf-master]#  ./configure

可以修改安装目录通过 ./configure --prefix=命令,统一安装在/usr/local/protobuf下

[root@localhost protobuf-master]# ./configure --prefix=/usr/local/protobuf

[root@localhost protobuf-master]#  make

[root@localhost protobuf-master]#  make check

[root@localhost protobuf-master]#  make install

[root@localhost protobuf-master]#  ldconfig # refresh shared library cache.

安装成功

[root@localhost protobuf-master]#  protoc -I=./ --cpp_out=./ test.proto

安装grpc包

go get -u github.com/golang/protobuf/{proto,protoc-gen-go}
go get -u google.golang.org/grpc
protoc --go_out=plugins=grpc:. *.proto

定义接口和数据类型

syntax = "proto3";

package rpc_package;

// define a service
service HelloWorldService {
    // define the interface and data type
    rpc SayHello (HelloRequest) returns (HelloReply) {}
}

// define the data type of request
message HelloRequest {
    string name = 1;
}

// define the data type of response
message HelloReply {
    string message = 1;
}

使用protobuf生成 工具 生成对应语言的库函数

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

server.go

// server.go
  
import (
    "log"
    "net"
  
    "golang.org/x/net/context"
    "google.golang.org/grpc"
    pb "helloworld/helloworld"
)
  
const (
    port = ":50051"
)
  
type server struct {}
  
func (s *server) SayHello(ctx context.Context, in *pb.HelloRequest) (*pb.HelloReply, error) {
    return &pb.HelloReply{Message: "Hello " + in.Name}, nil
}
  
func main() {
    lis, err := net.Listen("tcp", port)
    if err != nil {
        log.Fatal("failed to listen: %v", err)
    }
    s := grpc.NewServer()
    pb.RegisterGreeterServer(s, &server{})
    s.Serve(lis)
}

client.go

package main
  
//client.go
  
import (
    "log"
    "os"
  
    "golang.org/x/net/context"
    "google.golang.org/grpc"
    pb "helloworld/helloworld"
)
  
const (
    address     = "localhost:50051"
    defaultName = "world"
)
  
func main() {
    conn, err := grpc.Dial(address, grpc.WithInsecure())
    if err != nil {
        log.Fatal("did not connect: %v", err)
    }
    defer conn.Close()
    c := pb.NewGreeterClient(conn)
  
    name := defaultName
    if len(os.Args) >1 {
        name = os.Args[1]
    }
    r, err := c.SayHello(context.Background(), &pb.HelloRequest{Name: name})
    if err != nil {
        log.Fatal("could not greet: %v", err)
    }
    log.Printf("Greeting: %s", r.Message)
}