本篇为【写给go开发者的gRPC教程系列】第二篇
第一篇：protobuf基础 第二篇：通信模式
上一篇介绍了如何编写 protobuf 的 idl，并使用 idl 生成了 gRPC 的代码，现在来看看如何编写客户端和服务端的代码
Simple RPC (Unary RPC)
syntax = "proto3";package ecommerce;
import "google/protobuf/wrappers.proto";
option go_package = "ecommerce/";
message Order {
string id = 1;
repeated string items = 2;
string description = 3;
float price = 4;
string destination = 5;
}
service OrderManagement {
rpc getOrder(google.protobuf.StringValue) returns (Order);
}
定义如上的 idl，需要关注几个事项
使用 protobuf最新版本syntax = "proto3";protoc-gen-go要求 pb 文件必须指定 go 包的路径。即option go_package = "ecommerce/";定义的 method仅能有一个入参和出参数。如果需要传递多个参数需要定义成message使用 import引用另外一个文件的 pb。google/protobuf/wrappers.proto是 google 内置的类型
生成 go 和 grpc 的代码
$ protoc -I ./pb \
--go_out ./ecommerce --go_opt paths=source_relative \
--go-grpc_out ./ecommerce --go-grpc_opt paths=source_relative \
./pb/product.proto
ecommerce
├── product.pb.go
└── product_grpc.pb.go
pb
└── product.proto
server 实现
1、由 pb 文件生成的 gRPC 代码中包含了 service 的接口定义，它和我们定义的 idl 是吻合的
service OrderManagement {
rpc getOrder(google.protobuf.StringValue) returns (Order);
}
type OrderManagementServer interface {
GetOrder(context.Context, *wrapperspb.StringValue) (*Order, error)
mustEmbedUnimplementedOrderManagementServer()
}
2、我们的业务逻辑就是实现这个接口
package mainimport (
"context"
"log"
pb "github.com/liangwt/note/grpc/unary_rpc_example/ecommerce"
"google.golang.org/grpc/codes"
"google.golang.org/grpc/status"
"google.golang.org/protobuf/types/known/wrapperspb"
)
var _ pb.OrderManagementServer = &OrderManagementImpl{}
var orders = make(map[string]pb.Order)
type OrderManagementImpl struct {
pb.UnimplementedOrderManagementServer
}
// Simple RPC
func (s *OrderManagementImpl) GetOrder(ctx context.Context, orderId *wrapperspb.StringValue) (*pb.Order, error) {
ord, exists := orders[orderId.Value]
if exists {
return &ord, status.New(codes.OK, "").Err()
}
return nil, status.Errorf(codes.NotFound, "Order does not exist. : ", orderId)
}
3、在实现完业务逻辑之后，我们可以创建并启动服务
package mainimport (
"net"
pb "github.com/liangwt/note/grpc/unary_rpc_example/ecommerce"
"google.golang.org/grpc"
)
func main() {
s := grpc.NewServer()
pb.RegisterOrderManagementServer(s, &OrderManagementImpl{})
lis, err := net.Listen("tcp", ":8009")
if err != nil {
panic(err)
}
if err := s.Serve(lis); err != nil {
panic(err)
}
}
服务端代码实现的流程如下
client 实现
1、由 pb 文件生成的 gRPC 代码中包含了 client 的实现，它和我们定义的 idl 也是吻合的
service OrderManagement {
rpc getOrder(google.protobuf.StringValue) returns (Order);
}
type orderManagementClient struct {
cc grpc.ClientConnInterface
}func NewOrderManagementClient(cc grpc.ClientConnInterface) OrderManagementClient {
return &orderManagementClient{cc}
}
func (c *orderManagementClient) GetOrder(ctx context.Context, in *wrapperspb.StringValue, opts ...grpc.CallOption) (*Order, error) {
out := new(Order)
err := c.cc.Invoke(ctx, "/ecommerce.OrderManagement/getOrder", in, out, opts...)
if err != nil {
return nil, err
}
return out, nil
}
2、直接使用 client 来进行 rpc 调用
package mainimport (
"context"
"log"
"time"
pb "github.com/liangwt/note/grpc/unary_rpc_example/ecommerce"
"google.golang.org/grpc"
"google.golang.org/protobuf/types/known/wrapperspb"
)
func main() {
conn, err := grpc.Dial("127.0.0.1:8009", grpc.WithInsecure())
if err != nil {
panic(err)
}
defer conn.Close()
client := pb.NewOrderManagementClient(conn)
ctx, cancel := context.WithTimeout(context.Background(), time.Second)
defer cancel()
// Get Order
retrievedOrder, err := client.GetOrder(ctx, &wrapperspb.StringValue{Value: "101"})
if err != nil {
panic(err)
}
log.Print("GetOrder Response -> : ", retrievedOrder)
}
客户端代码实现的流程如下
小总结
✨ 前文提到过protobuf协议是平台无关的。演示的客户端和服务端都是 golang 的，即使客户端和服务端不同语言也是类似的可以通信的
✨ 对于上面介绍的的这种类似于http1.x的模式：客户端发送请求，服务端响应请求，一问一答的模式在 gRPC 里叫做Simple RPC (也称Unary RPC)。gRPC 同时也支持其他类型的交互方式。
Server-Streaming RPC 服务器端流式 RPC
服务器端流式 RPC，显然是单向流，并代指 Server 为 Stream 而 Client 为普通 RPC 请求
简单来讲就是客户端发起一次普通的 RPC 请求，服务端通过流式响应多次发送数据集，客户端 Recv 接收数据集。大致如图：
pb 定义
syntax = "proto3";package ecommerce;
option go_package = "ecommerce/";
import "google/protobuf/wrappers.proto";
message Order {
string id = 1;
repeated string items = 2;
string description = 3;
float price = 4;
string destination = 5;
}
service OrderManagement {
rpc searchOrders(google.protobuf.StringValue) returns (stream Order);
}
server 实现
✨ 注意与Simple RPC的区别：因为我们的服务端是流式响应的，因此对于服务端来说函数入参多了一个stream OrderManagement_SearchOrdersServer参数用来写入多个响应，可以把它看作是客户端的对象
✨ 可以通过调用这个流对象的Send(...)，来往客户端写入数据
✨ 通过返回nil或者error来表示全部数据写完了
func (s *server) SearchOrders(query *wrapperspb.StringValue,
stream pb.OrderManagement_SearchOrdersServer) error {
for _, order := range orders {
for _, str := range order.Items {
if strings.Contains(str, query.Value) {
err := stream.Send(&order)
if err != nil {
return fmt.Errorf("error send: %v", err)
}
}
}
} return nil
}
client 实现
✨ 注意与Simple RPC的区别：因为我们的服务端是流式响应的，因此 RPC 函数返回值stream是一个流，可以把它看作是服务端的对象
✨ 使用stream的Recv函数来不断从服务端接收数据
✨ 当Recv返回io.EOF代表流已经结束
c := pb.NewOrderManagementClient(conn)
ctx, cancelFn := context.WithCancel(context.Background())
defer cancelFn()stream, err := c.SearchOrders(ctx, &wrapperspb.StringValue{Value: "Google"})
if err != nil{
panic(err)
}
for{
order, err := stream.Recv()
if err == io.EOF{
break
}
log.Println("Search Result: ", order)
}
小总结
Client-Streaming RPC 客户端流式 RPC
客户端流式 RPC，显然也是单向流，客户端通过流式发起多次 RPC 请求给服务端，服务端发起一次响应给客户端，大致如图：
服务端没有必要等到客户端发送完所有请求再响应，可以在收到部分请求之后就响应
pb 定义
syntax = "proto3";package ecommerce;
option go_package = "ecommerce/";
import "google/protobuf/wrappers.proto";
message Order {
string id = 1;
repeated string items = 2;
string description = 3;
float price = 4;
string destination = 5;
}
service OrderManagement {
rpc updateOrders(stream Order) returns (google.protobuf.StringValue);
}
server 实现
✨ 注意与Simple RPC的区别：因为我们的客户端是流式请求的，因此请求参数stream OrderManagement_UpdateOrdersServer就是流对象
✨ 可以从stream OrderManagement_UpdateOrdersServer的Recv函数读取消息
✨ 当Recv返回io.EOF代表流已经结束
✨ 使用stream OrderManagement_UpdateOrdersServer的SendAndClose函数关闭并发送响应
// 在这段程序中，我们对每一个 Recv 都进行了处理
// 当发现 io.EOF (流关闭) 后，需要将最终的响应结果发送给客户端，同时关闭正在另外一侧等待的 Recv
func (s *server) UpdateOrders(stream pb.OrderManagement_UpdateOrdersServer) error {
ordersStr := "Updated Order IDs : "
for {
order, err := stream.Recv()
if err == io.EOF {
// Finished reading the order stream.
return stream.SendAndClose(
&wrapperspb.StringValue{Value: "Orders processed " + ordersStr})
}
// Update order
orders[order.Id] = *order log.Println("Order ID ", order.Id, ": Updated")
ordersStr += order.Id + ", "
}
}
Client 实现
✨ 注意与Simple RPC的区别：因为我们的客户端是流式响应的，因此 RPC 函数返回值stream是一个流
✨ 可以通过调用这个流对象的Send(...)，来往这个对象写入数据
✨ 使用stream的CloseAndRecv函数关闭并发送响应
c := pb.NewOrderManagementClient(conn)
ctx, cancelFn := context.WithCancel(context.Background())
defer cancelFn()stream, err := c.UpdateOrders(ctx)
if err != nil {
panic(err)
}
if err := stream.Send(&pb.Order{
Id: "00",
Items: []string{"A", "B"},
Description: "A with B",
Price: 0.11,
Destination: "ABC",
}); err != nil {
panic(err)
}
if err := stream.Send(&pb.Order{
Id: "01",
Items: []string{"C", "D"},
Description: "C with D",
Price: 1.11,
Destination: "ABCDEFG",
}); err != nil {
panic(err)
}
res, err := stream.CloseAndRecv()
if err != nil {
panic(err)
}
log.Printf("Update Orders Res : %s", res)
小总结
Bidirectional-Streaming RPC 双向流式 RPC
双向流式 RPC，顾名思义是双向流。由客户端以流式的方式发起请求，服务端同样以流式的方式响应请求
首个请求一定是 Client 发起，但具体交互方式（谁先谁后、一次发多少、响应多少、什么时候关闭）根据程序编写的方式来确定（可以结合协程）
假设该双向流是按顺序发送的话，大致如图：
pb 定义
syntax = "proto3";package ecommerce;
option go_package = "ecommerce/";
import "google/protobuf/wrappers.proto";
message Order {
string id = 1;
repeated string items = 2;
string description = 3;
float price = 4;
string destination = 5;
}
message CombinedShipment {
string id = 1;
string status = 2;
repeated Order orderList = 3;
}
service OrderManagement {
rpc processOrders(stream google.protobuf.StringValue)
returns (stream CombinedShipment);
}
server 实现
✨ 函数入参OrderManagement_ProcessOrdersServer是用来写入多个响应和读取多个消息的对象引用
✨ 可以通过调用这个流对象的Send(...)，来往这个对象写入响应
✨ 可以通过调用这个流对象的Recv(...)函数读取消息，当Recv返回io.EOF代表流已经结束
✨ 通过返回nil或者error表示全部数据写完了
func (s *server) ProcessOrders(stream pb.OrderManagement_ProcessOrdersServer) error { batchMarker := 1
var combinedShipmentMap = make(map[string]pb.CombinedShipment)
for {
orderId, err := stream.Recv()
log.Printf("Reading Proc order : %s", orderId)
if err == io.EOF {
log.Printf("EOF : %s", orderId)
for _, shipment := range combinedShipmentMap {
if err := stream.Send(&shipment); err != nil {
return err
}
}
return nil
}
if err != nil {
log.Println(err)
return err
}
destination := orders[orderId.GetValue()].Destination
shipment, found := combinedShipmentMap[destination]
if found {
ord := orders[orderId.GetValue()]
shipment.OrderList = append(shipment.OrderList, &ord)
combinedShipmentMap[destination] = shipment
} else {
comShip := pb.CombinedShipment{Id: "cmb - " + (orders[orderId.GetValue()].Destination), Status: "Processed!"}
ord := orders[orderId.GetValue()]
comShip.OrderList = append(shipment.OrderList, &ord)
combinedShipmentMap[destination] = comShip
log.Print(len(comShip.OrderList), comShip.GetId())
}
if batchMarker == orderBatchSize {
for _, comb := range combinedShipmentMap {
log.Printf("Shipping : %v -> %v", comb.Id, len(comb.OrderList))
if err := stream.Send(&comb); err != nil {
return err
}
}
batchMarker = 0
combinedShipmentMap = make(map[string]pb.CombinedShipment)
} else {
batchMarker++
}
}
}
Client 实现
✨ 函数返回值OrderManagement_ProcessOrdersClient是用来获取多个响应和写入多个消息的对象引用
✨ 可以通过调用这个流对象的Send(...)，来往这个对象写入响应
✨ 可以通过调用这个流对象的Recv(...)函数读取消息，当Recv返回io.EOF代表流已经结束
c := pb.NewOrderManagementClient(conn)
ctx, cancelFn := context.WithCancel(context.Background())
defer cancelFn()stream, err := c.ProcessOrders(ctx)
if err != nil {
panic(err)
}
go func() {
if err := stream.Send(&wrapperspb.StringValue{Value: "101"}); err != nil {
panic(err)
}
if err := stream.Send(&wrapperspb.StringValue{Value: "102"}); err != nil {
panic(err)
}
if err := stream.CloseSend(); err != nil {
panic(err)
}
}()
for {
combinedShipment, err := stream.Recv()
if err == io.EOF {
break
}
log.Println("Combined shipment : ", combinedShipment.OrderList)
}
小总结
双向流相对还是比较复杂的，大部分场景都是使用事件机制进行异步交互，需要精心的设计
示例代码
https://github.com/liangwt/grpc-example
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