gRPC三种流和消息格式

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未来日记 发表于 2023/12/18 09:16:03 2023/12/18
【摘要】 消息格式 RPC流服务端实现protocol buffer定义的方法，客户端保留一个存根，提供服务端方法的抽象，客户端只需要调用存根中的方法，就可以远程调用服务端方法。调用存根方法存根创建HTTP POST请求（==gRPC中所有请求都是 POST==），设置content-type为application/grpc到达服务端，会先检查请求头是不是gRPC请求，否则返回415 ...

消息格式

RPC流

服务端实现protocol buffer定义的方法，客户端保留一个存根，提供服务端方法的抽象，客户端只需要调用存根中的方法，就可以远程调用服务端方法。

  • 调用存根方法
  • 存根创建HTTP POST请求（==gRPC中所有请求都是 POST==），设置content-type为application/grpc
  • 到达服务端，会先检查请求头是不是gRPC请求，否则返回415

长度前缀的消息分帧

在写入消息前，先写入长度消息表明每条消息的大小。

每条消息都有额外的4字节来设置大小，也就是说消息的大小不能超过4GB

帧首中还有单字节无符号整数，用来表明数据是否进行了压缩
为1表示使用 message-encoding中的编码机制进行了压缩

image.png

请求消息

客户端发送，包含3个部分：请求头信息、长度前缀的消息、流结束标记

1、对于gRPC 都是POST

2、协议：Http/Https

3、/服务名/方法名

4、目标URI的主机名

5、对不兼容代理的检测，gRPC下这个值必须为 trailers

6、超时时间

7、媒体类型

8、压缩类型

image.png

image.png

==当因为没有要发送的数据而需要关闭请求流时，必须发送一个带标记的空数据帧==

image.png

响应信息

服务端发送，包含3个部分：响应头信息、长度前缀的信息、trailers

END_STREAM 标记不会随数据帧一起发送，而是作为单独的头信息来发送，名为 trailer

image.png

image.png

三种流

一元RPC

通信时始终只有一个请求和一个响应
image.png

protocol buffer

syntax = "proto3";
package hello;
// 第一个分割参数，输出路径；第二个设置生成类的包路径

option go_package = "./proto/hello";



// 设置服务名称
service Greeter {
  // 设置方法
  rpc SayHello (HelloRequest) returns (HelloReply) {}
}

// 请求信息用户名.
message HelloRequest {
  string name = 1;
}

// 响应信息
message HelloReply {
  string message = 1;
}

服务端

package main

import (
	"context"
	"flag"
	"fmt"
	"log"
	"net"

	"google.golang.org/grpc"
	pb "mygrpc/proto/hello"
)

var (
	port = flag.Int("port", 50051, "The server port")
)

type server struct {
	pb.UnimplementedGreeterServer
}

func (s *server) SayHello(ctx context.Context, in *pb.HelloRequest) (*pb.HelloReply, error) {
	log.Printf("Received: %v", in.GetName())
	return &pb.HelloReply{Message: "Hello " + in.GetName()}, nil
}

func main() {
	flag.Parse()
	lis, err := net.Listen("tcp", fmt.Sprintf(":%d", *port))
	if err != nil {
		log.Fatalf("failed to listen: %v", err)
	}
	// 开启rpc
	s := grpc.NewServer()
	// 注册服务
	pb.RegisterGreeterServer(s, &server{})
	log.Printf("server listening at %v", lis.Addr())
	if err := s.Serve(lis); err != nil {
		log.Fatalf("failed to serve: %v", err)
	}
}

客户端

package main

import (
	"context"
	"flag"
	"log"
	"time"

	"google.golang.org/grpc"
	"google.golang.org/grpc/credentials/insecure"
	pb "mygrpc/proto/hello" // 引入编译生成的包
)

const (
	defaultName = "world"
)

var (
	addr = flag.String("addr", "localhost:50051", "the address to connect to")
	name = flag.String("name", defaultName, "Name to greet")
)

func main() {
	flag.Parse()
	// 与服务建立连接.
	conn, err := grpc.Dial(*addr, grpc.WithTransportCredentials(insecure.NewCredentials()))
	if err != nil {
		log.Fatalf("did not connect: %v", err)
	}
	defer conn.Close()
	// 创建指定服务的客户端
	c := pb.NewGreeterClient(conn)

	// 连接服务器并打印出其响应。
	ctx, cancel := context.WithTimeout(context.Background(), time.Second)
	defer cancel()
	// 调用指定方法
	r, err := c.SayHello(ctx, &pb.HelloRequest{Name: *name})
	if err != nil {
		log.Fatalf("could not greet: %v", err)
	}
	log.Printf("Greeting: %s", r.GetMessage())
}

服务流RPC

通信时可以是一个请求，服务端多次响应，比如查询业务，服务端模糊匹配找到一次就返回客户端一次响应这样的多次响应。
image.png

在protobuf中的 service添加以下代码

rpc searchOrders(google.protobuf.StringValue) returns (stream Order);

服务端代码

package main

import (
	"context"
	"flag"
	"fmt"
	"google.golang.org/grpc"
	"io"
	"log"
	pb "mygrpc/proto/hello"
	"net"
)

var (
	port = flag.Int("port", 50051, "The service port")
)

type server struct {
	pb.UnimplementedGreeterServer
}

func (s *server) SayHello(ctx context.Context, in *pb.HelloRequest) (*pb.HelloReply, error) {
	log.Printf("Received: %v", in.GetName())
	return &pb.HelloReply{Message: "Hello " + in.GetName()}, nil
}
func (s *server) SearchOrders(req *pb.HelloRequest, stream pb.Greeter_SearchOrdersServer) error {
	log.Printf("Recved %v", req.GetName())
	// 具体返回多少个response根据业务逻辑调整
	for i := 0; i < 10; i++ {
		// 通过 send 方法不断推送数据
		err := stream.Send(&pb.HelloReply{})
		if err != nil {
			log.Fatalf("Send error:%v", err)
			return err
		}
	}
	return nil
}
func (s *server) UpdateOrders(stream pb.Greeter_UpdateOrdersServer) error {

	for {
		log.Println("开始接受客户端的流")
		// Recv 对客户端发来的请求接收
		order, err := stream.Recv()
		if err == io.EOF {
			// 流结束，关闭并发送响应给客户端
			return stream.Send(&pb.HelloReply{Message: "接受客户流结束"})
		}
		if err != nil {
			return err
		}
		// 更新数据
		log.Printf("Order ID : %s - %s", order.GetName(), "Updated")
	}
}
func main() {
	flag.Parse()
	lis, err := net.Listen("tcp", fmt.Sprintf(":%d", *port))
	if err != nil {
		log.Fatalf("failed to listen: %v", err)
	}
	// 开启rpc
	s := grpc.NewServer()
	// 注册服务
	pb.RegisterGreeterServer(s, &server{})
	log.Printf("service listening at %v", lis.Addr())
	if err := s.Serve(lis); err != nil {
		log.Fatalf("failed to serve: %v", err)
	}
}

客户端代码

package main

import (
	"context"
	"flag"
	"io"
	"log"
	"time"

	"google.golang.org/grpc"
	"google.golang.org/grpc/credentials/insecure"
	pb "mygrpc/proto/hello" // 引入编译生成的包
)

const (
	defaultName = "world"
)

var (
	addr = flag.String("addr", "localhost:50051", "the address to connect to")
	name = flag.String("name", defaultName, "Name to greet")
)

func main() {
	flag.Parse()
	// 与服务建立连接.
	conn, err := grpc.Dial(*addr, grpc.WithTransportCredentials(insecure.NewCredentials()))
	if err != nil {
		log.Fatalf("did not connect: %v", err)
	}
	defer func(conn *grpc.ClientConn) {
		err := conn.Close()
		if err != nil {

		}
	}(conn)
	// 创建指定服务的客户端
	c := pb.NewGreeterClient(conn)

	// 连接服务器并打印出其响应。
	ctx, cancel := context.WithTimeout(context.Background(), time.Second)
	defer cancel()
	// 调用指定方法
	searchStream, _ := c.SearchOrders(ctx, &pb.HelloRequest{Name: "开始服务端rpc流测试"})
	for {
		// 客户端 Recv 方法接收服务端发送的流
		searchOrder, err := searchStream.Recv()
		if err == io.EOF {
			log.Print("EOF")
			break
		}
		if err == nil {
			log.Print("Search Result : ", searchOrder)
		}
	}
	r, err := c.SayHello(ctx, &pb.HelloRequest{Name: *name})
	if err != nil {
		log.Fatalf("could not greet: %v", err)
	}
	log.Printf("Greeting: %s", r.GetMessage())
}

客户流RPC

客户端多个请求发给服务端，服务端发送一个响应给客户端，比如更新业务，客户端的读个请求发过来，服务端更新完返回一个成功的结果
image.png

在protobuf中的 service添加以下代码

rpc updateOrders(stream HelloRequest) returns (stream HelloReply);

服务端代码

func (s *server) UpdateOrders(stream pb.OrderManagement_UpdateOrdersServer) error {
  
	ordersStr := "Updated Order IDs : "
	for {
    // Recv 对客户端发来的请求接收
		order, err := stream.Recv()
		if err == io.EOF {
			// 流结束，关闭并发送响应给客户端
			return stream.SendAndClose(&wrapper.StringValue{Value: "Orders processed " + ordersStr})
		}
		if err != nil {
			return err
		}
		// 更新数据
		orderMap[order.Id] = *order
		log.Printf("Order ID : %s - %s", order.Id, "Updated")
		ordersStr += order.Id + ", "
	}
}

客户端代码

package main

import (
	"context"
	"flag"
	"log"
	"time"

	"google.golang.org/grpc"
	"google.golang.org/grpc/credentials/insecure"
	pb "mygrpc/proto/hello" // 引入编译生成的包
)

const (
	defaultName = "world"
)

var (
	addr = flag.String("addr", "localhost:50051", "the address to connect to")
	name = flag.String("name", defaultName, "Name to greet")
)

func main() {
	flag.Parse()
	// 与服务建立连接.
	conn, err := grpc.Dial(*addr, grpc.WithTransportCredentials(insecure.NewCredentials()))
	if err != nil {
		log.Fatalf("did not connect: %v", err)
	}
	defer func(conn *grpc.ClientConn) {
		err := conn.Close()
		if err != nil {

		}
	}(conn)
	// 创建指定服务的客户端
	c := pb.NewGreeterClient(conn)

	// 连接服务器并打印出其响应。
	ctx, cancel := context.WithTimeout(context.Background(), time.Second)
	defer cancel()
	// 调用指定方法
	updateStream, err := c.UpdateOrders(ctx)
	if err != nil {
		log.Fatalf("%v.UpdateOrders(_) = _, %v", c, err)
	}
	// Updating order 1
	if err := updateStream.Send(&pb.HelloRequest{Name: "1"}); err != nil {
		log.Fatalf("%v.Send(%v) = %v", updateStream, &pb.HelloRequest{Name: "1"}, err)
	}
	// Updating order 2
	if err := updateStream.Send(&pb.HelloRequest{Name: "2"}); err != nil {
		log.Fatalf("%v.Send(%v) = %v", updateStream, &pb.HelloRequest{Name: "2"}, err)
	}
	// 发送关闭信号并接收服务端响应
	err = updateStream.CloseSend()
	if err != nil {
		log.Fatalf("%v.CloseAndRecv() got error %v, want %v", updateStream, err, nil)
	}
	log.Printf("客户端流传输结束")
}

双工流RPC

对应的业务就比如实时的消息流
image.png

protobuf

  // 设置双工rpc
  rpc processOrders(stream HelloRequest) returns (stream HelloReply);

服务端

package main

import (
	"flag"
	"fmt"
	"google.golang.org/grpc"
	"io"
	"log"
	pb "mygrpc/proto/hello"
	"net"
	"sync"
)

var (
	port = flag.Int("port", 50051, "The service port")
)

type server struct {
	pb.UnimplementedGreeterServer
}

func (s *server) ProcessOrders(stream pb.Greeter_ProcessOrdersServer) error {
	var (
		waitGroup sync.WaitGroup // 一组 goroutine 的结束
		// 设置通道
		msgCh = make(chan *pb.HelloReply)
	)
	// 计数器加1
	waitGroup.Add(1)
	// 消费队列中的内容
	go func() {
		// 计数器减一
		defer waitGroup.Done()
		for {
			v := <-msgCh
			fmt.Println(v)
			err := stream.Send(v)
			if err != nil {
				fmt.Println("Send error:", err)
				break
			}
		}
	}()
	waitGroup.Add(1)
	// 向队列中添加内容
	go func() {
		defer waitGroup.Done()
		for {
			req, err := stream.Recv()
			if err == io.EOF {
				break
			}
			if err != nil {
				log.Fatalf("recv error:%v", err)
			}
			fmt.Printf("Recved :%v \n", req.GetName())
			msgCh <- &pb.HelloReply{Message: "服务端传输数据"}
		}
		close(msgCh)
	}()
	// 等待 计数器问0 推出
	waitGroup.Wait()

	// 返回nil表示已经完成响应
	return nil
}
func main() {
	flag.Parse()
	lis, err := net.Listen("tcp", fmt.Sprintf(":%d", *port))
	if err != nil {
		log.Fatalf("failed to listen: %v", err)
	}
	// 开启rpc
	s := grpc.NewServer()
	// 注册服务
	pb.RegisterGreeterServer(s, &server{})
	log.Printf("service listening at %v", lis.Addr())
	if err := s.Serve(lis); err != nil {
		log.Fatalf("failed to serve: %v", err)
	}
}

客户端

package main

import (
	"context"
	"flag"
	"fmt"
	"io"
	"log"
	"sync"
	"time"

	"google.golang.org/grpc"
	"google.golang.org/grpc/credentials/insecure"
	pb "mygrpc/proto/hello" // 引入编译生成的包
)

const (
	defaultName = "world"
)

var (
	addr = flag.String("addr", "localhost:50051", "the address to connect to")
	name = flag.String("name", defaultName, "Name to greet")
)

func main() {
	flag.Parse()
	// 与服务建立连接.
	conn, err := grpc.Dial(*addr, grpc.WithTransportCredentials(insecure.NewCredentials()))
	if err != nil {
		log.Fatalf("did not connect: %v", err)
	}
	defer func(conn *grpc.ClientConn) {
		err := conn.Close()
		if err != nil {
		}
	}(conn)
	// 创建指定服务的客户端
	c := pb.NewGreeterClient(conn)

	// 连接服务器并打印出其响应。
	ctx, cancel := context.WithTimeout(context.Background(), time.Second)
	defer cancel()
	// 设置
	var wg sync.WaitGroup
	// 调用指定方法
	stream, _ := c.ProcessOrders(ctx)
	if err != nil {
		panic(err)
	}
	// 3.开两个goroutine 分别用于Recv()和Send()
	wg.Add(1)
	go func() {
		defer wg.Done()
		for {
			req, err := stream.Recv()
			if err == io.EOF {
				fmt.Println("Server Closed")
				break
			}
			if err != nil {
				continue
			}
			fmt.Printf("Recv Data:%v \n", req.GetMessage())
		}
	}()

	wg.Add(1)
	go func() {
		defer wg.Done()

		for i := 0; i < 2; i++ {
			err := stream.Send(&pb.HelloRequest{Name: "hello world"})
			if err != nil {
				log.Printf("send error:%v\n", err)
			}
		}
		// 4. 发送完毕关闭stream
		err := stream.CloseSend()
		if err != nil {
			log.Printf("Send error:%v\n", err)
			return
		}
	}()
	wg.Wait()
	log.Printf("服务端流传输结束")
}

代码仓库

https://github.com/onenewcode/mygrpc.git

也可以直接下载绑定的资源。

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