Go 教程
gRPC 基础: Go
本教程提供了 Go 程序员如何使用 gRPC 的指南。
通过学习教程中例子,你可以学会如何:
- 在一个 .proto 文件内定义服务。
- 用 protocol buffer 编译器生成服务器和客户端代码。
- 使用 gRPC 的 Go API 为你的服务实现一个简单的客户端和服务器。
假设你已经阅读了概览 并且熟悉protocol buffers。 注意,教程中的例子使用的是 protocol buffers 语言的 proto3 版本,它目前只是 alpha 版:可以在 proto3 语言指南和 protocol buffers 的 Github 仓库的版本注释发现更多关于新版本的内容。
这算不上是一个在 Go 中使用 gRPC 的综合指南:以后会有更多的参考文档.
为什么使用 gRPC?
我们的例子是一个简单的路由映射的应用,它允许客户端获取路由特性的信息,生成路由的总结,以及交互路由信息,如服务器和其他客户端的流量更新。
有了 gRPC, 我们可以一次性的在一个 .proto 文件中定义服务并使用任何支持它的语言去实现客户端和服务器,反过来,它们可以在各种环境中,从Google的服务器到你自己的平板电脑—— gRPC 帮你解决了不同语言及环境间通信的复杂性.使用 protocol buffers 还能获得其他好处,包括高效的序列号,简单的 IDL 以及容易进行接口更新。
例子的代码和设置
教程的代码在这里 grpc/grpc-go/examples/cpp/route_guide。 要下载例子,通过运行下面的命令去克隆grpc-go
代码库:
$ go get google.golang.org/grpc
然后改变当前的目录到 grpc-go/examples/route_guide
:
$ cd $GOPATH/src/google.golang.org/grpc/examples/route_guide
你还需要安装生成服务器和客户端的接口代码相关工具-如果你还没有安装的话,请查看下面的设置指南 Go快速开始指南。
定义服务
我们的第一步(可以从概览中得知)是使用 protocol buffers去定义 gRPC service 和方法 request 以及 response 的类型。你可以在examples/protos/route_guide.proto
看到完整的 .proto 文件。
要定义一个服务,你必须在你的 .proto 文件中指定 service
:
service RouteGuide {
...
}
然后在你的服务中定义 rpc
方法,指定请求的和响应类型。gRPC 允许你定义4种类型的 service 方法,这些都在 RouteGuide
服务中使用:
- 一个 简单 RPC , 客户端使用存根发送请求到服务器并等待响应返回,就像平常的函数调用一样。
// Obtains the feature at a given position.
rpc GetFeature(Point) returns (Feature) {}
- 一个 服务器端流式 RPC , 客户端发送请求到服务器,拿到一个流去读取返回的消息序列。 客户端读取返回的流,直到里面没有任何消息。从例子中可以看出,通过在 响应 类型前插入
stream
关键字,可以指定一个服务器端的流方法。
// Obtains the Features available within the given Rectangle. Results are
// streamed rather than returned at once (e.g. in a response message with a
// repeated field), as the rectangle may cover a large area and contain a
// huge number of features.
rpc ListFeatures(Rectangle) returns (stream Feature) {}
- 一个 客户端流式 RPC , 客户端写入一个消息序列并将其发送到服务器,同样也是使用流。一旦客户端完成写入消息,它等待服务器完成读取返回它的响应。通过在 请求 类型前指定
stream
关键字来指定一个客户端的流方法。
// Accepts a stream of Points on a route being traversed, returning a
// RouteSummary when traversal is completed.
rpc RecordRoute(stream Point) returns (RouteSummary) {}
- 一个 双向流式 RPC 是双方使用读写流去发送一个消息序列。两个流独立操作,因此客户端和服务器可以以任意喜欢的顺序读写:比如, 服务器可以在写入响应前等待接收所有的客户端消息,或者可以交替的读取和写入消息,或者其他读写的组合。 每个流中的消息顺序被预留。你可以通过在请求和响应前加
stream
关键字去制定方法的类型。
// Accepts a stream of RouteNotes sent while a route is being traversed,
// while receiving other RouteNotes (e.g. from other users).
rpc RouteChat(stream RouteNote) returns (stream RouteNote) {}
我们的 .proto 文件也包含了所有请求的 protocol buffer 消息类型定义以及在服务方法中使用的响 应类型——比如,下面的Point
消息类型:
// Points are represented as latitude-longitude pairs in the E7 representation
// (degrees multiplied by 10**7 and rounded to the nearest integer).
// Latitudes should be in the range +/- 90 degrees and longitude should be in
// the range +/- 180 degrees (inclusive).
message Point {
int32 latitude = 1;
int32 longitude = 2;
}
生成客户端和服务器端代码
接下来我们需要从 .proto 的服务定义中生成 gRPC 客户端和服务器端的接口。我们通过 protocol buffer 的编译器 protoc
以及一个特殊的 gRPC Go 插件来完成。
简单起见,我们提供一个 bash 脚本 帮你用合适的插件,输入,输出去运行 protoc
(如果你想自己去运行,确保你已经安装了 protoc,并且请遵循下面的 gRPC-Go 安装指南)来操作:
$ codegen.sh route_guide.proto
实际上运行的是:
$ protoc --go_out=plugins=grpc:. route_guide.proto
运行这个命令可以在当前目录中生成下面的文件:
route_guide.pb.go
这些包括:
- 所有用于填充,序列化和获取我们请求和响应消息类型的 protocol buffer 代码
- 一个为客户端调用定义在
RouteGuide
服务的方法的接口类型(或者 存根 ) - 一个为服务器使用定义在
RouteGuide
服务的方法去实现的接口类型(或者 存根 )
创建服务器
首先来看看我们如何创建一个 RouteGuide
服务器。如果你只对创建 gRPC 客户端感兴趣,你可以跳 过这个部分,直接到创建客户端 (当然你也可能发现它也很有意思)。
让 RouteGuide
服务工作有两个部分:
- 实现我们服务定义的生成的服务接口:做我们的服务的实际的“工作”。
- 运行一个 gRPC 服务器,监听来自客户端的请求并返回服务的响应。
你可以从grpc-go/examples/route_guide/server/server.go看到我们的 RouteGuide
服务器的实现代码。现在让我们近距离研究它是如何工作的。
实现RouteGuide
我们可以看出,服务器有一个实现了生成的 RouteGuideServer
接口的 routeGuideServer
结构类型:
type routeGuideServer struct {
...
}
...
func (s *routeGuideServer) GetFeature(ctx context.Context, point *pb.Point) (*pb.Feature, error) {
...
}
...
func (s *routeGuideServer) ListFeatures(rect *pb.Rectangle, stream pb.RouteGuide_ListFeaturesServer) error {
...
}
...
func (s *routeGuideServer) RecordRoute(stream pb.RouteGuide_RecordRouteServer) error {
...
}
...
func (s *routeGuideServer) RouteChat(stream pb.RouteGuide_RouteChatServer) error {
...
}
...
简单 RPC
routeGuideServer
实现了我们所有的服务方法。首先让我们看看最简单的类型 GetFeature
,它从客户端拿到一个 Point
对象,然后从返回包含从数据库拿到的feature信息的 Feature
.
func (s *routeGuideServer) GetFeature(ctx context.Context, point *pb.Point) (*pb.Feature, error) {
for _, feature := range s.savedFeatures {
if proto.Equal(feature.Location, point) {
return feature, nil
}
}
// No feature was found, return an unnamed feature
return &pb.Feature{"", point}, nil
}
该方法传入了 RPC 的上下文对象,以及客户端的 Point
protocol buffer请求。它返回了一个包含响应信息和error
的 Feature
protocol buffer对象。在方法中我们用适当的信息填充 Feature
,然后将其和一个nil
错误一起返回,告诉 gRPC 我们完成了对 RPC 的处理,并且 Feature
可以返回给客户端。
服务器端流式 RPC
现在让我们来看看我们的一种流式 RPC。 ListFeatures
是一个服务器端的流式 RPC,所以我们需要将多个 Feature
发回给客户端。
func (s *routeGuideServer) ListFeatures(rect *pb.Rectangle, stream pb.RouteGuide_ListFeaturesServer) error {
for _, feature := range s.savedFeatures {
if inRange(feature.Location, rect) {
if err := stream.Send(feature); err != nil {
return err
}
}
}
return nil
}
如你所见,这里的请求对象是一个 Rectangle
,客户端期望从中找到 Feature
,这次我们得到了一个请求对象和一个特殊的RouteGuide_ListFeaturesServer
来写入我们的响应,而不是得到方法参数中的简单请求和响应对象。
在这个方法中,我们填充了尽可能多的 Feature
对象去返回,用它们的 Send()
方法把它们写入 RouteGuide_ListFeaturesServer
。最后,在我们的简单 RPC中,我们返回了一个 nil
错误告诉 gRPC 响应的写入已经完成。如果在调用过程中发生任何错误,我们会返回一个非 nil
的错误;gRPC 层会将其转化为合适的 RPC 状态通过线路发送。
客户端流式 RPC
现在让我们看看稍微复杂点的东西:客户端流方法 RecordRoute
,我们通过它可以从客户端拿到一个 Point
的流,其中包括它们路径的信息。如你所见,这次这个方法没有请求参数。相反的,它拿到了一个 RouteGuide_RecordRouteServer
流,服务器可以用它来同时读 和 写消息——它可以用自己的 Recv()
方法接收客户端消息并且用 SendAndClose()
方法返回它的单个响应。
func (s *routeGuideServer) RecordRoute(stream pb.RouteGuide_RecordRouteServer) error {
var pointCount, featureCount, distance int32
var lastPoint *pb.Point
startTime := time.Now()
for {
point, err := stream.Recv()
if err == io.EOF {
endTime := time.Now()
return stream.SendAndClose(&pb.RouteSummary{
PointCount: pointCount,
FeatureCount: featureCount,
Distance: distance,
ElapsedTime: int32(endTime.Sub(startTime).Seconds()),
})
}
if err != nil {
return err
}
pointCount++
for _, feature := range s.savedFeatures {
if proto.Equal(feature.Location, point) {
featureCount++
}
}
if lastPoint != nil {
distance += calcDistance(lastPoint, point)
}
lastPoint = point
}
}
在方法体中,我们使用 RouteGuide_RecordRouteServer
的 Recv()
方法去反复读取客户端的请求到一个请求对象(在这个场景下是 Point
),直到没有更多的消息:服务器需要在每次调用后检查 Read()
返回的错误。如果返回值为 nil
,流依然完好,可以继续读取;如果返回值为 io.EOF
,消息流结束,服务器可以返回它的 RouteSummary
。如果它还有其它值,我们原样返回错误,gRPC 层会把它转换为 RPC 状态。
双向流式 RPC
最后,让我们看看双向流式 RPC RouteChat()
。
func (s *routeGuideServer) RouteChat(stream pb.RouteGuide_RouteChatServer) error {
for {
in, err := stream.Recv()
if err == io.EOF {
return nil
}
if err != nil {
return err
}
key := serialize(in.Location)
... // look for notes to be sent to client
for _, note := range s.routeNotes[key] {
if err := stream.Send(note); err != nil {
return err
}
}
}
}
这次我们得到了一个 RouteGuide_RouteChatServer
流,和我们的客户端流的例子一样,它可以用来读写消息。但是,这次当客户端还在往 它们 的消息流中写入消息时,我们通过方法的流返回值。
这里读写的语法和客户端流方法相似,除了服务器会使用流的 Send()
方法而不是 SendAndClose()
,因为它需要写多个响应。虽然客户端和服务器端总是会拿到对方写入时顺序的消息,它们可以以任意顺序读写——流的操作是完全独立的。
启动服务器
一旦我们实现了所有的方法,我们还需要启动一个gRPC服务器,这样客户端才可以使用服务。下面这段代码展示了在我们RouteGuide
服务中实现的过程:
flag.Parse()
lis, err := net.Listen("tcp", fmt.Sprintf(":%d", *port))
if err != nil {
log.Fatalf("failed to listen: %v", err)
}
grpcServer := grpc.NewServer()
pb.RegisterRouteGuideServer(grpcServer, &routeGuideServer{})
... // determine whether to use TLS
grpcServer.Serve(lis)
为了构建和启动服务器,我们需要:
- 使用
lis, err := net.Listen("tcp", fmt.Sprintf(":%d", *port))
指定我们期望客户端请求的监听端口。 - 使用
grpc.NewServer()
创建 gRPC 服务器的一个实例。 - 在 gRPC 服务器注册我们的服务实现。
- 用服务器
Serve()
方法以及我们的端口信息区实现阻塞等待,直到进程被杀死或者Stop()
被调用。
创建客户端
在这部分,我们将尝试为 RouteGuide
服务创建一个 Go 的客户端。你可以从grpc-go/examples/route_guide/client/client.go看到我们完整的客户端例子代码.
创建存根
为了调用服务方法,我们首先创建一个 gRPC channel 和服务器交互。我们通过给 grpc.Dial()
传入服务器地址和端口号做到这点,如下:
conn, err := grpc.Dial(*serverAddr)
if err != nil {
...
}
defer conn.Close()
你可以使用 DialOptions
在 grpc.Dial
中设置授权认证(如, TLS,GCE认证,JWT认证),如果服务有这样的要求的话 —— 但是对于 RouteGuide
服务,我们不用这么做。
一旦 gRPC channel 建立起来,我们需要一个客户端 存根 去执行 RPC。我们通过 .proto 生成的 pb
包提供的 NewRouteGuideClient
方法来完成。
client := pb.NewRouteGuideClient(conn)
调用服务方法
现在让我们看看如何调用服务方法。注意,在 gRPC-Go 中,RPC以阻塞/同步模式操作,这意味着 RPC 调用等待服务器响应,同时要么返回响应,要么返回错误。
简单 RPC
调用简单 RPC GetFeature
几乎是和调用一个本地方法一样直观。
feature, err := client.GetFeature(context.Background(), &pb.Point{409146138, -746188906})
if err != nil {
...
}
如你所见,我们调用了前面创建的存根上的方法。在我们的方法参数中,我们创建并且填充了一个请求的 protocol buffer 对象(例子中为 Point
)。我们同时传入了一个 context.Context
,在有需要时可以让我们改变 RPC 的行为,比如超时/取消一个正在运行的 RPC。 如果调用没有返回错误,那么我们就可以从服务器返回的第一个返回值中读到响应信息。
log.Println(feature)
服务器端流式 RPC
ListFeatures
就是我们说的服务器端流方法,它会返回地理的Feature
流。 如果你已经读过创建服务器,本节的一些内容也许看上去会很熟悉——流式 RPC 是在客户端和服务器两端以一种类似的方式实现的。
rect := &pb.Rectangle{ ... } // initialize a pb.Rectangle
stream, err := client.ListFeatures(context.Background(), rect)
if err != nil {
...
}
for {
feature, err := stream.Recv()
if err == io.EOF {
break
}
if err != nil {
log.Fatalf("%v.ListFeatures(_) = _, %v", client, err)
}
log.Println(feature)
}
在简单 RPC 的例子中,我们给方法传入一个上下文和请求。然而,我们得到返回的是一个 RouteGuide_ListFeaturesClient
实例,而不是一个应答对象。客户端可以使用 RouteGuide_ListFeaturesClient
流去读取服务器的响应。
我们使用 RouteGuide_ListFeaturesClient
的 Recv()
方法去反复读取服务器的响应到一个响应 protocol buffer 对象(在这个场景下是Feature
)直到消息读取完毕:每次调用完成时,客户端都要检查从 Recv()
返回的错误 err
。如果返回为 nil
,流依然完好并且可以继续读取;如果返回为 io.EOF
,则说明消息流已经结束;否则就一定是一个通过 err
传过来的 RPC 错误。
客户端流式 RPC
除了我们需要给方法传入一个上下文而后返回 RouteGuide_RecordRouteClient
流以外,客户端流方法 RecordRoute
和服务器端方法类似,它可以用来读 和 写消息。
// Create a random number of random points
r := rand.New(rand.NewSource(time.Now().UnixNano()))
pointCount := int(r.Int31n(100)) + 2 // Traverse at least two points
var points []*pb.Point
for i := 0; i < pointCount; i++ {
points = append(points, randomPoint(r))
}
log.Printf("Traversing %d points.", len(points))
stream, err := client.RecordRoute(context.Background())
if err != nil {
log.Fatalf("%v.RecordRoute(_) = _, %v", client, err)
}
for _, point := range points {
if err := stream.Send(point); err != nil {
log.Fatalf("%v.Send(%v) = %v", stream, point, err)
}
}
reply, err := stream.CloseAndRecv()
if err != nil {
log.Fatalf("%v.CloseAndRecv() got error %v, want %v", stream, err, nil)
}
log.Printf("Route summary: %v", reply)
RouteGuide_RecordRouteClient
有一个 Send()
方法,我们可以用它来给服务器发送请求。一旦我们完成使用 Send()
方法将客户端请求写入流,就需要调用流的 CloseAndRecv()
方法,让 gRPC 知道我们已经完成了写入同时期待返回应答。我们从 CloseAndRecv()
返回的 err
中获得 RPC 的状态。如果状态为nil
,那么CloseAndRecv()
的第一个返回值将会是合法的服务器应答。
双向流式 RPC
最后,让我们看看双向流式 RPC RouteChat()
。 和 RecordRoute
的场景类似,我们只给函数传 入一个上下文对象,拿到可以用来读写的流。但是,当服务器依然在往 他们 的消息流写入消息时,我们 通过方法流返回值。
stream, err := client.RouteChat(context.Background())
waitc := make(chan struct{})
go func() {
for {
in, err := stream.Recv()
if err == io.EOF {
// read done.
close(waitc)
return
}
if err != nil {
log.Fatalf("Failed to receive a note : %v", err)
}
log.Printf("Got message %s at point(%d, %d)", in.Message, in.Location.Latitude, in.Location.Longitude)
}
}()
for _, note := range notes {
if err := stream.Send(note); err != nil {
log.Fatalf("Failed to send a note: %v", err)
}
}
stream.CloseSend()
<-waitc
这里读写的语法和我们的客户端流方法很像,除了在完成调用时,我们会使用流的 CloseSend()
方法。 虽然每一端获取对方信息的顺序和信息被写入的顺序一致,客户端和服务器都可以以任意顺序读写——流的操作是完全独立的。
来试试吧!
假设你在 $GOPATH/src/google.golang.org/grpc/examples/route_guide
目录,要编译和运行服务器,只需要运行:
$ go run server/server.go
同样的,运行客户端:
$ go run client/client.go
原文链接:https://blog.csdn.net/weixin_33798152/article/details/92457701