【摘要】 Rpc基本概念RPC（Remote Procedure Call）遠程過程調用，是一種通過網絡從遠程計算機程序上請求服務，而不需要了解底層網絡技術的協議，簡單的理解是一個節點請求另一個節點提供的服務。RPC只是一套協議，基于這套協議規范來實現的框架都可以稱為 RPC 框架，比較典型的有 有阿里巴巴的 Dubbo、Google 的 gRPC、Facebook 的 Thrift 和 Twitt...

Rpc基本概念

RPC（Remote Procedure Call）遠程過程調用，是一種通過網絡從遠程計算機程序上請求服務，而不需要了解底層網絡技術的協議，簡單的理解是一個節點請求另一個節點提供的服務。RPC只是一套協議，基于這套協議規范來實現的框架都可以稱為 RPC 框架，比較典型的有 有阿里巴巴的 Dubbo、Google 的 gRPC、Facebook 的 Thrift 和 Twitter 的 Finagle 等。

RPC 機制和實現過程

RPC 是遠程過程調用的方式之一，涉及調用方和被調用方兩個進程的交互。因為 RPC 提供類似于本地方法調用的形式，所以對于調用方來說，調用 RPC 方法和調用本地方法并沒有明顯區別。

RPC的機制的誕生和基礎概念

1984 年，Birrell 和 Nelson 在 ACM Transactions on Computer Systems 期刊上發表了名為“Implementing remote procedure calls”的論文，該文對 RPC 的機制做了經典的詮釋：

RPC 遠程過程調用是指計算機 A 上的進程，調用另外一臺計算機 B 上的進程的方法。其中A 上面的調用進程被掛起，而 B 上面的被調用進程開始執行對應方法，并將結果返回給 A，計算機 A 接收到返回值后，調用進程繼續執行。

發起 RPC 的進程通過參數等方式將信息傳送給被調用方，然后被調用方處理結束后，再通過返回值將信息傳遞給調用方。這一過程對于開發人員來說是透明的，開發人員一般也無須知道雙方底層是如何進行消息通信和信息傳遞的，這樣可以讓業務開發人員更專注于業務開發，而非底層細節。

RPC 讓程序之間的遠程過程調用具有與本地調用類似的形式。比如說某個程序需要讀取某個文件的數據，開發人員會在代碼中執行 read 系統調用來獲取數據。

當 read 實際是本地調用時，read 函數由鏈接器從依賴庫中提取出來，接著鏈接器會將它鏈接到該程序中。雖然 read 中執行了特殊的系統調用，但它本身依然是通過將參數壓入堆棧的常規方式調用的，調用方并不知道 read 函數的具體實現和行為。

當 read 實際是一個遠程過程時（比如調用遠程文件服務器提供的方法），調用方程序中需要引入 read 的接口定義，稱為客戶端存根（client-stub）。遠程過程 read 的客戶端存根與本地方法的 read 函數類似，都執行了本地函數調用。不同的是它底層實現上不是進行操作系統調用讀取本地文件來提供數據，而是將參數打包成網絡消息，并將此網絡消息發送到遠程服務器，交由遠程服務執行對應的方法，在發送完調用請求后，客戶端存根隨即阻塞，直到收到服務器發回的響應消息為止。

下圖展示了遠程方法調用過程中的客戶端和服務端各個階段的操作。

總結下RPC執行步驟：

調用客戶端句柄，執行傳遞參數。

調用本地系統內核發送網絡消息。

消息傳遞到遠程主機，就是被調用的服務端。

服務端句柄得到消息并解析消息。

服務端執行被調用方法，并將執行完畢的結果返回給服務器句柄。

服務器句柄返回結果，并調用遠程系統內核。

消息經過網絡傳遞給客戶端。

客戶端接受數據。

安裝gRPC和Protobuf

gRPC由google開發，是一款語言中立、平臺中立、開源的遠程過程調用系統
gRPC客戶端和服務端可以在多種環境中運行和交互，例如用java寫一個服務端，可以用go語言寫客戶端調用
在gRPC中，我們可以一次性的在一個 proto文件中定義服務并使用任意的支持gRPC的語言去實現客戶端和服務端，整個過程操作變得簡單，就像調用本地函數一樣。

通過 proto生成服務端代碼，也就是服務端的骨架，提供低層通信抽象
通過 proto生成客戶端代碼，也就是客戶端的存根，隱藏了不同語言的差異，提供抽象的通信方式，就像調用本地函數一樣。

安裝

go getgithub.com/golang/protobuf/proto

go getgoogle.golang.org/grpc（無法使用，用如下命令代替）

git clonehttps://github.com/grpc/grpc-go.git$GOPATH/src/google.golang.org/grpc

git clonehttps://github.com/golang/net.git$GOPATH/src/golang.org/x/net

git clonehttps://github.com/golang/text.git$GOPATH/src/golang.org/x/text

go get -ugithub.com/golang/protobuf/{proto,protoc-gen-go}

git clonehttps://github.com/google/go-genproto.git$GOPATH/src/google.golang.org/genproto

cd $GOPATH/src/

go installgoogle.golang.org/grpc

go getgithub.com/golang/protobuf/protoc-gen-go

上面安裝好后，會在GOPATH/bin下生成protoc-gen-go.exe

但還需要一個protoc.exe，windows平臺編譯受限，很難自己手動編譯，直接去網站下載一個，地址：https://github.com/protocolbuffers/protobuf/releases/tag/v3.9.0，同樣放在GOPATH/bin下

proto 服務定義

gRPC 使用protocol buffer 來定義服務接口，protocol buffer和 XML、JSON一樣是一種結構化數據序列化的可擴展存儲結構，protocol buffer是一種語言中立，結構簡單高效，比XML更小更簡單，可以通過特殊的插件自動生成代碼來讀寫操作這個數據結構。

import "myproject/other_protos.proto";// 導入其他 proto文件
syntax = "proto3"; // 指定proto版本
package hello;     // 指定默認包名

// 指定golang包名
option go_package = "hello";

message SearchRequest 
{
  required string query = 1;// 必須賦值字段
  optional int32 page_number = 2 [default = 10];// 可選字段
  repeated int32 result_per_page = 3;// 可重復字段 
}

message SearchResponse 
{
  message Result // 嵌套定義
  {
    required string url = 1;
    optional string title = 2;
    repeated string snippets = 3;
  }
  repeated Result result = 1;
}

message SomeOtherMessage 
{
  optional SearchResponse.Result result = 1;// 使用其他消息的定義
}

service List{// 定義gRPC服務接口
rpc getList(SearchRequest) returns (SearchResponse);
}

// 插件自動生成gRPC骨架和存根
protoc --go_out=plugins=grpc: ./ *.proto

后面需要實現服務端具體的邏輯就行，然后注冊到gRPC服務器
客戶端在調用遠程方法時會使用阻塞式存根，所以gRPC主要使用同步的方式通信，在建立連接后，可以使用流的方式操作。
客戶端編排為protocol buffer的格式，服務端再解排執行，以HTTP2 傳輸

gRPC 優勢

更高效的進程通信：使用基于protocol buffer在Http2 中以二進制協議通信，而不是JSON、XML文本格式

簡單定義的服務接口、易擴展

強類型、跨語言

一元RPC、服務端流、客戶端流、雙工流

gRPC入門

簡單使用

protocol buffer

syntax = "proto3";
package hello;
// 第一個分割參數，輸出路徑；第二個設置生成類的包路徑

option go_package = "./proto/hello";
// 設置服務名稱
service Greeter {
  // 設置方法
  rpc SayHello (HelloRequest) returns (HelloReply) {}
}

// 請求信息用戶名.
message HelloRequest {
  string name = 1;
}

// 響應信息
message HelloReply {
  string message = 1;
}

服務端

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)
}
// 開啟rpc
s := grpc.NewServer()
// 注冊服務
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)
}
}

客戶端

package main

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

"google.golang.org/grpc"
"google.golang.org/grpc/credentials/insecure"
pb "mygrpc/proto/hello" // 引入編譯生成的包
)

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()
// 與服務建立連接.
conn, err := grpc.Dial(*addr, grpc.WithTransportCredentials(insecure.NewCredentials()))
if err != nil {
log.Fatalf("did not connect: %v", err)
}
defer conn.Close()
// 創建指定服務的客戶端
c := pb.NewGreeterClient(conn)

// 連接服務器并打印出其響應。
ctx, cancel := context.WithTimeout(context.Background(), time.Second)
defer cancel()
// 調用指定方法
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())
}

客戶端連接gRPC服務器以后，就可以像調用本地函數一樣操作遠程服務器。

審核編輯：黃飛