gRPC：你住在哪裡？你吃什麼？

我第一次聽到 RPC 是在分散式系統課上，當時我正在學習電腦科學。我認為這很酷，但當時我記得並不完全理解為什麼我會使用 RPC 而不是使用 REST 標準。隨著時間的推移，我去一家公司工作，部分遺留系統使用 SOAP。我記得我當時想：「嗯，有趣！它看起來像 RPC，但透過 XML 傳遞」。多年後，我第一次聽到 gRPC，但我一直不明白它是什麼、牠吃什麼、它有什麼用。

由於我的部落格提供了大量個人文檔，我認為在這裡記錄我學到的知識會很酷，從 RPC 開始，然後轉向 gRPC。

來吧，什麼是RPC？

RPC 是遠端過程呼叫的縮寫。換句話說，您將過程/命令傳送到遠端伺服器。簡單來說，這就是RPC。其工作原理如下：

RPC 可在 UDP 和 TCP 上運作。由您決定什麼對您的用例有意義！如果您不介意可能的回應甚至丟失資料包，請使用 UDP。否則，請使用 TCP。對於那些喜歡閱讀 RFC 的人，您可以在這裡找到連結！

好的，但是 RPC 與 REST 呼叫有何不同？

兩者都是建構 API 的方法，但是，REST 架構具有非常明確的原則，必須遵循這些原則才能擁有 RESTfull 架構。 RPC甚至有原理，但它們是在客戶端和伺服器之間定義的。對於 RPC 客戶端來說，就像呼叫本地過程一樣。

還有一點很重要，對RPC來說，連線是TCP還是UDP並沒有太大關係。至於REST API，如果你想遵循RESTfull，你將無法使用UDP。

對於想了解更多資訊的人，我推薦這篇關於 RPC x REST 的優秀 AWS 指南。

以及如何用Go實作RPC伺服器？

我們有兩個主要實體，客戶端和伺服器。

從伺服器開始...

伺服器是一個WEB伺服器，常用於任何微服務。然後讓我們定義將使用的連線類型，在我們的例子中，選擇了 TCP：

func main() {
  addr, err := net.ResolveTCPAddr("tcp", "0.0.0.0:52648")
  if err != nil {
    log.Fatal(err)
  }

  conn, err := net.ListenTCP("tcp", addr)
  if err != nil {
    log.Fatal(err)
  }
  defer conn.Close()

  // ...
}

實例化我們的伺服器後，我們將需要一個處理程序，也就是要執行的過程。重要的是，我們始終需要定義 HTTP 連線中的參數來自哪些參數以及我們將回應什麼。為了簡化我們的概念證明，我們將收到一個參數結構並回應相同的結構：

type Args struct {
  Message string
}

type Handler int

func (h *Handler) Ping(args *Args, reply *Args) error {
  fmt.Println("Received message: ", args.Message)

  switch args.Message {
  case "ping", "Ping", "PING":
    reply.Message = "pong"
  default:
    reply.Message = "I don't understand"
  }

  fmt.Println("Sending message: ", reply.Message)
  return nil
}

創建了我們的處理器，現在只需讓它接受連接：

func main() {
  // ...

  h := new(Handler)
  log.Printf("Server listening at %v", conn.Addr())
  s := rpc.NewServer()
  s.Register(h)
  s.Accept(conn)
}

定義客戶...

由於客戶端和伺服器需要遵循相同的定義結構，這裡我們將重新定義客戶端發送的參數結構：

type Args struct {
  Message string
}

為了更簡單，讓我們建立一個互動式客戶端：它將讀取 STDIN 中的項目，當它收到新條目時，會將其發送到我們的伺服器。出於教育目的，我們將寫下收到的答案。

func main() {
  client, err := rpc.Dial("tcp", "localhost:52648")
  if err != nil {
    log.Fatal(err)
  }

  for {
    log.Println("Please, inform the message:")

    scanner := bufio.NewScanner(os.Stdin)
    scanner.Scan()

    args := Args{Message: scanner.Text()}
    log.Println("Sent message:", args.Message)
    reply := &Args{}
    err = client.Call("Handler.Ping", args, reply)
    if err != nil {
      log.Fatal(err)
    }

    log.Println("Received message:", reply.Message)
    log.Println("-------------------------")
  }
}

您可以看到我們需要提供伺服器運行的位址以及我們要執行的Handler（過程）。

一個重要的附錄是我們正在傳輸二進位數據，預設情況下 Go 將使用編碼/gob。如果您想使用其他標準，例如 JSON，您需要告訴您的伺服器接受新的編解碼器。

想要查看完整程式碼的人，只需訪問 PoC。

什麼是 gRPC？

gRPC 是一個使用 RPC 編寫應用程式的框架！該框架目前由 CNCF 維護，根據官方文檔，它是由 Google 創建的：

gRPC 最初由 Google 創建，十多年來，Google 一直使用名為 Stubby 的單一通用 RPC 基礎設施來連接其資料中心內部和跨資料中心運行的大量微服務。 2015 年 3 月，Google 決定建立 Stubby 的下一個版本並將其開源。結果就是 gRPC，它現在已在 Google 以外的許多組織中使用，為從微服務到計算「最後一哩路」（行動、網路和物聯網）的用例提供支援。

除了可以工作在不同作業系統、不同架構上之外，gRPC 還具有以下優點：

• Bibliotecas idiomáticas em 11 linguagens;
• Framework simples para definição do seu serviço e extremamente performático.
• Fluxo bi-direcional de dados utilizando http/2 para transporte;
• Funcionalidades extensíveis como autenticação, tracing, balanceador de carga e verificador de saúde.

E como utilizar o gRPC com Go?

Para nossa sorte, Go é uma das 11 linguagens que tem bibliotecas oficiais para o gRPC! É importante falar que esse framework usa o Protocol Buffer para serializar a mensagem. O primeiro passo então é instalar o protobuf de forma local e os plugins para Go:

brew install protobuf
go install google.golang.org/protobuf/cmd/protoc-gen-go@latest
go install google.golang.org/grpc/cmd/protoc-gen-go-grpc@latest

E adicionar os plugins ao seu PATH:

export PATH="$PATH:$(go env GOPATH)/bin"

A mágica do protobuf...

Vamos então criar nossos arquivos .proto! Nesse arquivo vamos definir nosso serviço, quais os handlers que ele possui e para cada handler, qual a requisição e qual resposta esperadas.

syntax = "proto3";

option go_package = "github.com/mfbmina/poc_grpc/proto";

package ping_pong;

service PingPong {
  rpc Ping (PingRequest) returns (PingResponse) {}
}

message PingRequest {
  string message = 1;
}

message PingResponse {
  string message = 1;
}

Com o arquivo .proto, vamos fazer a mágica do gRPC + protobuf acontecer. Os plugins instalados acima, conseguem gerar tudo o que for necessário para um servidor ou cliente gRPC com o seguinte comando:

protoc --go_out=. --go_opt=paths=source_relative --go-grpc_out=. --go-grpc_opt=paths=source_relative proto/ping_pong.proto

Esse comando vai gerar dois arquivos: ping_pong.pb.go e ping_pong_grpc.pb.go. Recomendo dar uma olhada nesses arquivos para entender melhor a estrutura do servidor e do cliente. Com isso, podemos então construir o servidor:

Construindo o servidor...

Para conseguir comparar com o RPC comum, vamos utilizar a mesma lógica: recebemos PING e respondemos PONG. Aqui definimos um servidor e um handler para a requisição e usamos as definições vindas do protobuf para a requisição e resposta. Depois, é só iniciar o servidor:

type server struct {
  pb.UnimplementedPingPongServer
}

func (s *server) Ping(_ context.Context, in *pb.PingRequest) (*pb.PingResponse, error) {
  r := &pb.PingResponse{}
  m := in.GetMessage()
  log.Println("Received message:", m)

  switch m {
  case "ping", "Ping", "PING":
    r.Message = "pong"
  default:
    r.Message = "I don't understand"
  }

  log.Println("Sending message:", r.Message)

  return r, nil
}

func main() {
  l, err := net.Listen("tcp", ":50051")
  if err != nil {
    log.Fatal(err)
  }

  s := grpc.NewServer()
  pb.RegisterPingPongServer(s, &server{})
  log.Printf("Server listening at %v", l.Addr())

  err = s.Serve(l)
  if err != nil {
    log.Fatal(err)
  }
}

E o cliente...

Para consumir o nosso servidor, precisamos de um cliente. o cliente é bem simples também. A biblioteca do gRPC já implementa basicamente tudo que precisamos, então inicializamos um client e só chamamos o método RPC que queremos usar, no caso o Ping. Tudo vem importado do código gerado via plugins do protobuf.

func main() {
    conn, err := grpc.NewClient("localhost:50051", grpc.WithTransportCredentials(insecure.NewCredentials()))
    if err != nil {
        log.Fatal(err)
    }
    defer conn.Close()
    c := pb.NewPingPongClient(conn)

    for {
        log.Println("Enter text: ")
        scanner := bufio.NewScanner(os.Stdin)
        scanner.Scan()
        msg := scanner.Text()
        log.Printf("Sending message: %s", msg)

        ctx, cancel := context.WithTimeout(context.Background(), time.Second)
        defer cancel()
        r, err := c.Ping(ctx, &pb.PingRequest{Message: msg})
        if err != nil {
            log.Fatal(err)
        }

        log.Printf("Received message: %s", r.GetMessage())
        log.Println("-------------------------")
    }
}

Quem tiver interesse para ver o código completo, pode acessar a PoC gRPC.

Considerações finais

O gRPC não é nada mais que uma abstração em cima do RPC convencional utilizando o protobuf como serializador e o protocolo http/2. Existem algumas considerações de performance ao se utilizar o http/2 e em alguns cenários, como em requisições com o corpo simples, o http/1 se mostra mais performático que o http/2. Recomendo a leitura deste benchmark e desta issue aberta no golang/go sobre o http/2. Contudo, em requisições de corpo complexo, como grande parte das que resolvemos dia a dia, gRPC se torna uma solução extremamente atraente devido ao serializador do protobuf, que é extremamente mais rápido que JSON. O Elton Minetto fez um blog post explicando melhor essas alternativas e realizando um benchmark. Um consideração também é o protobuf consegue resolver o problema de inconsistência de contratos entre servidor e cliente, contudo é necessário uma maneira fácil de distribuir os arquivos .proto.

Por fim, minha recomendação é use gRPC se sua equipe tiver a necessidade e a maturidade necessária para tal. Hoje, grande parte das aplicações web não necessitam da performance que gRPC visa propor e nem todos já trabalharam com essa tecnologia, o que pode causar uma menor velocidade e qualidade nas entregas. Como nessa postagem eu citei muitos links, decidi listar todas as referências abaixo:

• RPC
• RPC RFC
• RPC x REST
• PoC RPC
• net/rpc
• encoding/gob
• CNCF - Cloud Native Computing Foundation
• gRPC
• Protocol Buffer
• PoC gRPC
• http/1 x http/2 x gRPC
• http/2 issue
• JSON x Protobuffers X Flatbuffers

Espero que vocês tenham gostado do tema e obrigado!

以上是gRPC：你住在哪裡？你吃什麼？的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！