【微服务】RPC、gRPC 和 C/S 架构的基本实现（Golang）

一、RPC

1.1 what & why need?

一言以蔽之，RPC 是分布式系统的基石。

RPC(Remote Procedure Call)，中文名为远程过程调用。它最初由 Xerox 公司提出并对其定义为：
“RPC 是一种语言级别的通讯协议，它允许运行于一台计算机上的程序以某种管道作为通讯媒介，去调用另外一个地址空间”。

从类型上说，RPC 是一种通讯协议；
从功能上说，RPC 实现的功能是在一台机器上调用另一台机器的地址空间，该地址空间可能对应函数、变量等；
从实现手段上说，RPC 需要借助计算机网络中的传输层来实现管道通讯。传输层的管道通信可以理解为通过 IP 地址和端口号来确定通信管道的两端。

随着互联网的发展，“客户端—服务器—数据库” 的单体架构（Monolithic Architecture）已无法满足日益复杂的业务逻辑和日渐增多的业务访问，因此需要转向微服务架构（Microservices Architecture）。以下是 Google Cloud Platform 中对微服务的定义：

微服务架构（通常简称为微服务）是指开发应用所用的一种架构形式。通过微服务，可将大型应用分解成多个独立的组件，其中每个组件都有各自的责任领域。在处理一个用户请求时，基于微服务的应用可能会调用许多内部微服务来共同生成其响应。

根据上述定义可知，对于微服务架构中的一个请求，各个服务间需要相互调用才能最终生成对应的响应，因此服务间的调用问题就是成为一个关键问题。而 RPC 正好能解决该问题，所以会有人说 “要想搞懂微服务，先搞定RPC”。在微服务架构中加入合适的 RPC 框架，不仅能降低微服务架构的开发成本，也能提高服务间的调用效率。

二、gRPC

2.1 一个通用开源框架

gRPC 官方文档中文版：开源中国。似乎很久没有更新了，最新的英文文档请参考 docs。

gRPC 最开始由 Google 开发，是一款语言中立、平台中立、开源的远程过程调用（RPC）系统。gRPC 基于 HTTP/2 标准设计，带来诸如双向流、流控、头部压缩、单 TCP 连接上的多路复用请求等特性。这些特性使得其在移动设备上表现更好，更省电和节省空间占用。根据 grpc.io 的数据，目前该框架已支持多种语言，包括 Java、C#、Go、C++、Dart、Python、Kotlin、PHP、Ruby、Objective-C 和 Node。

2.2 配置 gRPC 环境

$GOPATH/pkg

$ go get google.golang.org/grpc

$GOPATH/bin

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

三、Golang 实现简单的 RPC 服务

3.1 编写 proto 文件并生成对应的 Go 代码

proto 文件的部分语法

servicerpcreturnsmessage

proto3servicefuncmessagestructrpcShakeReqShakeRes

syntax = "proto3";

option go_package = ".;service"; // 生成的.go文件在哪个目录的哪个包下（用;隔开 目录;包名）

service ShakeHands {
    rpc ShakeHands(ShakeReq) returns (ShakeRes) {}
}

message ShakeReq {
    string requestName = 1; // 这是在定义变量在 message 中的位置
}
message ShakeRes {
    string responseMsg = 1;
}

然后进入 proto 文件所在目录，执行 protoc 命令。

$ cd path/to/proto/file
$ protoc --go_out=. server.proto
$ protoc --go-grpc_out=. server.proto

.pb.go_grpc.pb.go

3.2 实现服务端代码

主要流程如下：

_grpc.pb.go

package main

import (
	"context"
	"fmt"
	"net"

	"google.golang.org/grpc"

	pb "gRPC/server/proto"
)

type server struct {
	pb.UnimplementedShakeHandsServer
}

func (s *server) ShakeHands(ctx context.Context, req *pb.ShakeReq) (res *pb.ShakeRes, err error) {
	return &pb.ShakeRes{ResponseMsg: "res: hello!" + req.RequestName}, nil
}

func main() {
	listen, _ := net.Listen("tcp", "127.0.0.1:9999")             // 开启tcp端口
	grpcServer := grpc.NewServer()                     // 创建grpc服务
	pb.RegisterShakeHandsServer(grpcServer, &server{}) // 在grpc服务中注册我们的服务
	err := grpcServer.Serve(listen)                    // 启动服务
	if err != nil {
		fmt.Println("server error!")
		return
	}
}

3.3 不带安全认证的客户端

客户端的逻辑很简单，就是建立与服务端的连接：

grpc.Dial()_grpc.pb.go

package main

import (
	"context"
	"fmt"

	"google.golang.org/grpc"
	"google.golang.org/grpc/credentials/insecure"

	pb "gRPC/server/proto"
)

func main() {
	conn, err := grpc.Dial("127.0.0.1:9999", grpc.WithTransportCredentials(insecure.NewCredentials()))
	if err != nil {
		fmt.Println("connection error!")
	}
	defer conn.Close()

	client := pb.NewShakeHandsClient(conn) // 建立连接
	resp, err := client.ShakeHands(context.Background(), &pb.ShakeReq{RequestName: "test"})
	if err != nil {
		fmt.Println(err.Error())
	}
	fmt.Println(resp.GetResponseMsg())
}