VS2015 编译和使用 gRPC

说明

本例的环境为：WIN10 + VS2015 
gRPC 的版本为： 1.4.2 
protobuf 的版本为： 3.3.2

准备工作

1. 本例使用 VS2015 进行编译，其他版本的 VS 没有试过，不过大致步骤应该差不多。
2. 确保环境变量 PATH 包含 git.exe 所在目录，因为我们要通过 git 下载 gRPC 源码。

3. 下载并安装 Active State Perl。本例下载的是：ActivePerl-5.24.1.2402-MSWin32-x86-64int-401627.exe。安装后打开命令行，输入以下命令验证安装，如果出现版本信息，就说明安装成功了。

   > perl -v
   
   This is perl 5, version 24, subversion 1 (v5.24.1) built for MSWin32-x86-multi-thread-64int
   (with 1 registered patch, see perl -V for more detail)
   
   ...

4. 下载并安装 Go （注意：你可能需要设置代理来下载）。本例下载的是：go1.8.3.windows-amd64.msi。安装后打开命令行，输入以下命令验证安装，如果出现版本信息，就说明安装成功了。

   > go version
   go version go1.8.3 windows/amd64

下载源码

1. 打开命令行，新建一个目录专门用来放置 gRPC 的源码，然后进入该目录。本例是在 G 盘下建立的 grpc 目录，大家应该根据实际情况修改。

   > cd G:
   > md grpc & cd grpc

2. 用 git 下载 gRPC 源码，本例下载的版本是 1.4.2 。

   > git clone -b v1.4.2 https://github.com/grpc/grpc.git grpc_v1.4.2

3. 下载后可以在源码根目录找到 INSTALL.md，里面详细介绍了编译方法。

4. 下载源码后，可以在源码根目录下找到 .gitmodules 文件，该文件是 git 用来描述依赖库的，可以看到 gRPC 的依赖库有：protobuf，gflags，googletest，boringssl，cares，zlib。这些依赖库都需要下载到 third_party 目录下。可以执行以下命令下载这些依赖库，也可以跳过这一步，转到第 5 步开始手动下载。

   > git submodule update --init

5. 进入到 third_party 目录，下面开始下载 gRPC 的依赖库。

   > cd third_party

6. 下载 protobuf，这里下载的版本是 3.3.2。

   > git clone -b v3.3.2 https://github.com/google/protobuf.git protobuf

7. 下载 gflags 。

   > git clone https://github.com/gflags/gflags.git gflags

8. 下载 googletest 。

   > git clone https://github.com/google/googletest.git googletest

9. 下载 boringssl 。

   > git clone https://github.com/google/boringssl.git boringssl

10. 下载 cares 。需要注意下载的版本为：cares-1_12_0 。下载的目录为 cares\cares 。

    > git clone -b cares-1_12_0 https://github.com/c-ares/c-ares.git cares/cares

11. 下载 zlib 。

    > git clone https://github.com/madler/zlib.git zlib

编译

1. 找到 third_party\boringssl 目录下的 CMakeLists.txt，用编辑器打开它，搜索 MSVC_DISABLED_WARNINGS_LIST，找到后，在下面添加 "C4819"，消除警告：该文件包含不能在当前代码页（数字）中表示的字符。 以 Unicode 格式保存该文件防止数据丢失。

2. 切换到源码目录，在源码目录下创建一个 .build （如果要编译64位，则是 .build_x64）子目录，我们用该目录保存所有生成的工程文件。创建后进入该目录。

   32位：

   > md .build & cd .build

   64位：

   > md .build_x64 &cd .build_x64

3. 用 cmake 生成工程文件。生成后可以在 .build （或 .build_x64）目录下看到生成的工程和项目文件。

   32位：

   > cmake .. -G "Visual Studio 14 2015" -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release

   64位：

   > cmake .. -G "Visual Studio 14 2015 Win64" -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release

4. 使用 MSBuild 编译工程。打开 VS2015 开发人员命令提示符，切换到 .build （或 .build_x64）目录下，执行下面的命令进行编译。

   编译 32 位 Debug 版本：

   > MSBuild ALL_BUILD.vcxproj /t:Build /p:Configuration=Debug;Platform=Win32

   编译 32 位 Release 版本：

   > MSBuild ALL_BUILD.vcxproj /t:Build /p:Configuration=Release;Platform=Win32

   编译 64 位 Debug 版本：

   > MSBuild ALL_BUILD.vcxproj /t:Build /p:Configuration=Debug;Platform=x64

   编译 64 位 Release 版本：

   > MSBuild ALL_BUILD.vcxproj /t:Build /p:Configuration=Release;Platform=x64

   如果遇到如下错误，则用编辑器打开 .build\third_party\boringssl\crypto_test_data.cc ，在第 2604 行最后面的双引号 " 之前加个空格。保存，退出，重新编译。

   G:\grpc\grpc_v1.4.2\.build\third_party\boringssl\crypto_test_data.cc(2604): error C2001: 常量中有换行符

   编译好之后，可以在相应项目目录下的 Debug 和 Release 子目录中找到我们需要的库和工具。如下所示（仅列出重要部分）：

   .build\
     |-Debug\
     |  |-grpc++.lib             -- C++ 的 gRPC 库
     |  |-grpc_cpp_plugin.exe    -- 用来生成 C++ 的 RPC 代码 
     |-third_party\              -- 这里放的是 gRPC 的依赖库
        |-boringssl\
        |  |-crypto\
        |  |  |-Debug\
        |  |     |-crypto.lib
        |  |-ssl\
        |     |-Debug\
        |        |-ssl.lib
        |-cares\
        |  |-Debug\
        |     |-cares.lib
        |-gflags\
        |  |-Debug\
        |  |  |-gflags_nothreads_static.lib
        |-protobuf\
        |  |-Debug\
        |     |-libprotocd.lib   -- protocol buffer 库
        |     |-protoc.exe       -- protocol buffer 编译器
        |-zlib\
           |-Debug\
              |-zlibstaticd.lib

实例

下面写一个小程序测试一下。

新建 [空白解决方案]，命名为 Calculator。如下图： 

 

 

创建接口

添加 [Win32 控制台应用程序]，命名为 ICalc。如下图： 

 

在 [应用程序设置页面]，勾选 [空项目]。如下图所示。点击完成。 

 

 

将 .build\third_party\protobuf\Debug\protoc.exe 和 .build\Debug\grpc_cpp_plugin.exe 拷贝到项目目录中。拷贝后的目录如下所示： 

 

 

新建 [C++ 文件(.cpp)]，命名为 calculator.proto。注意一定要带 .proto 后缀，否则的话后缀就变成 .cpp 了。如下图所示： 

 

 

calculator.proto 右键，[属性]。 [项类型] 选择 [自定义生成工具]。点击[应用] 按钮。如下图所示： 

 

在 [自定义生成工具] -> [常规] 下，[命令行]填写如下命令：

 

protoc --cpp_out=. calculator.proto
protoc --grpc_out=. --plugin=protoc-gen-grpc=grpc_cpp_plugin.exe calculator.proto

[说明] 填写 Performing Protoc Build Tools。[输出] 填写 None。[链接对象] 改为 [否]。 如下图所示： 

打开 calculator.proto，编写如下代码：

 

syntax = "proto3";

package calc;

service Caltulator {
    rpc Add(Request) returns (Response) {}
}

message Request {
    int32 a = 1;
    int32 b = 2;
}

message Response {
    int32 sum = 1;
}

编译项目，成功后会在项目目录中生成如下文件：

calculator.pb.h
calculator.pb.cc
calculator.grpc.pb.h
calculator.grpc.pb.cc

其中，calculator.pb.h 和 calculator.pb.cc 是通过 protoc.exe 编译生成的接口数据类型，在这里就是我们在 calculator.proto 中定义的 Request 和 Response。calculator.grpc.pb.h 和 calculator.grpc.pb.cc 是通过 grpc_cpp_plugin.exe编译生成的服务器以及存根代码。有了这些文件，就可以开始编写服务器和客户端的代码了。

实现服务器

新建 [Win32 控制台应用程序]，命名为 Server。如下图所示： 

 

在 [应用程序设置] 页面，勾选 [空项目] 。如下图所示： 

 

 

项目右键，[添加现有项]，选择上面生成的那四个接口文件： 

 

 

项目 [属性] -> [C/C++] -> [常规] -> [附加包含目录]，加入 gRPC 和 Protocol Buffer 的头文件，如下图所示。注意这里应该换成自己实际的目录。 

 

 

项目 [属性] -> [链接器] -> [常规] -> [附加库目录]，添加 gRPC 及其依赖库的目录，如下图所示。注意这里应该换成自己实际的目录。 

 

 

项目 [属性] -> [链接器] -> [输入] -> [附加依赖库]，添加 gRPC 及其依赖的库，如下图所示。 

 

 

 

工程 [属性] -> [C/C++] -> [预处理器] -> [预处理器定义]，添加 _WIN32_WINNT=0x600。

新建 [C++ 文件(.cpp)]，命名为 main.cpp，代码如下：

#include "../ICalc/calculator.grpc.pb.h"

#include "grpc++/grpc++.h"

class CalcualtorService : public calc::Caltulator::Service
{
    // 构造、析构
public:

    // 接口实现
public:
    virtual ::grpc::Status Add(::grpc::ServerContext* context,
        const ::calc::Request* request, ::calc::Response* response) override
    {
        response->set_sum(request->a() + request->b());
        return grpc::Status::OK;
    }
};

int main()
{
    std::string server_address("0.0.0.0:50051");

    CalcualtorService service;

    grpc::ServerBuilder builder;
    builder.AddListeningPort(server_address, grpc::InsecureServerCredentials());
    builder.RegisterService(&service);

    std::unique_ptr server(builder.BuildAndStart());

    std::cout << "Server listening on " << server_address << std::endl;

    server->Wait();

    return 0;
}

编译工程。生成 Server.exe。

实现客户端

实现客户端的步骤和实现服务器的一样，只是最后的 main.cpp 不一样而已。这里简单列出步骤。

1. 新建 [Win32 控制台应用程序]，命名为 Client。
2. 添加在创建接口那一步生成的四个文件：calculator.pb.h calculator.pb.cc calculator.grpc.pb.h calculator.grpc.pb.cc
3. 接下来和服务器一样，设置好 [附加包含目录]，[附加库目录]，[附加依赖库]。
4. [预处理器定义] 添加 _WIN32_WINNT=0x600

5. 新建 main.cpp，代码如下：

    #include 
   
    #include "grpc++/grpc++.h"
    #include "../ICalc/calculator.grpc.pb.h"
   
   class Client
   {
   public:
       Client(std::shared_ptr channel)
           : stub_(calc::Caltulator::NewStub(channel)) {}
   
       google::protobuf::int32 Add(google::protobuf::int32 a, google::protobuf::int32 b)
       {
           calc::Request request;
           request.set_a(a);
           request.set_b(b);
   
           calc::Response response;
   
           grpc::ClientContext context;
   
           grpc::Status status = stub_->Add(&context, request, &response);
   
           if (status.ok())
           {
               return response.sum();
           }
           else
           {
               return -1;
           }
       }
   
   private:
       std::unique_ptr stub_;
   };
   
   int main()
   {
       Client client(grpc::CreateChannel(
           "localhost:50051", grpc::InsecureChannelCredentials()));
   
       auto result = client.Add(1, 2);
       std::cout << "1 + 2 = " << result << std::endl;
   
       return 0;
   }

6. 编译工程。生成 Client.exe。

测试

先启动 Server.exe，再启动 Client.exe。结果如下：