使用gRPC的.NET Core 3.0双向消息流

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介绍

软件描述

服务器基础结构（GrpcServerHelper）

客户基础设施（GrpcClientHelper）

GrpcServer和GrpcClient

运行示例

结论

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介绍

.NET Core 3.0最重要的新功能之一（现已预发布，预计将于今年晚些时候发布）是对gRPC消息传递的支持。维基百科描述gRPC如下：

gRPC（gRPC远程过程调用）是最初在Google开发的开源远程过程调用（RPC）系统。它使用HTTP / 2进行传输，使用Protocol Buffers作为接口描述语言，并提供身份验证，双向流和流控制，阻塞或非阻塞绑定以及取消和超时等功能。它为许多语言生成跨平台的客户端和服务器绑定。最常见的使用场景包括连接微服务式架构中的服务以及将移动设备，浏览器客户端连接到后端服务。

据说gRPC的“杀手级功能”是对同步全双工流的支持。HTTP / 2协议用作传输协议。协议缓冲区用于有效的序列化。

如上所述，.NET Core 3.0框架支持基于gRPC的通信。Visual Studio 2019提供了gRPC服务的样板代码。但是，此代码仅提供没有消息流的单向通信。该项目是当前工作的出发点。在我的代码中，我尝试为服务器和客户端选择通用代码，并将其与支持使用gRPC的.NET Core 3.0双向消息流的便捷基础结构相结合。

软件描述

基础结构项目（DLL）GrpcServerHelper和GrpcClientHelper放在Helpers文件夹中。它们可以分别由具体服务器和客户端引用和使用。假设客户端和服务器之间进行全双工gRPC消息交换，开发了辅助DLL。但是对消息结构和处理没有限制。这些功能都取决于具体的服务器和客户端。

gRPC数据和处理在具体服务器和客户端共享的proto文件communication.proto中定义。该文件为客户端到服务器和服务器到客户端消息提供了不同的类型，适当的enum和启动消息交换的CreateStreaming()函数。Visual Studio 2019从proto文件生成C＃类。

服务器基础结构（GrpcServerHelper）

类GeneralGrpcService为服务器端的双向流提供基础架构。该类分别与请求和响应消息类型TRequest，TResponse参数化。它的方法CreateDuplexStreaming()处理主要的例程程序，如订阅者管理，请求消息处理，响应消息生成和发送回客户端。

public async Task CreateDuplexStreaming(
	IAsyncStreamReader requestStream,
	IServerStreamWriter responseStream,
	ServerCallContext context)
{
    var httpContext = context.GetHttpContext();
    Logger.LogInformation($"Connection id: {httpContext.Connection.Id}");

    if (!await requestStream.MoveNext())
        return;

    var clientId = _messageProcessor.GetClientId(requestStream.Current);
    Logger.LogInformation($"{clientId} connected");
    var subscriber = new SubscribersModel
    {
        Subscriber = responseStream,
        Id = $"{clientId}"
    };

    _serverGrpcSubscribers.AddSubscriber(subscriber);

    do
    {
        if (requestStream.Current == null)
            continue;

        var resultMessage = _messageProcessor.Process(requestStream.Current);
        if (resultMessage == null)
            continue;

        await _serverGrpcSubscribers.BroadcastMessageAsync(resultMessage);
    } while (await requestStream.MoveNext());

    _serverGrpcSubscribers.RemoveSubscriber(subscriber);
    Logger.LogInformation($"{clientId} disconnected");
}

类ServerGrpcSubscribersBase管理订阅者（客户端），而abstract class MessageProcessorBase公开用于处理请求消息和生成响应的abstract方法abstract TResponse Process(TRequest message)。为了灵活性，假设这些方法的具体实现可以处理可能的异常（如果有的话）。最后，class SubscribersModel提供订阅者模型以将响应消息发送回客户端。

客户基础设施（GrpcClientHelper）

唯有abstract class GrpcClientBase提供的Do()方法是确保来自客户端的消息流。

public async Task Do(
	Channel channel, 
	Action onConnection = null, 
	Action onShuttingDown = null)
{
    using (var duplex = CreateDuplexClient(channel))
    {
        onConnection?.Invoke();

        var responseTask = Task.Run(async () =>
        {
            while (await duplex.ResponseStream.MoveNext(CancellationToken.None))
            Console.WriteLine($"{duplex.ResponseStream.Current}");
        });

        string payload;
        while (!string.IsNullOrEmpty(payload = MessagePayload))
        await duplex.RequestStream.WriteAsync(CreateMessage(payload));

        await duplex.RequestStream.CompleteAsync();
    }

    onShuttingDown?.Invoke();
    await channel.ShutdownAsync();
}

GrpcServer和GrpcClient

具体服务器GrpcServer由Visual Studio 2019创建，ASP.MVC Core模板作为gRPC项目。它实现class MessageProcessor : MessageProcessorBase和class ServerGrpcSubscribers : ServerGrpcSubscribersBase扩展了适当的存根类GrpcServerHelper。类MessageProcessor提供客户端请求消息的必需处理，并在需要时发送响应消息。类ServerGrpcSubscribers调整订阅者管理（在我们的具体案例中，它与其祖先没有任何区别，仅用于说明目的）。类ServerGrpcSubscribers和MessageProcessor都应作为singleton添加到Startup类的方法ConfigureServices(IServiceCollection services)中的services集合中：

services.AddSingleton();
services.AddSingleton();

扩展生成Messaging.MessagingBase类型的服务类DuplexService应该映射到方法Startup.Configure()中的端点，如下所示：

app.UseEndpoints(endpoints =>
{
    // ...
    endpoints.MapGrpcService();
});

服务器和客户端支持加密消息（HTTPS）的交换。就此而言，服务器在其Kestrel配置中使用grpcServer.pfx文件。和客户端使用证书文件certificate.crt。这两个文件都是根据此处提供的指南安装的OpenSSL应用程序创建的。

为了使用Proto Buffer序列化，服务器和客户端共享相同的proto文件communication.proto。该文件定义了流消息服务：

service Messaging
{
    rpc CreateStreaming (stream RequestMessage) returns (stream ResponseMessage);
}

请求和响应消息格式以及适当的枚举器。

我没能在Visual Studio中找到一种方法将proto文件包含到服务器和客户端项目中，以确保生成适当的C＃代码。所以我在GrpcServer.csproj和GrpcClient.csproj项目文件中手动执行此操作。在这些文件中，我添加了标记为的注释部分。

运行示例

要运行该示例，请构建整个解决方案（这也将导致从proto文件生成类）。然后用...运行GrpcServer

dotnet GrpcServer.dll

......命令及其完全启动后，继续执行一个或多个......

dotnet GrpcClient.dll

...命令。

在客户端控制台中，键入一些以Enter结尾的消息。服务器将接收和处理该消息（处理代码的位置在方法MessageProcessor.Process()中保留，可以看到适当的注释）。如果您的消息包含问号?，则服务器会向其所有当前订户广播响应消息。客户端在其控制台中输出响应。

结论

这项工作为使用gRPC程序的.NET 3.0同步双向消息流提供了基础设施。使用此基础结构可将具体服务器和客户端的代码减少到几行代码。

 

原文地址：https://www.codeproject.com/Articles/5163307/Bidirectional-Messages-Streaming-with-NET-Core-3-0