gRPC在Android中的应用、配置、生成文件及登录实现

gRPC在Android中的应用

gRPC的特性：

gRPC 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。

基于HTTP/2
HTTP/2 提供了连接多路复用、双向流、服务器推送、请求优先级、首部压缩等机制。可以节省带宽、降低TCP链接次数、节省CPU，帮助移动设备延长电池寿命等。gRPC 的协议设计上使用了HTTP2 现有的语义，请求和响应的数据使用HTTP Body 发送，其他的控制信息则用Header 表示。

IDL使用ProtoBuf
gRPC使用ProtoBuf来定义服务，ProtoBuf是由Google开发的一种数据序列化协议（类似于XML、JSON、hessian）。ProtoBuf能够将数据进行序列化，并广泛应用在数据存储、通信协议等方面。压缩和传输效率高，语法简单，表达力强。

多语言支持
gRPC支持多种语言（C, C++, Python, PHP, Nodejs, C#, Objective-C、Golang、Java），并能够基于语言自动生成客户端和服务端功能库。目前已提供了C版本grpc、Java版本grpc-java 和 Go版本grpc-go，其它语言的版本正在积极开发中，其中，grpc支持C、C++、Node.js、Python、Ruby、Objective-C、PHP和C#等语言，grpc-java已经支持Android开发。

gRPC优缺点：
优点
protobuf二进制消息，性能好/效率高（空间和时间效率都很不错）
proto文件生成目标代码，简单易用
序列化反序列化直接对应程序中的数据类，不需要解析后在进行映射(XML,JSON都是这种方式)
支持向前兼容（新加字段采用默认值）和向后兼容（忽略新加字段），简化升级
支持多种语言（可以把proto文件看做IDL文件）
Netty等一些框架集成
缺点：
GRPC尚未提供连接池，需要自行实现
尚未提供“服务发现”、“负载均衡”机制
因为基于HTTP2，绝大部多数HTTP Server、Nginx都尚不支持，即Nginx不能将GRPC请求作为HTTP请求来负载均衡，而是作为普通的TCP请求。（nginx1.9版本已支持）
Protobuf二进制可读性差（貌似提供了Text_Fromat功能）
默认不具备动态特性（可以通过动态定义生成消息类型或者动态编译支持）

grpc主要使用场景：

1.低延时、高可用的分布式系统；
2.移动端与云服务端的通讯；
3.使用protobuf，独立于语言的协议，支持多语言之间的通讯；
4.可以分层扩展，如：身份验证，负载均衡，日志记录，监控等。
在微服务场景中使用究竟是否要使用grpc呢？开源社区较为成熟的微服务框架有
dubbo、spring cloud。dubbo虽然在服务治理上做的比较完善，但是不支持跨语言。个人觉得，如果不考虑跨语言问题，选用dubbo。考虑跨语言，可以选用grpc、Thrift，但是grpc、Thrift没有服务发现和负载均衡机制，一般使用代理转发负载均衡控制策略。
在移动端app应用场景中，grpc以其优异的性能，因pb和http2的特性，为移动端用户节省流量、电量。对比传统的http1.1+json方式，建议可以先尝试小范围使用grpc，待系统稳定后，再扩大grpc使用范围。

Android Studio中gRPC的配置

1.导入相关依赖（小编用的Gradle）可以通过Github上的 https://github.com/grpc/grpc-java 熟悉搭建过程。小编用的这是1.27.0这个版本，小编搭建的时候GitHub还没有

compileOnly 'org.apache.tomcat:annotations-api:6.0.53' // necessary for Java 9+

包，小编就自己引了一个annotations的包，这里还是推荐用GitHub上的这个吧。

implementation 'io.grpc:grpc-okhttp:1.27.0'
implementation 'io.grpc:grpc-protobuf:1.27.0'
implementation 'io.grpc:grpc-stub:1.27.0'

protocbuf依赖

implementation 'com.google.protobuf:protobuf-java:3.11.0'

2.安装插件，在项目的根配置中添加插件，全部配置内容如下：

buildscript {
    repositories {
        google()
        jcenter()
        mavenCentral()
        maven {url 'http://maven.aliyun.com/nexus/content/groups/public/'}
        maven { url 'https://www.jitpack.io' }
    }
    dependencies {
        classpath 'com.android.tools.build:gradle:3.5.3'
        classpath 'com.google.protobuf:protobuf-gradle-plugin:0.8.8'
    }
}
allprojects {
    repositories {
        google()
        jcenter()
    }
}
task clean(type: Delete) {
    delete rootProject.buildDir
}

在Model的build.gradle配置内容如下：

apply plugin: 'com.android.application'
apply plugin: 'com.google.protobuf'
android {
    compileSdkVersion 29
    buildToolsVersion "29.0.3"
    defaultConfig {
        applicationId "com.example.myapplication"
        minSdkVersion 27
        targetSdkVersion 29
        versionCode 1
        versionName "1.0"
        testInstrumentationRunner "androidx.test.runner.AndroidJUnitRunner"
    }

    buildTypes {
        release {
            minifyEnabled false
            proguardFiles getDefaultProguardFile('proguard-android-optimize.txt'), 'proguard-rules.pro'
        }
    }
    sourceSets {
        main {
            proto {
                srcDir 'src/main/proto'
            }
        }
    }
}

allprojects {
    repositories {
        maven { url 'https://www.jitpack.io' }
    }
}
protobuf {
    protoc {
        artifact = "com.google.protobuf:protoc:3.11.0"
    }
    plugins {
        grpc {
            artifact = 'io.grpc:protoc-gen-grpc-java:1.27.0'
        }
    }
    generateProtoTasks {
        all().each {
            task ->
                task.plugins {
//                    javalite {}
                    grpc {
                        // Options added to --grpc_out
                        option 'lite'
                    }
                }
                task.builtins {
                    remove java
                }
                task.builtins {
                    java {}
                    // Add cpp output without any option.
                    // DO NOT omit the braces if you want this builtin to be added.
//                    cpp {}
                }
        }
        all()*.plugins { grpc {} }
    }
    generatedFilesBaseDir = "$projectDir/src/generated"
    generateProtoTasks {
        all()*.plugins {
            grpc{
                setOutputSubDir 'java'
            }
        }
    }
}
dependencies {
    implementation fileTree(dir: 'libs', include: ['*.jar'])
    implementation 'androidx.appcompat:appcompat:1.0.2'
    implementation 'androidx.constraintlayout:constraintlayout:1.1.3'
    testImplementation 'junit:junit:4.12'
    androidTestImplementation 'androidx.test.ext:junit:1.1.0'
    androidTestImplementation 'androidx.test.espresso:espresso-core:3.1.1'
    implementation 'com.squareup.picasso:picasso:2.5.2'

    implementation 'io.grpc:grpc-okhttp:1.27.0'
    implementation 'io.grpc:grpc-protobuf:1.27.0'
    implementation 'io.grpc:grpc-stub:1.27.0'

    implementation 'com.google.protobuf:protobuf-java:3.11.0'

    implementation 'com.google.code.findbugs:jsr305:3.0.0'
    implementation 'com.google.guava:guava:20.0'
    implementation 'javax.annotation:javax.annotation-api:1.2'
}

以上内容完成后，gRPC插件的配置就已经成功。下一步需要创建proto文件。

3.在src/main下创建proto文件夹，创建目录是根据下面代码设置的，上面已经添加好了，如果需要修改，可自行修改目录。

sourceSets {
    main {
        proto {
            srcDir 'src/main/proto'
        }
    }
}

创建后如下图所示：

4.在proto文件夹下创建***.proto文件，Studio中有个插件 Protobuf Support，系统一般会提示安装的。不提示就自行安装就好。proto文件的语法请参考https://github.com/protocolbuffers/protobuf（GitHub上的知识初学者看不懂就多看几遍，小编也是看了好些次才明白）这里注意gRPC是使用protoc3的。

syntax = "proto3";
package com.rpc.proto.user;
option  java_package = "com.rpc.proto.user";
option  java_outer_classname = "UserProto";
option  java_multiple_files = true;
service UserRpcServer{
    rpc login(loginRequest) returns(loginResponse){}
}
message loginRequest{
    string username = 1;
    string password = 2;
    int32 power = 3;
}
message loginResponse{
    string state = 1;
}

以上是一个用户的登录功能实现。编写完成后构建项目，就会生成proto文件。生成目录在src/generated/debug/java下。当然这个目录也可以在build.gradle中进行设置。
5.编写Android客户端代码

public class GrpcChannel {
    public static final String SERVER_IP = "192.168.137.1";
    private static final int PORT = 8282;
    public static ManagedChannel getChannel(){
        return ManagedChannelBuilder.forAddress(SERVER_IP,PORT)
                .usePlaintext().build();
    }
}

public class UserServer {
    private UserRpcServerGrpc.UserRpcServerFutureStub futureStub;
    public UserServer(ManagedChannel channel){
        futureStub = UserRpcServerGrpc.newFutureStub(channel);
    }
    public void login(String user, String password, final myCallBack callBack){
        if ("".equals(user)||user == null||"".equals(password)||password == null)
            throw new NullPointerException("user and password no null！");
        final loginRequest request = loginRequest
                .newBuilder()
                .setUsername(user)
                .setPassword(password)
                .setPower(1)
                .build();
        ListenableFuture<loginResponse> future = futureStub.login(request);
        //构建非阻塞调用，阻塞方式用BlockingStub
        Futures.addCallback(future, new FutureCallback<loginResponse>() {
            @Override
            public void onSuccess(@NullableDecl loginResponse result) {
            	callBack.onSuccess(result.getState());
            }
            @Override
            public void onFailure(Throwable t) {
                callBack.onFailure("网络异常!");
            }
        }, Executors.newCachedThreadPool());
    }
}
public interface myCallBack {
    void onSuccess(Object object);
    void onFailure(Object object);
}

到这里客户端的gRPC就基本完成了，需要登陆时直接调用login()方法就可以了。
服务端语言自行选择吧，这里就不介绍了，只要是pb支持的语言都可以的。