从零开始学gRPC（一）

前言

gRPC作为当前最热门的RPC框架之一，以其独特的跨语言、跨平台特性，赢得许多公司的青睐。
老实说，之前我只是道听途说并没有认真去研究，今天我会根据官网的demo展开介绍整个gRPC的功能，
后面一篇会介绍gRPC如何整合到SpringCloud。

我这里只提供了搭建demo工程的资料，建议自己动手来操作。没有截图项目也是因为官方的资料相当齐全，没必要重复造轮子。

gRPC总览

在直接使用gRPC之前，我们先了解下它的所有特性。官方描述我就不展开讲了，gRPC有以下几点主要功能：

使用Protocol Buffer 定义服务。
语言和平台的中立性
双向流式通讯
基于HTTP2.0身份认证、SLB、tracing、health check
组件可扩展。

快速搭建

环境准备

操作系统：Windowns
JDK版本：1.8
编辑工具：IntelliJ IDEA Community Edition 2021.1.2 x64
创建项目
自己创建一个maven项目就好，没有别的要求（All in one，暂时不需要分模块）。想要偷懒的同学也可以借鉴我的项目，这里已经给你准备好了。但是我建议自己动手尝试搭建比较好，不然印象不太深刻，等于没学（有个词儿叫行动废人，虽然不好听但目的是希望能让你动手实践）。

说明： 这里之所以没用官方的demo是因为我本地实在编译不出来，而且官方给的项目太大，对于学习来说没必要全部下载。（我只想要examples模块，但是必须强制全部下载，就很烦）
当然，要下载的朋友看这里。
官方的中文文档地址是这个，可以按照官方提供的文档做。但如果只是玩具，那我这种All on one的方式我觉得更简单。

Helloworld

我们直接拿官方的例子来讲解，官方代码地址。里面有很多例子，我这里只讲部分。

proto文件

我们到官方地址抄作业时要注意，整个目录的结构。
proto文件只能放在模块的src/main下面，注意位置还有名字是否弄错，不然生成不了代码。

代码

服务端：代码地址

客户端：代码地址

特性讲解

我们知道gRPC不仅仅是一个helloworld就能描述清楚的，我下面将官方的代码例子做个分类，顺便总结下。

Stream

例子

proto： 代码地址
代码目录： 代码地址

总结

上述代码想表达的意思是，服务端在收到全部的客户端数据之后再响应回客户端处理结果。实际情况可以是服务端先处理一部分，然后返回部分。
也可以是任意顺序，重要的是了解如何使用Stream的相关API来做交互。

TLS

例子

proto： 代码地址
代码目录： 代码地址

（还是helloworld的例子）

总结

这个就没啥好说的，用了Http2.0的TLS特性，默认就是开启的。如果客户端要传明文则必须在channel中配置，如下所示。

SLB 和 Health Check

例子

proto： 代码地址
代码目录： 代码地址

官方并没提供，下面都是自己的尝试

Client端在创建ManagedChannel时指定SLB策略。默认实现只有 pick_first 和 round_robin，这里以round_robin为例子讲解。
target字符串做调整

新增两个类，代码如下。

public class MyNameResolverProvider extends NameResolverProvider {

 /**
  * The constant containing the scheme that will be used by this factory.
  */
 public static final String STATIC_SCHEME = "static";

 private static final Pattern PATTERN_COMMA = Pattern.compile(",");

 @Nullable
 @Override
 public NameResolver newNameResolver(final URI targetUri, final NameResolver.Args args) {
     if (STATIC_SCHEME.equals(targetUri.getScheme())) {
         return of(targetUri.getAuthority(), args.getDefaultPort());
     }
     return null;
 }

 /**
  * Creates a new {@link NameResolver} for the given authority and attributes.
  *
  * @param targetAuthority The authority to connect to.
  * @param defaultPort The default port to use, if none is specified.
  * @return The newly created name resolver for the given target.
  */
 private NameResolver of(final String targetAuthority, int defaultPort) {
     requireNonNull(targetAuthority, "targetAuthority");
     // Determine target ips
     final String[] hosts = PATTERN_COMMA.split(targetAuthority);
     final List targets = new ArrayList<>(hosts.length);
     for (final String host : hosts) {
         final URI uri = URI.create("//" + host);
         int port = uri.getPort();
         if (port == -1) {
             port = defaultPort;
         }
         targets.add(new EquivalentAddressGroup(new InetSocketAddress(uri.getHost(), port)));
     }
     if (targets.isEmpty()) {
         throw new IllegalArgumentException("Must have at least one target, but was: " + targetAuthority);
     }
     return new MyStaticNameResolver(targetAuthority, targets);
 }

 @Override
 public String getDefaultScheme() {
     return STATIC_SCHEME;
 }

 @Override
 protected boolean isAvailable() {
     return true;
 }

 @Override
 protected int priority() {
     return 4; // Less important than DNS
 }

 @Override
 public String toString() {
     return "StaticNameResolverProvider [scheme=" + getDefaultScheme() + "]";
 }
}

public class MyStaticNameResolver extends NameResolver {

  private final String authority;
  private final ResolutionResult result;

  /**
   * Creates a static name resolver with only a single target server.
   *
   * @param authority The authority this name resolver was created for.
   * @param target The target address of the server to use.
   */
  public MyStaticNameResolver(final String authority, final EquivalentAddressGroup target) {
    this(authority, ImmutableList.of(requireNonNull(target, "target")));
  }

  /**
   * Creates a static name resolver with multiple target servers.
   *
   * @param authority The authority this name resolver was created for.
   * @param targets The target addresses of the servers to use.
   */
  public MyStaticNameResolver(final String authority, final Collection targets) {
    this.authority = requireNonNull(authority, "authority");
    if (requireNonNull(targets, "targets").isEmpty()) {
      throw new IllegalArgumentException("Must have at least one target");
    }
    this.result = ResolutionResult.newBuilder()
      .setAddresses(ImmutableList.copyOf(targets))
      .build();
  }

  /**
   * Creates a static name resolver with multiple target servers.
   *
   * @param authority The authority this name resolver was created for.
   * @param result The resolution result to use..
   */
  public MyStaticNameResolver(final String authority, final ResolutionResult result) {
    this.authority = requireNonNull(authority, "authority");
    this.result = requireNonNull(result, "result");
  }

  @Override
  public String getServiceAuthority() {
    return this.authority;
  }

  @Override
  public void start(final Listener2 listener) {
    listener.onResult(this.result);
  }

  @Override
  public void refresh() {
    // Does nothing
  }

  @Override
  public void shutdown() {
    // Does nothing
  }

  @Override
  public String toString() {
    return "StaticNameResolver [authority=" + this.authority + ", result=" + this.result + "]";
  }
}

新增文件io.grpc.NameResolverProvider
Server端启动多个实现，记得要改端口（可以在server端加些日志来验证）

说明：上面的代码是从grpc-spring-boot-start中抄过来的，后面会细讲。原生的grpc只能用dns，本地没法做，所以采用这种方式验证SLB。
其实在这个过程中我们也能看到，如果要基于grpc功能组件做扩展也是极方便的。

总结

负载均衡的实现是基于静态地址的，也就是说没有动态的服务发现。当然也可以自己扩展，这个会在后面集成grpc-spring-boot-start时会讲。
扩展时只需要实现io.grpc.LoadBalancerProvider然后再配置注册文件就好

Hedging

例子

proto： 代码地址
代码目录： 代码地址
配置文件： 代码地址

总结

这里主要是一些重试（容错）策略的配置，例子中通过人为的注入延迟来测试。了解下参数含义就好

写在最后

其实我们会发现，原生的grpc整个治理能力偏弱。熔断、降级等功能基本没有，也无法做动态的服务发现，只支持dns来做负载均衡（别看文档里写的有zookeeper协议，但实际不支持）。流量的调度能力也比较弱，并没有类似分组、版本的概念，无法做到灰度发布。
有很多人在grpc的基础上已经添加了服务治理的解决方案，在后面的grpc-spring-boot-start会讲到，大家不用担心。

为什么市面上其他的RPC框架功能都比这齐全，但是越来越多的公司开始转向gRPC了呢？

我个人认为主要是gRPC的传输协议以及服务定义方式都是天然的支持跨语言的，而服务端编程语言越来越多样化，因此越来越多的公司转向gRPC,即使他们要为此写很多的gRPC插件。
不过工作量并没有想想的那么多，比如Dubbo3.0目前就将他的传输层使用gRPC，而服务治理能力则是使用它自身的，只需要将服务治理能力适配到gRPC插件中就好。

踩坑笔记

Idea抽风，扫描不到生成的文件。解决办法： 删除idea缓存，然后重启idea。
proto文件生成的代码不全。解决办法： protobuf插件除了运行comple，还要运行custom

参考文献

grpc官方文档