【grpc01】入门

目录

背景

单体架构

微服务架构

代码冗余问题

服务之间调用

grpc

protobuf

protoc

protoc-gen-go

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背景

单体架构

有一些致命缺点：

1. 一旦某个服务宕机，会引起整个应用不可用，隔离性差
2. 只能整体应用进行伸缩，浪费资源，可伸缩性差
3. 代码耦合在一起，可维护性差

微服务架构

        要想解决上述的单体架构的问题，就需要将服务拆分出来，单独管理和维护。

通过上述的架构，解决了单体架构的弊端。

但同时引入了新的问题：

1. 代码冗余
2. 服务和服务之间存在调用关系

代码冗余问题

        服务未拆分之前，公共的功能有统一的实现，比如认证，授权，限流等，但是服务拆分之后，每一个服务可能都需要实现一遍

解决方案：

1. 由于为了保持对外提供服务的一致性，引入了网关的概念，由网关根据不同的请求，将其转发到不同的服务（路由功能），由于入口的一致性，可以在网关上实现公共的一些功能
2. 可以将公共的功能抽取出来，形成一个新的服务，比如统一认证中心

服务之间调用

        服务拆分后，服务和服务之间发生的是进程和进程之间的调用，服务器和服务器之间的调用。

        那么就需要发起网络调用，网络调用我们能立马想起的就是http，但是在微服务架构中，http虽然便捷方便，但性能较低，这时候就需要引入RPC（远程过程调用），通过自定义协议发起TCP调用，来加快传输效率。

        每个服务由于可能分布在成千上百台机器上，服务和服务之间的调用，会出现一些问题，比如，如何知道应该调用哪台机器上的服务，调用方可能需要维护被调用方的地址，这个地址可能很多，增加了额外的负担，这时候就需要引入服务治理。

服务治理中有一个重要的概念服务发现，服务发现中有一个重要的概念叫做注册中心。

        每个服务启动的时候，会将自身的服务和ip注册到注册中心，其他服务调用的时候，只需要向注册中心申请地址即可。 

        当然，服务和服务之间调用会发生一些问题，为了避免产生连锁的雪崩反应，引入了服务容错，为了追踪一个调用所经过的服务，引入了链路追踪，等等这些就构建了一个微服务的生态。

grpc

官网

中文文档

        上面我们讲到，服务和服务之间调用需要使用RPC，gRPC是一款语言中立、平台中立、开源的远程过程调用系统，gRPC客户端和服务端可以在多种环境中运行和交互，例如用java写一个服务端，可以用go语言写客户端调用。

        RPC（Remote Procedure Call）远程过程调用协议，一种通过网络从远程计算机上请求服务，而不需要了解底层网络技术的协议。RPC它假定某些协议的存在，例如TCP/UDP等，为通信程序之间携带信息数据。在OSI网络七层模型中，RPC跨越了传输层和应用层，RPC使得开发包括网络分布式多程序在内的应用程序更加容易。

        过程是什么？ 过程就是业务处理、计算任务，更直白的说，就是程序，就是像调用本地方法一样调用远程的过程

        RPC采用客户端/服务端的模式，通过request-response消息模式实现

        gRPC 里客户端应用可以像调用本地对象一样直接调用另一台不同的机器上服务端应用的方法，使得您能够更容易地创建分布式应用和服务。与许多 RPC 系统类似，gRPC 也是基于以下理念：定义一个服务，指定其能够被远程调用的方法（包含参数和返回类型）。在服务端实现这个接口，并运行一个 gRPC 服务器来处理客户端调用。在客户端拥有一个存根能够像服务端一样的方法。 

        数据在进行网络传输的时候，需要进行序列化，序列化协议有很多种，比如xml, json，protobuf等

        gRPC默认使用protocol buffers，这是google开源的一套成熟的结构数据序列化机制。

        在学习gRPC之前，需要先了解protocol buffers

        序列化：将数据结构或对象转换成二进制串的过程。

        反序列化：将在序列化过程中所产生的二进制串转换成数据结构或对象的过程。 

protobuf

Github地址：https://github.com/protocolbuffers/protobuf

Golang库所属地址：https://github.com/golang/protobuf

        protobuf是谷歌开源的一种数据格式，适合高性能，对响应速度有要求的数据传输场景。因为profobuf是二进制数据格式，需要编码和解码。数据本身不具有可读性。因此只能反序列化之后得到真正可读的数据。

优势：

1. 序列化后体积相比Json和XML很小，适合网络传输
2. 支持跨平台多语言
3. 消息格式升级和兼容性还不错
4. 序列化反序列化速度很快

protoc

        protoc 是 protobuf 文件（.proto）的编译器，可以借助这个工具把 .proto 文件转译成各种编程语言对应的源码，包含数据类型定义、调用接口等。

        通过查看 protoc 的源码，可以知道，protoc 在设计上把 protobuf 和不同的语言解耦了，底层用 C++ 来实现 protobuf 结构的存储，然后通过插件的形式来生成不同语言的源码。可以把 protoc 的编译过程分成简单的两个步骤（如上图所示）：

• 解析.proto文件，转译成protobuf的原生数据结构在内存中保存；
• 把protobuf相关的数据结构传递给相应语言的编译插件，由插件负责根据接收到的protobuf原生结构渲染输出特定语言的模板

protoc-gen-go

        protoc-gen-go 是 protobuf 编译插件系列中的 Go 版本。从上一小节知道原生的 protoc 并不包含 Go 版本的插件，不过可以在 Github 上发现专门的代码库。

        由于protoc-gen-go是Go写的，所以安装它变得很简单，只需要运行 

go get -u github.com/golang/protobuf/protoc-gen-go

        便可以在$GOPATH/bin目录下发现这个工具。至此，就可以通过下面的命令来使用protoc-gen-go了。

protoc --go_out=output_directory input_directory/file.proto

        其中"--go_out="表示生成Go文件，protoc会自动寻找PATH（系统执行路径）中的protoc-gen-go执行文件。