ASP.NET Core 使用 gRPC 初探

（RPC通讯示意图）

为什么突然说到gRPC呢，其实以前就想说一说这个东西，也想尝试使用一下，一直没有机会，一直看我公众号的小伙伴肯定都知道，这几天一直在录制一个《eShopOnContainer微服务架构》系列，现在已经是8期了，里边涵盖了使用ASP.NETCore开发微服务的常用的基本的知识技能，具体的你可以看我的视频就行，B站也同步更新。

既然要说到了微服务，那肯定就离不开服务间调用，自然而然的就联系到了常用的一个框架——gRPC了，那今天就简单的说一说这个框架，也算是一个刚入门的，比较简单，后边我也会持续跟进讲解。

 划 

 重 

 点 

gRPC是什么？

用官网的一句话就是：A high-performance, open-source universal RPC framework。

要说gRPC，那就先说下什么的RPC框架，所谓RPC(remote procedure call 远程过程调用)框架实际是提供了一套机制，使得应用程序之间可以进行通信，而且也遵从server/client模型。使用的时候客户端调用server端提供的接口就像是调用本地的函数一样。

而gRPC就是一个由Google开源的，跨语言的，高性能的远程过程调用（RPC）框架。gRPC使客户端和服务端应用程序可以透明地进行通信，并简化了连接系统的构建。它使用HTTP/2作为通信协议，使用 Protocol Buffers 作为序列化协议。

可能第一次看到这种通信框架比较陌生，介绍的也比较官方和抽象，这里说一下另一个常用的服务间通讯的方案，你可能就明白了，那就是RESTFul风格的API，想必每个人都用过RestfulAPI吧，这里就先简单说下RestfulAPI，如果这个还不是很理解的话，建议死记硬背。

1、REST，即Representational State Transfer的缩写。直接翻译的意思是"表现层状态转化"。
2、它是一种互联网应用程序的API设计理念：URL定位资源，用HTTP动词(GET,POST,DELETE,PUT,DETC)描述操作，比如只需要知道/api/blog，你就知道了他的常见的CURD多种操作。

3、简单来说就是url地址中只包含名词表示资源，使用http动词表示动作进行操作资源，将软件和网络这两个领域一定程度上结合起来。

4、之所以灵活，是因为他很少参与业务逻辑，只定义资源操作。

看完了RestfulAPI，你应该就能明白gRPC是干什么的了吧。

那两者有什么区别呢，平时在前后端分离或者移动端需要后端api的场景下，经常使用Restful丰富的API，既然大家已经习惯并熟悉了Restful，为何还用gRPC呢？

PS：下边的内容我基本是摘抄于官网和网络，文末有参考连接，今天主要是介绍下如何操作代码，文字讲解不是重点。

为什么要使用gRPC？

问题：既然是server/client模型，那么我们直接用restful api不是也可以满足吗，为什么还需要RPC呢？

我这里简单说明下优缺点和比较，说说到底使用gRPC有什么好处。

gRPC 和 Restful API

gRPC和Restful API都提供了一套通信机制，用于server/client模型通信，而且它们都使用http作为底层的传输协议(严格地说, gRPC使用的http2.0，而Restful api则不一定)。

不过gRPC还是有些特有的优势，如下：

1、gRPC可以通过protobuf来定义接口，从而可以有更加严格的接口约束条件。

2、通过protobuf可以将数据序列化为二进制编码，这会大幅减少需要传输的数据量，从而大幅提高性能。

3、gRPC可以方便地支持流式通信.

场景与好处????

1、需要对接口进行严格约束的情况。

比如我们提供了一个公共的服务，很多人，甚至公司外部的人也可以访问这个服务，这时对于接口我们希望有更加严格的约束，我们不希望客户端给我们传递任意的数据，尤其是考虑到安全性的因素，我们通常需要对接口进行更加严格的约束。这时gRPC就可以通过protobuf来提供严格的接口约束。

2、对于性能有更高要求的轻量级微服务。

有时我们的服务需要传递大量的数据，而又不希望影响到我们的性能，这个时候也可以考虑gRPC服务，因为通过protobuf我们可以将数据压缩编码转化为二进制格式，通常传递的数据量要小得多，而且通过http2我们可以实现异步的请求，从而大大提高了通信效率。

同时，更适应于网络受限的环境，使用 Protocol Buffers二进制序列化消息，该序列化始终小于等效的JSON消息，对网络带宽需求比JSON小。

 

3、需要对接多种语言的微服务的情况。

比如我们公司的项目，有JAVA组，有Python组，或者.NETCore组别，每个组当然负责各自独立的子服务部分，那就需用用到不同语言之间的服务调用问题，不希望出现兼容性问题。这个时候就用到了gRPC了，它协定优先 API 开发，默认使用协议缓冲区，允许与语言无关的实现。可用于多种语言的工具，以生成强类型服务器和客户端。gRPC工具支持所有流行的开发语言，使gRPC成为多语言开发环境的理想选择。

4、需要处理流式处理请求或响应的点对点实时服务

gRPC用更小的网络带宽，又支持客户端、服务器和双向流式处理调用，更好的帮助处理流式请求。

(理论上通过http2.0就可以使用streaming模式, 但是通常web服务的Restful api似乎很少这么用，通常的流式数据应用如视频流，一般都会使用专门的协议如HLS，RTMP等，这些就不是我们通常web服务了，而是有专门的服务器应用。）

也并不是十全十美的????

任何开发工具或者项目框架都不是十全十美的，就算是K8s、微服务或者DDD这么火热的技术也并不是无脑就上的，gRPC框架也有一定的弊端，或者至少是某些场景下是不适合的：

1、浏览器可访问的API。

 浏览器不完全支持gRPC。虽然gRPC-Web可以提供浏览器支持，但是它有局限性，引入了服务器代理

2、广播实时通信

gRPC支持通过流进行实时通信，但不存在向已注册连接广播消息的概念

3、进程间通信

进程必须承载HTTP/2才能接受传入的gRPC调用，对于Windows，进程间通信管道是一种更快速的方法。

如何.NETCore上使用gRPC？

关于如何在ASP.NETCore上使用gRPC，这里有两种方法，第一是直接创建gRPC模板项目，第二个就是在在ASP.NETCore项目上创建gRPC服务。其实这两个原理和操作流程都是差不多的，我这里都说一下吧。

通过模板创建gRPC服务

打开VS2019（版本至少16.3+），新建项目，搜索"gRPC"，就能看到一个选项，

点击下一步，填写好项目名称和项目地址以后，点击创建，

然后可以看到NetCore版本是3.1，然后不勾选Docker，点击创建。

等待新建好项目，就可以看到默认的文件是这样的，其实和我们创建ASP.NETCore项目是很相似的，如果说真的不一样，就是依赖包和多了一个Protos的文件夹，那下边我们来一一看看都是怎么作用的：

1、依赖包

Grpc.AspNetCore是gRPC结合ASP.NETCore封装的一个类库，其中很重要的是下边的两个依赖包，第一个就是Protobuf，第二个就是Tools，从名字上应该都能大概猜出来是干啥的，肯定有一个是解析protobuf文件的，一个是工具包，负责一些操作的。

2、Protos文件夹

在文章的开头我们已经说过了，gRPC很重要的一点，就是在请求和相应的的时候需要用到一个.proto的文件，用来定义服务和提供参数已经响应的参数。

默认的内容是这样的：

  // 语法结构，使用pb3
  syntax = "proto3";
  // 定义命名空间，一般是项目名或者解决方案名
  option csharp_namespace = "GrpcService1";
  // 定义服务的包
  package greet;


  // 定义具体的服务
  service Greeter {
    // 定义某一个方法API，格式是：rpc 方法名(请求参数对象名) returns(返回参数对象名)
    rpc SayHello (HelloRequest) returns (HelloReply);
  }


  // 定义请求的对象名
  message HelloRequest {
    // 有一个属性字段是name
    string name = 1;
  }


  // 定义返回的对象名
  message HelloReply {
    // 有一个返回的字段是message
    string message = 1;
  }

可以看到虽然是扩展名是.proto的文件，但是语法结构很像一个.cs文件，语法上也类似，当然只不过是类似，具体的意思我已经在上边注释了，你看看就能明白。

你可能会好奇，那我定义好了这一个文件，怎么来使用呢，别着急，分成两步，咱们先说第二步定义具体服务，第一步先卖个关子。

3、GreeterService服务

上边我们定义好了proto文件，下边就需要针对这个配置，设计服务了，因为proto仅仅是定义了服务，还没有具体的内容，那很简单，就直接看代码吧。

 /// 

 /// 根据.proto定义具体的服务
 /// GreeterService可以任意定义
 /// Greeter.GreeterBase 根据.proto文件中定义的规则来
 /// 
 public class GreeterService : Greeter.GreeterBase
 {
     // 和ASP.NETCore一样，可以使用依赖注入和服务
     private readonly ILogger _logger;
     public GreeterService(ILogger logger)
     {
         _logger = logger;
     }


     /// 

     /// 重写 设计对应的多个接口
     /// 一般都是异步处理
     /// 
     /// 
     /// 
     /// 
     public override Task SayHello(HelloRequest request, ServerCallContext context)
     {
         return Task.FromResult(new HelloReply
         {
             Message = "Hello " + request.Name
         });
     }
 }

我也同样的把注释都写上了，其实内容都是很简单的，我们都已经用了ASPNETCore这么久了，肯定都一样都能看明白，有两个问题肯定你会问：

第一、定义服务我明白，但是继承的父类Greeter.GreeterBase是如何处理的呢？

这个就是我第二步说完.proto文件的时候卖的那个关子，我们定义好了.proto文件后，系统会自动给我们创建生成服务、客户端和消息（表示传递的数据）的C# Class，但是需要一个操作：

右键项目，编辑项目文件，可以看到有一个配置：

这个是官方默认模板已经创建好的，是一个Server类型的服务，Include对应的文件，然后项目就能自动给我们创建好了父类，你可以从obj文件夹看到：

这个时候，就可以继承了。

第二、如何重写对应的方法呢？

很简单，直接针对当前的类型，alt+enter，在智能提示里，找到重写，就可以看到要重写的接口了：

4、appsettings.json

注意这里别之前不一样的地方，就是定义了一个节点：

"Kestrel": {
"EndpointDefaults": {
"Protocols": "Http2"
    }
  }

在上边我们说过，gRPC 需要 HTTP/2。 适用于 ASP.NET Core 的 gRPC 验证 HttpRequest.Protocol 为 HTTP/2。

Kestrel 在大多数新式操作系统上支持 HTTP/2。默认情况下，Kestrel 终结点配置为支持 HTTP/1.1 和 HTTP/2 连接。

5、Startup.cs

其他的文件内容都类似，我就不多说了，我们都知道，要用一个服务，就需要注册这个服务，那就肯定需要是Startup里，

 // 注册grpc服务
 services.AddGrpc();


 // 在结点路由里配置指定的服务
 app.UseEndpoints(endpoints =>
 {
     endpoints.MapGrpcService();


     endpoints.MapGet("/", async context =>
     {
         await context.Response.WriteAsync("Communication with gRPC endpoints must be made through a gRPC client. To learn how to create a client, visit: https://go.microsoft.com/fwlink/?linkid=2086909");
     });
 });

项目启动，

可以看到，只有https安全协议的，因为上边已经说过了使用gRPC必须是http/2的，同样也是需要https安全协议的。

到这里就没有问题了，说完了系统默认模板创建的方案，那现在我们不用这个方案，尝试一下，如果已经创建好了一个NetCore的API项目，比如我的Blog.Core，如何在这个基础上，创建gRPC服务呢？

基于ASP.NETCore项目创建

因为上边我们已经讲完了对应的内容和注意事项，为了篇幅不罗嗦，我就直接创建，看看是否真的可以：

还是在当然解决方案，创建一个netcore的api项目，然后添加三个nuget包：

接着添加helloworld.proto文件，配置.csproj项目配置，包含当前的.proto文件，创建HelloWorldservice.cs服务类，继承刚刚创建好的父类Hello.HelloBase，最后，注册服务，配置中间件，相应的操作可以看下边的视频：

现在我们已经定义了好了server端的服务，那如何发起调用呢，需要一个client客户端。

如何发起调用？

1、创建一个netcore的控制台

还是在该解决方案中，添加一个控制台项目

然后添加三个依赖包：

  
  
  
    all
    runtime; build; native; contentfiles; analyzers; buildtransitive
  

注意，这里我们并没有添加其他的项目引用！

2、把Hello.proto拷贝到控制台

这个很简单，只需要直接把文件夹和文件直接拖动过去就行了。

然后配置下.csproj文件，修改下gprc的服务类型，一定是client：

3、发起调用

我这里就直接写代码了

 class Program
 {
     static async System.Threading.Tasks.Task Main(string[] args)
     {
         // 创建通道
         var channel = GrpcChannel.ForAddress("https://localhost:5001");
         // 发起客户端调用
         var client = new Hello.HelloClient(channel);
         // api请求，传递参数
         var response = await client.SayHelloAsync(new HelloRequest { Name = "World" });


         Console.WriteLine("Greeting: " + response.Message);


     }
 }

大概意思就是这样的，应该能够看懂的。

运行我们的gRPC服务，也就是运行core的webapi程序，然后运行客户端控制台：

看到没有，我们并没有在控制台去引用我们的gRPC服务端的代码，只需要一个.proto文件，就能够像调用方法一样，去调用其他服务端项目的服务，这就是很大的直观上的好处。

当然好处还有很多的，比如什么是流式，如何实现服务间调用，如何网关配置等等等等，咱们下次再见吧。