gRPC学习之五：gRPC-Gateway实战

本篇概览

• 本文《gRPC学习》系列的第五篇，gRPC常用于服务端之间的相互调用，如果想把服务暴露给前端，虽然动手修改服务端也能实现，但似乎增加了不少工作量，此时还可以选择gRPC-Gateway方式来快速将gRPC服务以http的方式暴露出来；
• gRPC-Gateway原理如下图，借助grpc-gateway插件，可以基于proto文件生成反向代理(Reverse Proxy)的代码，这个反向代理运行起来后，对外提供RESTful服务，收到RESTful请求后通过gRPC调用原来的gRPC服务：

• 本文展示了gRPC-Gateway环境搭建、开发、验证的整个过程，由以下步骤组成：

1. 极速搭建gRPC-Gateway环境；
2. 编写proto文件；
3. 根据proto文件生成gRPC、gRPC-Gateway源码；
4. 添加业务代码；
5. 编译、运行、验证；

提前说明文件和目录

• 本次实战在$GOPATH/src目录下新增文件夹helloworld，里面总共有以下内容：

[golang@centos7 src]$ tree helloworld/
helloworld/
├── gateway
│   └── helloworld.gw.go
├── helloworld.pb.go
├── helloworld.pb.gw.go
├── helloworld.proto
├── helloworld.swagger.json
└── server
    └── server.go

• 准备工作完成，接下来正式开始开发；

前提条件

• 本文的所有操作都没有用到root账号，而是前文创建的golang账号；
• 请参照以下两篇文章将GO环境和gRPC环境搭建好：

1. 在CentOS7部署和设置GO
2. GO的gRPC开发环境准备

极速搭建gRPC-Gateway环境

• 所谓的搭建gRPC-Gateway环境，其实是完成以下三件事：

1. 在搭建环境时参考了一些网上的文章，结果遇到了各种问题一直没有成功（我当然不会认为文章有问题，必须认识到是自己能力不足的原因所致）；
2. 经过反复折腾后终于成功后，我把所有操作做成一个shell脚本，执行以下命令即可完成上图中的所有操作：

curl -o install-grpc-gateway.sh \
https://raw.githubusercontent.com/zq2599/blog_demos/master/files/install-grpc-gateway.sh \
&& chmod a+x ./install-grpc-gateway.sh \
&& ./install-grpc-gateway.sh

1. 进入$GOPATH/bin目录，可见新增两个文件protoc-gen-grpc-gateway和protoc-gen-swagger：

[golang@centos7 ~]$ cd $GOPATH/bin
[golang@centos7 bin]$ ls -al
总用量 26708
drwxrwxr-x. 2 golang golang      98 12月 19 08:59 .
drwxrwxr-x. 5 golang golang      39 12月 19 08:21 ..
-rwxr-x---. 1 golang golang 5253272 12月 19 08:20 protoc
-rwxrwxr-x. 1 golang golang 8461147 12月 19 08:21 protoc-gen-go
-rwxrwxr-x. 1 golang golang 6717463 12月 19 08:59 protoc-gen-grpc-gateway
-rwxrwxr-x. 1 golang golang 6908535 12月 19 08:59 protoc-gen-swagger

• 现在环境准备好了，开始开发；

编写proto文件

• 在$GOPATH/src目录下，新建文件夹helloworld，里面新建文件helloworld.proto，内容如下，有几处要注意的地方稍后会说：

// 协议类型
syntax = "proto3";

// 包名
package helloworld;

import "google/api/annotations.proto";

// 定义的服务名
service Greeter {
  // 具体的远程服务方法
  rpc SayHello (HelloRequest) returns (HelloReply) {
    option (google.api.http) = {
      post: "/helloworld"
      body: "*"
    };
  }
}

// SayHello方法的入参，只有一个字符串字段
message HelloRequest {
  string name = 1;
}

// SayHello方法的返回值，只有一个字符串字段
message HelloReply {
  string message = 1;
}

• 上述proto文件有以下几处要注意的地方：

1. 整个文件其实就是以 《初试GO版gRPC开发》一文中的helloworld.proto为基础，增加了两处内容；
2. 增加的第一处，是用import关键词导入google/api/annotations.proto；
3. 增加的第二处，是SayHello方法的声明处，增加了option配置，作用是配置SayHello方法对外暴露的RESTful接口的信息；
4. 在使用protoc-gen-grpc-gateway的时候，上述两处配置会被识别到并生成对应的代码；

根据proto文件生成gRPC、gRPC-Gateway源码

1. proto文件编写完成，接下来是生成gRPC、gRPC-Gateway的源码;
2. 生成gRPC源码的命令咱们前面的文章中已经用过，如下：

protoc -I. \
-I$GOPATH/src \
-I$GOPATH/src/github.com/grpc-ecosystem/grpc-gateway/third_party/googleapis \
--go_out=plugins=grpc:. \
helloworld.proto

1. 执行完成后会在当前目录生成helloworld.pb.go文件；
2. 执行生成gRPC-Gateway源码的命令：

protoc -I. \
-I$GOPATH/src \
-I$GOPATH/src/github.com/grpc-ecosystem/grpc-gateway/third_party/googleapis \
--grpc-gateway_out=logtostderr=true:. \
helloworld.proto

1. 执行完成后会在当前目录生成helloworld.pb.gw.go文件；
2. 执行生成swagger文件的命令：

protoc -I. \
-I$GOPATH/src \
-I$GOPATH/src/github.com/grpc-ecosystem/grpc-gateway/third_party/googleapis \
--swagger_out=logtostderr=true:. \
helloworld.proto

1. 执行完成后会在当前目录生成helloworld.swagger.json文件；
2. 至此，helloworld目录下一共有这些内容：

[golang@centos7 src]$ tree helloworld/
helloworld/
├── helloworld.pb.go
├── helloworld.pb.gw.go
├── helloworld.proto
└── helloworld.swagger.json

0 directories, 4 files

1. 接下来开始编码，把运行整个服务所需的代码补全；
2. 由于篇幅限制，本文暂不提及swagger相关的开发和验证，因此生成的helloworld.swagger.json文件本篇用不上，留待下一篇文章使用；

编写服务端代码server.go并启动

1. 接下来编写服务端代码server.go，这个和《初试GO版gRPC开发》中的server.go内容一样；
2. 在$GOPATH/src/helloworld目录下新建文件夹server，在此文件夹下新建server.go，内容如下，已经添加详细注释：

package main

import (
	"context"
	"log"
	"net"

	"google.golang.org/grpc"
	pb "helloworld"
)

const (
	port = ":50051"
)

// 定义结构体，在调用注册api的时候作为入参，
// 该结构体会带上SayHello方法，里面是业务代码
// 这样远程调用时就执行了业务代码了
type server struct {
	// pb.go中自动生成的，是个空结构体
	pb.UnimplementedGreeterServer
}

// 业务代码在此写，客户端远程调用SayHello时，
// 会执行这里的代码
func (s *server) SayHello(ctx context.Context, in *pb.HelloRequest) (*pb.HelloReply, error) {
	// 打印请求参数
	log.Printf("Received: %v", in.GetName())
	// 实例化结构体HelloReply，作为返回值
	return &pb.HelloReply{Message: "Hello " + in.GetName()}, nil
}

func main() {
	// 要监听的协议和端口
	lis, err := net.Listen("tcp", port)
	if err != nil {
		log.Fatalf("failed to listen: %v", err)
	}

	// 实例化gRPC server结构体
	s := grpc.NewServer()

	// 服务注册
	pb.RegisterGreeterServer(s, &server{})

	log.Println("开始监听，等待远程调用...")

	if err := s.Serve(lis); err != nil {
		log.Fatalf("failed to serve: %v", err)
	}
}

1. 在server.go所在目录执行go run server.go，控制台提示如下：

[golang@centos7 server]$ go run server.go 
2020/12/13 08:20:32 开始监听，等待远程调用...

1. 此时gRPC的服务端已启动，可以响应远程调用，接下来开发反向代理(Reverse Proxy)；

编写反向代理(Reverse Proxy)代码helloworld.gw.go并启动

• 接下来编反向代理(Reverse Proxy)代码helloworld.gw.go；
• 在$GOPATH/src/helloworld目录下新建文件夹gateway，在此文件夹下新建helloworld.gw.go，内容如下，有几处要注意的地方稍后会说明：

package main

import (
	"flag"
	"fmt"
	"net/http"
	gw "helloworld"

	"github.com/grpc-ecosystem/grpc-gateway/runtime"
	"golang.org/x/net/context"
	"google.golang.org/grpc"
)

var (
	echoEndpoint = flag.String("echo_endpoint", "localhost:50051", "endpoint of YourService")
)

func run() error {

	ctx := context.Background()
	ctx, cancel := context.WithCancel(ctx)
	defer cancel()
	mux := runtime.NewServeMux()
	opts := []grpc.DialOption{grpc.WithInsecure()}
	err := gw.RegisterGreeterHandlerFromEndpoint(ctx, mux, *echoEndpoint, opts)

	if err != nil {
		return err
	}

	return http.ListenAndServe(":9090", mux)
}

func main() {
	if err := run(); err != nil {
		fmt.Print(err.Error())
	}
}

1. 第一处要注意的地方，是调用http.ListenAndServe监听9090端口，这是对外提供RESTful服务的端口；
2. 第二处要注意的地方，是echoEndpoint配置了将外部RESTful请求转发到server.go提供gRPC服务的入口处；
3. 第三处要注意的地方，是调用了自动生成代码中的RegisterGreeterHandlerFromEndpoint方法完成上下游调用的绑定；
4. 在hellowworld.gw.go所在目录执行go run hellowworld.gw.go，开始监听9090端口的web请求；

验证

1. 在本机上验证，用curl发送请求：

curl \
-X POST \
-d '{"name": "will"}' \
192.168.133.203:9090/helloworld

1. 收到响应如下，这是 java教程来自server.go的内容，可见http请求通过Reserve Proxy到达了真实的gRPC服务提供者，并顺利返回给调用方：

{"message":"Hello will"}

1. 去看server.go的日志如下：

[golang@centos7 server]$ go run server.go 
2020/12/19 14:16:47 开始监听，等待远程调用...
2020/12/19 14:24:35 Received: will

1. 还可以在其他机器上通过postman验证，记得关闭服务所在java教程机器的防火墙，请求和响应如下，注意按数字顺序设置和观察：

• 至此，将gRPC服务快速暴露为RESTful服务的实战就完成了，如果您正在做这方面的尝试，希望本文能给您一些参考，接下来的文章咱们一起把swagger补全，让开发和联调更加高效；