一步步完成gRPC 示例

孟君

发布于 2019-09-17 16:18:34

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发布于 2019-09-17 16:18:34

文章被收录于专栏：孟君的编程札记

本文将一步步完成一个gRPC的示例。文章从如下几个部分来加以说明：

根据proto自动生成代码 - 编写proto文件，并根据工具在window下自动生成gRPC所需代码
代码组成 - 给出Maven工程的模块化结构组成，并在每个模块中一步步实现代码
测试 - 对编写的代码进行测试，包括Server启动并绑定服务、Client连接并调用服务
小结 - 针对本文的内容进行简单的介绍

下面就一步步来完成每一个部分~

一、根据proto自动生成代码

1.1 定义服务接口

gRPC 默认使用 protocol buffers 作为接口定义语言，来描述服务接口和有效载荷消息结构。更多的proto3文档信息，参考https://developers.google.com/protocol-buffers/docs/proto3

hello.proto

syntax = "proto3";

package com.xxx.tutorial.demo.grpc;

option java_multiple_files = true;
option java_package = "com.xxx.tutorial.demo.model";  
option java_outer_classname = "Hello";

message HelloRequest{  
    string name  = 1;  
    int32 id    = 2;  
}  
message HelloResponse{  
    string message = 1;  
}

hello_service.proto

syntax = "proto3";

package com.xxx.tutorial.demo.grpc;


option java_multiple_files = true;
option java_package = "com.xxx.tutorial.demo.service"; 
option java_outer_classname = "GreetingService";

import "hello.proto";

service HelloService{  
    rpc sayHello(HelloRequest) returns (HelloResponse);  
}

1.2 产生proto文件对应代码

可以访问网址【https://github.com/google/protobuf/releases】查看不同版本代码生成器，本文使用的版本为protoc-3.1.0-win32.zip，可以访问如下地址下载，

【https://github.com/google/protobuf/releases/download/v3.1.0/protoc-3.1.0-win32.zip】

下载好之后，解压缩，并把proto文件防止到bin目录中

执行protoc.exe --java_out=./ *.proto生成代码

F:\JavaDeveloper\rpc\gRpc\protoc-3.1.0-win32\bin>protoc.exe --java_out=./ *.proto

执行上述命令之后，在bin目录下会生成代码（包含包名）, 如：

具体model和service包中的代码截图如下：

注意：

上述生成了消息对象等相关代码，但是还不包含rpc服务所需要的通信代码。

1.3 生成rpc通信代码

rpc通信代码需要protoc-gen-grpc-java 插件来完成，可以访问如下网址下载：【protoc-gen-grpc-java-0.13.2-windows-x86_64.exe】

将下载的protoc-gen-grpc-java-0.13.2-windows-x86_64.exe放到protoc-3.1.0-win32下的bin目录中。如：

执行如下语句即可~

protoc.exe --plugin=protoc-gen-grpc-java=protoc-gen-grpc-java-0.13.2-windows-x86_64.exe --grpc-java_out=./ *.proto

如：

F:\JavaDeveloper\rpc\gRpc\protoc-3.1.0-win32\bin>protoc.exe --java_out=./ *.proto
F:\JavaDeveloper\rpc\gRpc\protoc-3.1.0-win32\bin>protoc.exe --plugin=protoc-gen-grpc-java=protoc-gen-grpc-java-0.13.2-windows-x86_64.exe --grpc-java_out=./ *.proto
F:\JavaDeveloper\rpc\gRpc\protoc-3.1.0-win32\bin>

可以看到在service包中多了一个HelloServiceGrpc.java文件。

该文件在后续服务实现的时候需要用到。

至此，根据proto文件产生Java代码部分就完成了。接下来，要做的就是编写服务实现、服务器代码以及客户端调用接口的代码等~

二、代码组成

2.1 Maven工程结构

grpc-demo这个Maven工程主要包含四个模块，

grpc-demo-interface - 存放proto文件产生的代码
grpc-demo-service - 实现服务
grpc-demo-server - 简单服务器
grpc-demo-client - 简单的客户端

pom文件如下：

<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
  <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
  <groupId>com.xxx.tutorial</groupId>
  <artifactId>grpc-demo</artifactId>
  <version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
  <packaging>pom</packaging>
  <modules>
    <module>grpc-demo-server</module>
    <module>grpc-demo-client</module>
    <module>grpc-demo-interface</module>
    <module>grpc-demo-service</module>
  </modules>
</project>

Eclipse的工程目录结构如下：

2.2 grpc-demo-interface模块

直接将上述生成的代码，拷贝到src/main/java中，如

遇到“红叉叉”是因为，没有导入相关的jar包~ 在该模块下的pom.xml文件中添加相关的依赖包即可：

<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
  xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
  <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
  <parent>
    <groupId>com.xxx.tutorial</groupId>
    <artifactId>grpc-demo</artifactId>
    <version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
  </parent>
  <artifactId>grpc-demo-interface</artifactId>

  <dependencies>
    <dependency>
      <groupId>com.google.protobuf</groupId>
      <artifactId>protobuf-java</artifactId>
      <version>3.1.0</version>
    </dependency>
    <!-- https://mvnrepository.com/artifact/io.grpc/grpc-stub -->
    <dependency>
      <groupId>io.grpc</groupId>
      <artifactId>grpc-stub</artifactId>
      <version>1.3.0</version>
    </dependency>
    <dependency>
      <groupId>io.grpc</groupId>
      <artifactId>grpc-protobuf</artifactId>
      <version>1.3.0</version>
    </dependency>
    <dependency>
      <groupId>io.grpc</groupId>
      <artifactId>grpc-netty</artifactId>
      <version>1.3.0</version>
    </dependency>
  </dependencies>
</project>

服务接口模块搞定，接下来要完成接口的实现。

2.3 grpc-demo-service模块

添加grpc-demo-interface依赖

<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
  xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
  <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
  <parent>
    <groupId>com.xxx.tutorial</groupId>
    <artifactId>grpc-demo</artifactId>
    <version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
  </parent>
  <artifactId>grpc-demo-service</artifactId>

  <dependencies>
    <dependency>
      <groupId>com.xxx.tutorial</groupId>
      <artifactId>grpc-demo-interface</artifactId>
      <version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
    </dependency>
  </dependencies>
</project>

编写服务接口实现类

package com.xxx.tutorial.demo.service.impl;

import java.util.logging.Logger;

import com.xxx.tutorial.demo.model.HelloRequest;
import com.xxx.tutorial.demo.model.HelloResponse;
import com.xxx.tutorial.demo.service.HelloServiceGrpc;

import io.grpc.stub.StreamObserver;

public class GreetingServiceImpl implements HelloServiceGrpc.HelloService {

  private static final Logger logger = Logger.getLogger(GreetingServiceImpl.class.getName());

  public void sayHello(HelloRequest request, StreamObserver<HelloResponse> responseObserver) {

    logger.info(String.format("sayHello方法调用的请求参数信息: name={%s}, id={%d}", request.getName(), request.getId()));

    HelloResponse reply = HelloResponse.newBuilder().setMessage(String.format("Hello, %s", request.getName()))
        .build();
    
    responseObserver.onNext(reply);
    responseObserver.onCompleted();
  }

}

2.4 grpc-demo-server模块

添加grpc-demo-service依赖

<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
  xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
  <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
  <parent>
    <groupId>com.xxx.tutorial</groupId>
    <artifactId>grpc-demo</artifactId>
    <version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
  </parent>
  <artifactId>grpc-demo-server</artifactId>

  <dependencies>
    <dependency>
      <groupId>com.xxx.tutorial</groupId>
      <artifactId>grpc-demo-service</artifactId>
      <version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
    </dependency>
  </dependencies>
  
</project>

编写Server代码

package com.xxx.tutorial.demo.server;

import java.io.IOException;
import java.util.logging.Logger;

import com.xxx.tutorial.demo.service.HelloServiceGrpc;
import com.xxx.tutorial.demo.service.impl.GreetingServiceImpl;

import io.grpc.Server;
import io.grpc.ServerBuilder;

public class HelloServer {

  private static final Logger logger = Logger.getLogger(HelloServer.class.getName());

  private static final int DEFAULT_PORT = 50051;

  private Server server = null;

  private void start() throws IOException {

    server = ServerBuilder.forPort(DEFAULT_PORT).addService(HelloServiceGrpc.bindService(new GreetingServiceImpl()))
        .build().start();

    logger.info("Server started, listening on " + DEFAULT_PORT);

    Runtime.getRuntime().addShutdownHook(new Thread() {
      @Override
      public void run() {
        System.err.println("*** shutting down gRPC server since JVM is shutting down");
        HelloServer.this.stop();
        System.err.println("*** server shut down");
      }
    });
  }

  private void stop() {
    if (server != null) {
      server.shutdown();
    }
  }

  /**
   * Await termination on the main thread since the grpc library uses daemon
   * threads.
   */
  private void blockUntilShutdown() throws InterruptedException {
    if (server != null) {
      server.awaitTermination();
    }
  }

  public static void main(String[] args) throws IOException, InterruptedException {
    final HelloServer server = new HelloServer();
    server.start();
    server.blockUntilShutdown();
  }

}

2.5 grpc-demo-client模块

添加grpc-demo-interface依赖

<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
  xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
  <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
  <parent>
    <groupId>com.xxx.tutorial</groupId>
    <artifactId>grpc-demo</artifactId>
    <version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
  </parent>
  <artifactId>grpc-demo-service</artifactId>

  <dependencies>
    <dependency>
      <groupId>com.xxx.tutorial</groupId>
      <artifactId>grpc-demo-interface</artifactId>
      <version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
    </dependency>
  </dependencies>
</project>

编写Client

package com.xxx.tutorial.demo.client;

import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.logging.Logger;

import com.xxx.tutorial.demo.model.HelloRequest;
import com.xxx.tutorial.demo.model.HelloResponse;
import com.xxx.tutorial.demo.service.HelloServiceGrpc;

import io.grpc.ManagedChannel;
import io.grpc.netty.NegotiationType;
import io.grpc.netty.NettyChannelBuilder;

public class GreetingServiceClient {

  private static final Logger logger = Logger.getLogger(GreetingServiceClient.class.getName());

  private final ManagedChannel channel;

  private final HelloServiceGrpc.HelloServiceBlockingStub blockingStub;

  public GreetingServiceClient(String host, int port) {

    channel = NettyChannelBuilder.forAddress(host, port).negotiationType(NegotiationType.PLAINTEXT).build();
    blockingStub = HelloServiceGrpc.newBlockingStub(channel);
  }

  public void shutdown() throws InterruptedException {
    channel.shutdown().awaitTermination(5, TimeUnit.SECONDS);
  }

  public void sayHello(String name) {
    try {
      System.out.println("Will try to say Hello  " + name + " ...");
      HelloRequest request = HelloRequest.newBuilder().setName(name).setId(12345678).build();
      HelloResponse response = blockingStub.sayHello(request);
      System.out.println("result from server: " + response.getMessage());
    } catch (RuntimeException e) {
      System.out.println("RPC failed:" + e.getMessage());
      return;
    }
  }

  public static void main(String[] args) throws Exception {

    GreetingServiceClient client = new GreetingServiceClient("127.0.0.1", 50051);

    try {
      String name = "Eric";
      logger.info(String.format("Client 调用RPC接口，参数为name = {%s}", name));
      client.sayHello(name);
    } finally {
      client.shutdown();
    }
  }
}

至此，Maven工程中，4个模块的代码就简单写完了。接下来，测试一下。

三、测试

3.1 Server启动

直接运行HelloServer.java（其中包含main函数）即可。

3.2 Client运行

直接运行GreetingServiceClient.java（其中包含main函数）即可。

3.3 结果查看

我们可以看到，客户端调用接口，传值name为Eric，得到服务端的相应为Hello, Eric。

五月 26, 2017 6:41:20 下午 com.xxx.tutorial.demo.client.GreetingServiceClient main
信息: Client 调用RPC接口，参数为name = {Eric}
Will try to say Hello  Eric ...
result from server: Hello, Eric

再看一下，服务端的输出日志，也包含了请求参数，其中，id的值因为没有用到，所以在Service实现的sayHello接口，直接设置了12345678。

五月 26, 2017 6:40:14 下午 com.xxx.tutorial.demo.server.HelloServer start
信息: Server started, listening on 50051
五月 26, 2017 6:41:20 下午 com.xxx.tutorial.demo.service.impl.GreetingServiceImpl sayHello
信息: sayHello方法调用的请求参数信息: name={Eric}, id={12345678}