微服务：使用gRPC

微服务 ：独立的，去中心化的架构模式

独立的，去中心化的，围绕业务组织服务和管理数据，并且使用轻量级通讯机制

按照业务领域组织服务并且提供 Restful 接口，服务与服务之间通过轻量级通讯方式(Restful)进行数据交换和调用，对外使用轻量级网关简化客户端访问复杂度。基于服务发现和注册中心，完成服务之间的相互发现以及实现服务自身的横向扩展。

g RPC ： 通用的，高性能的RPC框架

Google 开发的基于HTTP/2标准设计的一个通用的，高性能的RPC框架

• 基于HTTP/2协议提供了更好的强的应用性能（节省带宽，减少TCP请求连接数）
• 基于ProtoBuf定义服务，面向接口对服务进行顶层设计

syntax = "proto3";
package example;
message StringMessage {
string value = 1;
}
service YourService {
rpc Echo(StringMessage) returns (StringMessage) {}
}
 

• 支持主流的编程语言，C , Java ,Python,Go,Ruby,Node.js，PHP等, 基于ProtoBuf生成相应的服务端和客户端代码。

相比在使用Restful方式完成服务之间的相互访问，GRPC能提供更好的性能，更低的延迟，并且生来适合与分布式系统。

同时基于标准化的IDL（ProtoBuf）来生成服务器端和客户端代码, ProtoBuf服务定义可以作为服务契约，因此可以更好的支持团队与团队之间的接口设计，开发，测试，协作等等。

因此在很多对于应用性能有较高要求的情况下，对外使用Restful提供 api 接口以支持不同的客户端渠道（Web, Mobile）而服务与服务之间则采用RPC方式进行交互。

扩展你的gRPC定义

使用gRPC基于Protobuf可以实现服务间的标准化定义，同时可以能够提供更好的应用性能，而在某些情况下我们依然希望我们的服务接口是能够支持Restful API的，比如在第一个图中，我们需要对外支持不同的渠道。因此我们可以在原有的Protobuf服务定义文件中添加更多的扩展，来讲Protobuf在定义服务的同时定义相应的Restful接口即可：

syntax = "proto3";
package example;
import "google/api/annotations.proto";
message StringMessage {
string value = 1;
}
service YourService {
- rpc Echo(StringMessage) returns (StringMessage) {}
rpc Echo(StringMessage) returns (StringMessage) {
 option (google.api.http) = {
 post: "/v1/example/echo"
 body: "*"
 };
}
}
 

其中google/api/annotations.proto出自，是Google提供的用于定义REST和gRPC的标准接口定义

gRPC-Gateway: 从gRPC到HTTP

通过google提供的标准接口google/api/annotations.proto我们可以有效的对Protobuf服务描述其相应的HTTP接口形式。而gRPC-Gateway则提供了基于.proto文件中的服务接口定义生成Http的反向代理的能力。因为对于同一个标准的Grpc服务定义，除了基本的grpc client以外还能生成相应的HTTP JSON的接口实现。

示例：使用gRPC-Gateway创建微服务

1， 定义服务echo_service.proto

定义服务EchoService，并且Echo方法，该方法接收一个StringMessage结构的数据，并且返回StringMessage。 同时声明该方法对外提供Rest API /v1/example/echo/{value}

syntax = "proto3";
package echo;
import "google/api/annotat io ns.proto";
message StringMessage {
string value = 1;
}
service EchoService {
rpc Echo(StringMessage) returns (StringMessage) {
 option (google.api.http) = {
 post: "/v1/example/echo/{value}"
 body: "*"
 };
}
}
 

2, 生成Server端代码

这里使用 gradle 进行构建 build.gradle，调用构建命令基于proto文件生成服务端代码

|- ProjectRoot
|- build.gradle
|- src
 |- main
 |- proto
 |- api
 |- annotations.proto
 |- http.proto
 |- echo_service.proto
 

build.gradle

apply plugin: 'java'
apply plugin: 'maven'
apply plugin: 'com.google.protobuf'
buildscript {
repositories {
 mavenCentral()
}
dependencies {
 // ASSUMES GRADLE 2.12 OR HIGHER. Use plugin version 0.7.5 with earlier
 // gradle versions
 classpath 'com.google.protobuf:protobuf-gradle-plugin:0.8.1'
}
}
repositories {
mavenCentral()
mavenLocal()
}
group = 'com.demo.grpc'
version = '1.0-SNAPSHOT'
description = """echo-service"""
sourceCompatibility = 1.5
targetCompatibility = 1.5
def grpcVersion = '1.6.1' // CURRENT_GRPC_VERSION
dependencies {
compile "com.google.api.grpc:proto-google-common-protos:0.1.9"
compile "io.grpc:grpc-netty:${grpcVersion}"
compile "io.grpc:grpc-protobuf:${grpcVersion}"
compile "io.grpc:grpc-stub:${grpcVersion}"
testCompile "io.grpc:grpc-testing:${grpcVersion}"
testCompile " junit :junit:4.11"
testCompile "org.mockito:mockito-core:1.9.5"
}
protobuf {
protoc {
 artifact = 'com.google.protobuf:protoc:3.3.0'
}
plugins {
 grpc {
 artifact = "io.grpc:protoc-gen-grpc-java:${grpcVersion}"
 }
}
generateProtoTasks {
 all()*.plugins {
 grpc {
 // To generate deprecated interfaces and static bindService method,
 // turn the enable_deprecated option to true below:
 option 'enable_deprecated=false'
 }
 }
}
generatedFilesBaseDir = new File("$projectDir", "src")
}
// Inform IntelliJ projects about the generated code.
apply plugin: 'maven'
// Provide convenience executables for trying out the examples.
apply plugin: 'application'
startScripts.enabled = false
task echoServer(type: CreateStartScripts) {
mainClassName = 'com.wise2c.grpc.App'
applicationName = 'echo-server'
outputDir = new File(project.buildDir, 'tmp')
classpath = jar.outputs.files project.configurations. runtime 
}
applicationDistribution.into('bin') {
from(echoServer)
fileMode = 0755
}
 

/gradlew build
 

3, 实现Echo接口,并且启动服务

接口获取请求内容，并且生成相应内容

public class EchoImpl extends EchoServiceImplBase {
@Override
public void echo(StringMessage request, StreamObserver<StringMessage> responseObserver) {
 StringMessage reply = StringMessage.newBuilder().setValue("Hello " request.getValue()).build();
 responseObserver.onNext(reply);
 responseObserver.onCompleted();
}
}
 

创建启动类

public class EchoServer
{
private static final Logger logger = Logger.getLogger(EchoServer.class.getName());
private Server server;
private void start() throws IOException {
 int port = 9090;
 server = ServerBuilder.forPort(port)
 .addService(new EchoImpl())
 .build()
 .start();
 logger.info("Server started, listening on " port);
 Runtime.getRuntime().addShutdownHook(new Thread() {
 @Override
 public void run() {
 // Use stderr here since the logger may have been reset by its JVM shutdown hook.
 System.err.println("*** shutting down gRPC server since JVM is shutting down");
 EchoServer.this.stop();
 System.err.println("*** server shut down");
 }
 });
}
private void stop() {
 if (server != null) {
 server.shutdown();
 }
}
private void blockUntilShutdown() throws InterruptedException {
 if (server != null) {
 server.awaitTermination();
 }
}
public static void main(String[] args) throws IOException, InterruptedException {
 final EchoServer server = new EchoServer();
 server.start();
 server.blockUntilShutdown();
}
}
 

运行gRPC Server实例

Oct 24, 2017 4:05:00 PM com.wise2c.grpc.EchoServer start
信息: Server started, listening on 9090
 

4， 生成Restful反向代理（Go）代码

目前gRPC-Gateway只支持生成Go的Restful反向代理

protoc -I/usr/local/include -I. -I$GOPATH/src -I$GOPATH/src/ github .com/grpc-ecosystem/grpc-gateway/third_party/googleapis --grpc-gateway_out=logtostderr=true:. echo/echo_service.proto
 

5, 创建Restful代理启动类

package main
import (
"flag"
"net/http"
gw "git.wise2c.com/grpc-gateway-example/echo"
"github.com/golang/glog"
"github.com/grpc-ecosystem/grpc-gateway/runtime"
"golang.org/x/net/context"
"google.golang.org/grpc"
)
var (
echoEndpoint = flag.String("echo_endpoint", "localhost:9090", "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.RegisterEchoServiceHandlerFromEndpoint(ctx, mux, *echoEndpoint, opts)
if err != nil {
 return err
}
return http.ListenAndServe(":8080", mux)
}
func main() {
flag.Parse()
defer glog.Flush()
if err := run(); err != nil {
 glog.Fatal(err)
}
}
 

启动Restful接口

bee run
 

小结

至此，以Kubernetes下部署为例：

• 对于每个微服务创建Deployment包含两个容器，该服务的gRPCServer实现以及其对应的反向代理。并且以此为单位进行伸缩（同一Pod内容器共享公网，存储资源，直接使用127.0.0.1访问即可）。
• 创建Service并且代理Deployment的Http端口以及RPC端口（对内同时暴露Http和RPC服务）。
• 对于无状态服务而言，系统内部服务之间以Service作为DNS，实现RPC的远程调用。
• 对于有状态服务，需要添加额外的服务发现和注册中心如Consul或Eureka。实现点对点调用。 对外基于API
• Gateway对外部客户端（浏览器，H5）提供Rest API。

在诸如Spring Cloud这样的微服务框架当中，每一个服务默认基于HTTP协议对外提供Restful API,从而对外对内的提供服务能力。 而在某些场景下，我们既需要保持Restful的简单性，又想充分提升应用内部的性能以及可靠性，采用gRPC可以帮助我们实现是这样的目的，而使用gRPC-Gateway这样的工具我们可以很快速的基于proto接口定义，在使用RPC的同时对外提供Restful，实现软件架构的小步优化以及应用性能的提升。