gRPC双向数据流的交互控制（go语言实现）

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​gRPC简介

gRPC (https://grpc.io) 是一个由Google开发的高性能、开源、跨多种编程语言和通用的远程过程调用协议(RPC) 框架，用于客户端和服务器端之间的通信，使用HTTP/2协议并将 ProtoBuf (https://developers.google.com/protocol-buffers)作为序列化工具。

gRPC模式

gRPC主要有4种请求／响应模式，分别是：

(1) 简单模式（Simple RPC）

这种模式最为传统，即客户端发起一次请求，服务端响应一个数据，这和大家平时熟悉的RPC没有什么大的区别，所以不再详细介绍。

(2) 服务端数据流模式（Server-side streaming RPC）

这种模式是客户端发起一次请求，服务端返回一段连续的数据流。典型的例子是客户端向服务端发送一个股票代码，服务端就把该股票的实时数据源源不断的返回给客户端。

(3) 客户端数据流模式（Client-side streaming RPC）

与服务端数据流模式相反，这次是客户端源源不断的向服务端发送数据流，而在发送结束后，由服务端返回一个响应。典型的例子是物联网终端向服务器报送数据。

(4) 双向数据流模式（Bidirectional streaming RPC）

顾名思义，这是客户端和服务端都可以向对方发送数据流，这个时候双方的数据可以同时互相发送，也就是可以实现实时交互。典型的例子是聊天机器人。

双向数据流实战

在gRPC中文文档(http://doc.oschina.net/grpc?t=60133)中有上述4种模式的实例，但是其中双向数据流的例子过于简单，没有体现出双向控制的特点，所以本文创建一个新的例子（用golang实现），用以展示gRPC双向数据流的交互（关于proto如何定义、相关包如何安装，在文档中都有介绍，所以本文略去此部分）。

1、proto定义

1syntax = "proto3"; // 语法使用 protocol buffer proto3
2// 包名: chat
3package chat;   
4/*
5    服务名: Chat，
6    其中只有 名为“BidStream”的一个RPC服务，
7    输入是 Request格式的数据流， 输出是 Response 格式的数据流
8*/
9service Chat {    
10    rpc BidStream(stream Request) returns (stream Response) {}
11}
12// 请求数据 Request格式定义
13message Request {
14    string input = 1;
15}
16// 响应数据Response格式定义
17message Response {
18    string output = 1;
19}

服务端程序 server.go

1package main
2import (
3    "io"
4    "log"
5    "net"
6    "strconv"
7    "google.golang.org/grpc"
8    proto "chat" // 自动生成的 proto代码
9)
10// Streamer 服务端
11type Streamer struct{}
12// BidStream 实现了 ChatServer 接口中定义的 BidStream 方法
13func (s *Streamer) BidStream(stream proto.Chat_BidStreamServer) error {
14    ctx := stream.Context()
15    for {
16        select {
17        case <-ctx.Done():
18            log.Println("收到客户端通过context发出的终止信号")
19            return ctx.Err()
20        default:
21            // 接收从客户端发来的消息
22            输入, err := stream.Recv()
23            if err == io.EOF {
24                log.Println("客户端发送的数据流结束")
25                return nil
26            }
27            if err != nil {
28                log.Println("接收数据出错:", err)
29                return err
30            }
31            // 如果接收正常，则根据接收到的 字符串 执行相应的指令
32            switch 输入.Input {
33            case "结束对话 ":
34                log.Println("收到'结束对话'指令")
35                if err := stream.Send(&proto.Response{Output: "收到结束指令"}); err != nil {
36                    return err
37                }
38                // 收到结束指令时，通过 return nil 终止双向数据流
39                return nil
40            case "返回数据流 ":
41                log.Println("收到'返回数据流'指令")
42                // 收到 收到'返回数据流'指令， 连续返回 10 条数据
43                for i := 0; i < 10; i++ {
44                    if err := stream.Send(&proto.Response{Output: "数据流 #" + strconv.Itoa(i)}); err != nil {
45                        return err
46                    }
47                }
48            default:
49                // 缺省情况下， 返回 '服务端返回: ' + 输入信息
50                log.Printf("[收到消息]: %s", 输入.Input)
51                if err := stream.Send(&proto.Response{Output: "服务端返回: " + 输入.Input}); err != nil {
52                    return err
53                }
54            }
55        }
56    }
57}
58func main() {
59    log.Println("启动服务端...")
60    server := grpc.NewServer()
61    // 注册 ChatServer
62    proto.RegisterChatServer(server, &Streamer{})
63    address, err := net.Listen("tcp", ":3000")
64    if err != nil {
65        panic(err)
66    }
67    if err := server.Serve(address); err != nil {
68        panic(err)
69    }
70}

客户端程序 client.go​

1package main
2import (
3    "bufio"
4    "context"
5    "io"
6    "log"
7    "os"
8    "google.golang.org/grpc"
9    proto "chat" // 根据proto文件自动生成的代码
10)
11func main() {
12    // 创建连接
13    conn, err := grpc.Dial("localhost:3000", grpc.WithInsecure())
14    if err != nil {
15        log.Printf("连接失败: [%v] ", err)
16        return
17    }
18    defer conn.Close()
19    // 声明客户端
20    client := proto.NewChatClient(conn)
21    // 声明 context
22    ctx := context.Background()
23    // 创建双向数据流
24    stream, err := client.BidStream(ctx)
25    if err != nil {
26        log.Printf("创建数据流失败: [%v] ", err)
27    }
28    // 启动一个 goroutine 接收命令行输入的指令
29    go func() {
30        log.Println("请输入消息...")
31        输入 := bufio.NewReader(os.Stdin)
32        for {
33            // 获取 命令行输入的字符串， 以回车 作为结束标志
34            命令行输入的字符串, _ := 输入.ReadString(' ')
35            // 向服务端发送 指令
36            if err := stream.Send(&proto.Request{Input: 命令行输入的字符串}); err != nil {
37                return
38            }
39        }
40    }()
41    for {
42        // 接收从 服务端返回的数据流
43        响应, err := stream.Recv()
44        if err == io.EOF {
45            log.Println("️ 收到服务端的结束信号")
46            break    //如果收到结束信号，则退出“接收循环”，结束客户端程序
47        }
48        if err != nil {
49            // TODO: 处理接收错误
50            log.Println("接收数据出错:", err)
51        }
52        // 没有错误的情况下，打印来自服务端的消息
53        log.Printf("[客户端收到]: %s", 响应.Output)
54    }
55}​

运行效果

先启动服务端程序 server.go
再启动客户端程序 client.go

输入消息，结果类似下图：

​

总结

gRPC是个很强大的RPC框架，而且支持多语言编程，上面的服务端、客户端程序我们完全可以用不同的语言实现，比如服务端用JAVA，客户端用Python...

gRPC的四种交互模式也给我们提供了很大的发挥空间，最近Nginx宣布支持gRPC，这可能也预示着某种趋势...

​

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本文摘自异步社区，作者：阿狸不歌 作品：《gRPC双向数据流的交互控制（go语言实现）》

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