thrift 原理浅析

RPC 原理

RPC( Remote Procedure Call ） 远程调用过程。

1. 定义了一个接口文件，描述了对象，对象成员，接口方法等一系列信息。
2.通过RPC 框架提供的编译器，将接口说明文件编译成对应的语言文件。
2. 在客户端和服务端分别引用 RPC 编译器生成的文件，即可像调用本地方法一样远程调用。

RPC 通信过程如下：

1.客户端以正常方式调用客户桩（client stub)
2. 客户桩生成一个消息，然后调用本地操作系统。
3. 客户端操作系统将消息发送给原程操作系统。
4. 远程操作系统将消息交给服务器桩
5. 服务器桩将参数提取出来，然后调用服务过程
6. 服务器执行要求的操作，操作完成后将结果返回给服务器桩，
7. 服务器桩将结果打包成一个消息， 然后调用本地操作系统。
8. 服务器操作系统将含有结果的消息发送给客户端操作系统
9. 客户端操作系统将消息交给客户桩
10. 客户桩将结果提取出来，返回给他的调用方 

• 资源粒度， RPC 调用类似于本地调用，RESTful API 每一次添加接口都可能需要额外开发接口的数据，这相当于应用视图中再写一次方法调用。
• 流量消耗，RestFull API 在应用层和使用 HTTP 协议， 即使是传输高效的 JSON 也会消耗较大流量， RPC 可以使用 TCP，也可以使用 UDP , 而且可以编码，降低数据大小和减少流量消耗。

Thrift 架构

Thrift 作用于各个服务之间的 RPC 通信，支持跨语言，thrift 是一个典型的 CS 框架，客户端服务端可以使用不同的语言开发， thrift  通过 IDL (Interface Description Language) 来关联客户端和服务器。

Thrift 整体架构

• your code 是业务逻辑代码
• FooService.Client /Foo.Processor() + Foo.Write() Foo.Read是 thrift 根据 IDL  生成的客户端和服务端代码，对应的是 RPC 中的 Client Stub 和 Server Stub
• TProtocol 是用来对数据进行序列化和反序列化。
• TTransport 提供传输数据功能，使用 Apache Thrift 可以方便的定义一个服务并选择不同的传输协议。

Thrift 网络栈架构

TTransport 层

• TSocket ：阻塞 Socket
• TFrametransport ：以 frame 为单位进行传输， 非阻塞式服务中使用
• TFileTransport : 以文件形式进行传输

TProtocol 层

代表 thrift 客户端和服务端之间的传输数据的协议，指的是客户端和服务端传输数据的格式，比如 Json,  thrift 中有如下格式：

• TBinaryProtocol：二进制格式
• TCompactProtocol：压缩格式
• TJSONProtocol : Json 格式
• TSimpleJsonProtocol：提供只写的 JSON 协议

Thrift 支持的 Server 模型

• TSimpleServer ：用于简单的单线程模型，常用于测试
• TThreadPoolServer ：多线程模型，使用标准的阻塞 IO
• TNoBlockingServer: 多线程服务模型，使用非阻塞 IO，需要使用TFramedTransport 数据传输方式。
• THsHaServer : THsHa 引入了线程池去处理，其模型读写任务放到线程池去处理，Half-sync/Half-async处理模式，Half-async是在处理IO事件上(accept/read/write io)，Half-sync用于handler对rpc的同步处理；

Thrift  支持的基本数据类型

• byte: 有符号字节
• i16: 16 位有符号整数
• i32 : 32 位有符号整数
• i64: 64 位有符号整数
• double : 64 位浮点数
• string : 字符串
• 
  

Thrift 支持的容器类型

• list：一系列由 T 类型的数据组成的有序列表, 元素可以重复
• set : 一系列由 T 类型组成的无序集合，元素不可以重复
• map: 一个字典结构，Key 为 K 类型， Value 为 V 类型，和 Java 中的 HashMap 类似

thrift 支持 struct 类型，可以将一些数据类型聚合到一块。

struct People {
    1:string name;
    2:i32 age;
    3:string gender;
}

thrift 支持枚举类型

enum Gender {
    MALE,
    FEMALE
}

thrift 支持异常类型

exception RequestException {
    1:i32 code;
    2:string reason;
}

thrift 定义 Service. 格式如下：

service HelloWorldService {
    // service中可以定义若干个服务，相当于Java Interface中定义的方法
    string doAction(1:string name, 2:i32 age);
}

thrift 支持给类型定义别名

typedef i32 int
typedef i64 long

thrift. 支持常量的定义

const i32 MAX_RETRIES_TIME = 10;
const string MY_WEBSITE = "http://facebook.com";

thrift 支持命名空间，相当于 Java 中的package.

namespace java com.test.thrift.demo

#、//、/**/都可以作为thrift文件中的注释。

thrift提供两个关键字required和optional，分别用于表示对应的字段是必填的还是可选的(推荐尽量使用optional)，如下

struct People {
    1:required string name;
    2:optional i32 age;
}

thrift也支持文件包含，相当于CPP中的include，Java中的import，使用关键字include:

include "global.thrift"

thrift IDL 例子

// data.thrift
namespace java thrift.generated
namespace py py.thrift.generated
typedef i16 short
typedef i32 int
typedef i64 long
typedef bool boolean
typedef string String
// struct关键字用于定义结构体，相当于面向对象编程语言中的类
struct Person {
    // 相当于定义类中的成员，并生成相应的get和set方法，optional表示username这个成员可以没有
    1: optional String username,
    2: optional int age,
    3: optional boolean married
}
// 定义一个异常类型，用于接口中可能抛出的异常
exception DataException {
    1: optional String message,
    2: optional String callStack,
    3: optional String date
}
// 定义服务接口
service PersonService {
    Person getPersonByUsername(1: required String username) throws (1: DataException data),
    void savePerson(1: required Person person)
}

执行 thrift --gen java src/thrift/data.thrift  生成代码.

thrift 如何安装，可参考 https://wangxiaoming.blog.csdn.net/article/details/114317905

客户端可以像调用本地的方法一样调用服务端的方法

生成代码结构如下：