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thrift 原理浅析

2022-05-27 310

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简介： 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：