【51CTO.com快譯】早期的微服務(wù)實(shí)現(xiàn)利用了代表性狀態(tài)傳輸(REST)架構(gòu)作為事實(shí)上的通信技術(shù)。然而，充分利用REST的服務(wù)常常適用于面向外部的服務(wù)，這些服務(wù)直接暴露給消費(fèi)者。由于它們基于傳統(tǒng)的基于文本的消息傳遞(JSON、XML和CVS over HTTP等)――針對(duì)人類進(jìn)行了優(yōu)化，因此這些不是內(nèi)部服務(wù)間通信的理想選擇。

相反，使用一種基于文本的消息傳遞協(xié)議，我們可以利用針對(duì)服務(wù)間通信進(jìn)行優(yōu)化的二進(jìn)制協(xié)議。云原生計(jì)算基金會(huì)的gRPC(一種高性能的開(kāi)源通用遠(yuǎn)程過(guò)程調(diào)用框架)是服務(wù)間通信的理想選擇，因?yàn)樗褂脜f(xié)議緩沖區(qū)(protocol buffer)作為服務(wù)間通信的二進(jìn)制數(shù)據(jù)交換格式。

我們使用不同的技術(shù)和編程語(yǔ)言構(gòu)建多個(gè)微服務(wù)時(shí)，有一種標(biāo)準(zhǔn)的方法來(lái)定義服務(wù)接口和底層的消息交換格式很重要。gRPC提供了一種簡(jiǎn)潔而強(qiáng)大的方法，可以使用協(xié)議緩沖區(qū)指定服務(wù)合約。因此，gRPC可能是最適合構(gòu)建內(nèi)部微服務(wù)間通信的解決方案。

我們?cè)诒疚闹袑⒏钊氲亟榻B為什么gRPC是構(gòu)建微服務(wù)間通信的一種出色選擇。

gRPC的基礎(chǔ)知識(shí)

有了gRPC，客戶可以對(duì)不同機(jī)器上的服務(wù)器應(yīng)用程序直接調(diào)用方法，好像該機(jī)器就是本地對(duì)象。gRPC立足于傳統(tǒng)的遠(yuǎn)程過(guò)程調(diào)用(RPC)技術(shù)的基礎(chǔ)，但是實(shí)施在現(xiàn)代技術(shù)堆棧(比如HTTP2和協(xié)議緩沖區(qū)等)上，確保***的互操作性。

gRPC本身支持這種功能：使用gRPC接口定義語(yǔ)言(IDL)來(lái)定義服務(wù)合約。因此，作為服務(wù)定義的一部分，你可以指定可以遠(yuǎn)程調(diào)用的方法以及參數(shù)和返回類型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

圖1表明了gRPC的使用，在線零售應(yīng)用程序作為庫(kù)存和產(chǎn)品搜索服務(wù)的一部分。 Inventory服務(wù)的合約使用gRPC IDL來(lái)定義，該IDL在inventory.proto文件中已有指定。因此，Inventory服務(wù)的開(kāi)發(fā)人員應(yīng)先使用該服務(wù)來(lái)定義所有業(yè)務(wù)功能，然后利用proto文件生成服務(wù)端框架代碼。與之相仿，可以使用同樣的proto文件生成客戶端代碼(存根，stub)。

圖1

由于gRPC與編程語(yǔ)言無(wú)關(guān)，你可以使用異構(gòu)語(yǔ)言來(lái)構(gòu)建服務(wù)和客戶端。在這個(gè)例子中，我們使用Ballerina(ballerina.io)生成了Inventory服務(wù)代碼，使用Java生成了客戶端代碼。你可以使用GitHub上的這個(gè)源代碼(https://github.com/kasun04/grpc-microservices)來(lái)試試該示例。

庫(kù)存(inventory.proto)的服務(wù)合約如下所示： 

syntax = "proto3"; 
package grpc_service; 
import "google/protobuf/wrappers.proto"; 
service InventoryService { 
   rpc getItemByName(google.protobuf.StringValue) returns (Items); 
   rpc getItemByID(google.protobuf.StringValue) returns (Item); 
   rpc addItem(Item) returns (google.protobuf.BoolValue); 
} 
message Items { 
   string itemDesc = 1; 
   repeated Item items = 2; 
} 
message Item { 
    string id = 1; 
    string name = 2; 
    string description = 3; 
}  

服務(wù)合約易于理解，可以在客戶端和服務(wù)之間共享。如果服務(wù)合約有任何變化，服務(wù)代碼和客戶端代碼都要重新生成。

比如說(shuō)，以下代碼片段顯示了為Ballerina生成的gRPC服務(wù)的代碼。 對(duì)于我們?cè)趃RPC服務(wù)定義中的每個(gè)操作，都會(huì)生成相應(yīng)的Ballerina代碼。(Ballerina提供了開(kāi)箱即用的功能，使用“ballerina grpc –input inventory.proto –output service-skeleton –mode service”或“ballerina grpc –input inventory.proto –output bal-client –mode client”，生成服務(wù)代碼或客戶端代碼)。 

import ballerina/grpc; 
import ballerina/io; 
endpoint grpc:Listener listener { 
   host:"localhost", 
   port:9000 
}; 
@grpc:ServiceConfig 
service InventoryService bind listener { 
   getItemByName(endpoint caller, string value) { 
       // Implementation goes here. 
       // You should return a Items 
   } 
   getItemByID(endpoint caller, string value) { 
       // Creating a dummy inventory item 
       Item requested_item; 
       requested_item.id = value; 
       requested_item.name = "Sample Item " + value ; 
       requested_item.description = "Sample Item Desc for " + value; 
       _ = caller->send(requested_item); 
       _ = caller->complete(); 
   } 
   addItem(endpoint caller, Item value) { 
       // Implementation goes here. 
       // You should return a boolean 
   } 
}  

至于客戶端，再次用Inventory服務(wù)的gRPC服務(wù)定義來(lái)生成產(chǎn)品搜索服務(wù)，這是一個(gè)Java(Spring Boot)服務(wù)。你可以使用maven插件為Spring Boot/Java服務(wù)生成客戶端存根(客戶端代碼嵌入在Spring Boot服務(wù)中)。調(diào)用生成的客戶端存根的客戶端代碼如下所示： 

package mfe.ch03.grpc; 
import com.google.protobuf.StringValue; 
import io.grpc.ManagedChannel; 
import io.grpc.ManagedChannelBuilder; 
public class InventoryClient { 
   public static void main(String[] args) { 
       ManagedChannel channel = ManagedChannelBuilder.forAddress("127.0.0.1", 9000) 
               .usePlaintext() 
               .build(); 
       InventoryServiceGrpc.InventoryServiceBlockingStub stub 
               = InventoryServiceGrpc.newBlockingStub(channel); 
       Inventory.Item item = stub.getItemByID( 
StringValue.newBuilder().setValue("123").build()); 
       System.out.println("Response : " + item.getDescription()); 
   } 
}  

底層的通信

客戶端調(diào)用服務(wù)時(shí)，客戶端gRPC庫(kù)使用協(xié)議緩沖區(qū)，并編組(marshal)遠(yuǎn)程過(guò)程調(diào)用，該調(diào)用隨后通過(guò)HTTP2來(lái)發(fā)送。在服務(wù)器端，請(qǐng)求解組(un-marshalled)，使用協(xié)議緩沖區(qū)執(zhí)行相應(yīng)的過(guò)程調(diào)用。響應(yīng)遵循從服務(wù)器到客戶端的類似的執(zhí)行流程。

使用gRPC開(kāi)發(fā)服務(wù)和客戶端的主要優(yōu)點(diǎn)是，你的服務(wù)代碼或客戶端代碼不需要為解析JSON或類似的基于文本的消息格式(在代碼內(nèi)或隱含在Jackson等底層庫(kù)中，對(duì)服務(wù)代碼而言隱藏起來(lái))操心。二進(jìn)制格式解組、轉(zhuǎn)換成對(duì)象。此外，我們要處理多個(gè)微服務(wù)并確保和維護(hù)互操作性時(shí)，對(duì)通過(guò)IDL定義服務(wù)接口給予***支持是強(qiáng)大的功能。

用gRPC構(gòu)建微服務(wù)的實(shí)例

基于微服務(wù)的應(yīng)用程序由多個(gè)服務(wù)組成，并使用眾多編程語(yǔ)言構(gòu)建?；跇I(yè)務(wù)使用場(chǎng)景，你可以選擇最合適的技術(shù)來(lái)構(gòu)建服務(wù)。gRPC在這種多語(yǔ)言架構(gòu)中起到非常重要的作用。如圖2所示，產(chǎn)品搜索服務(wù)與另外多個(gè)服務(wù)進(jìn)行通信，這些服務(wù)是使用gRPC作為通信協(xié)議構(gòu)建的。因此，我們可以為每個(gè)服務(wù)定義服務(wù)合約：庫(kù)存、電子品類和服裝品類等?，F(xiàn)在，如果你想要打造一種多語(yǔ)言架構(gòu)，可以使用不同的實(shí)現(xiàn)技術(shù)來(lái)生成服務(wù)框架。

圖2顯示了用Ballerina lang編寫的庫(kù)存服務(wù)、用Golang編寫的電子服務(wù)和用Vert.x(Java)編寫的服裝服務(wù)。客戶端還可以為這每個(gè)服務(wù)合約生成存根。

圖2

仔細(xì)研究圖2中的微服務(wù)通信風(fēng)格，可以看出gRPC用于所有內(nèi)部通信，而面向外部的通信可以基于REST或GraphQL。我們將REST用于面向外部的通信時(shí)，大多數(shù)外部客戶端可以將服務(wù)用作API(利用Open API等API定義技術(shù))，因?yàn)榇蠖鄶?shù)外部客戶端知道如何與充分利用REST的HTTP服務(wù)進(jìn)行通信。此外，我們可以使用GraphQL之類的技術(shù)，讓消費(fèi)者可以根據(jù)特定的客戶需求來(lái)查詢服務(wù)，這是無(wú)法用gRPC提供便利的。

因此作為一般實(shí)踐，我們可以將gRPC用于內(nèi)部微服務(wù)之間的所有同步通信。其他同步消息傳遞技術(shù)(比如充分利用REST的服務(wù)和GraphQL)更適合面向外部的服務(wù)。

作者簡(jiǎn)介：WSO2架構(gòu)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)該公司集成平臺(tái)的開(kāi)發(fā)工作，Kasun Indrasiri是該團(tuán)隊(duì)的重要成員。之前，他作為產(chǎn)品主管參與開(kāi)發(fā)了WSO2企業(yè)服務(wù)總線(ESB)。他撰有《WSO2 ESB入門》一書，并與人合著了《企業(yè)級(jí)微服務(wù)》。他是Apache軟件基金會(huì)的當(dāng)選成員，還是Apache Synapse開(kāi)源ESB項(xiàng)目的項(xiàng)目管理委員會(huì)成員和提交者。

原文標(biāo)題：Build Real-World Microservices with gRPC，作者：Kasun Indrasiri

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