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gRPC实践之proto及Maven插件概念及使用详解

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gRPC实践之proto及Maven插件概念及使用详解

一. 前言

文章合集 : ?http://shouce.jb51.net/java/jdk1.6/

Github : ? github.com/black-ant

CASE 备份 : ? gitee.com/antblack/ca…

这一块在学习的初期没专门去看,导致写Demo的时候一度遇到了很多的困难。

protobuf 是 gRPC 中生成 API Service 的方式,在 Maven 编译时就可以快速生成对应的Class类。

二. proto 的概念和使用

以 Maven 为例,在 gRPC 中通常使用 protobuf-maven-plugin 插件,根据一个 .proto 文件生成对应的 Java 代码。 其本身是基于 Google 的 Protocol Buffers 工具链实现的。

2.1 具体的执行流程

  • S1 : 创建一个 .proto 文件,按照规范要求定义元数据内容
  • S2 : 通过 protobuf-maven-plugin 插件进行 compile 操作
  • S3 : protobuf-maven-plugin 调用 protoc 命令行工具,生成对应的 Java 代码
  • S4 : 生成的 Java 代码会被编译,并打包成 Jar 包 , 最终生成可执行文件给项目使用

.proto 文件格式

syntax = "proto3"; // 定义使用的语法版本,这里是proto3
package com.example.grpc; // 定义package,用于在其他文件中引用该文件定义的类型
// 定义配置项 
// - java_package :定义生成的Java类的包名
// - java_outer_classname  : 定义生成的Java类的类名
option java_multiple_files = true;
// 接口类
service UserService {
  rpc query (UserRequest) returns (UserResponse);
}
// 定义消息类型
message UserRequest {
  string name = 1; // 字段类型和名称,以及字段标识符,用于序列化和反序列化
}
// 这里的消息类型是返回值
message UserResponse {
  string name = 1;
  int32 age = 2;
  string address = 3;
  // 这里定义一个枚举
  enum PhoneType { MOBILE = 0; HOME = 1; WORK = 2; } 
  // 这里定义一个内部对象
  repeated PhoneNumber phones = 4;
  message PhoneNumber {
    string number = 1;
    PhoneType type = 2;
  }
}

通常一个 proto 文件中会包含以下主要内容

  • package: 包名,用于区分不同模块的数据结构定义。
  • message: 消息体,包含多个字段,每个字段都有一个名称和类型。
  • enum: 枚举类型,定义多个枚举值。
  • service: 定义 RPC 服务接口,包含多个方法,每个方法都有一个请求消息和一个响应消息。

生成一个 .class 文件

这里就可以看到,其实生成了很多文件,最重要的包括 :UserServiceGrpc ,HelloRequest 和 HelloResponse 这几个。

使用文件

使用文件和平时使用 Class 是一致的,引入 Maven 依赖然后直接调用就行了

@Resource
UserServiceGrpc.UserServiceBlockingStub userService;
UserRequest userRequest = UserRequest.newBuilder().setName("test").build();
UserResponse user = userService.query(userRequest);

三. 生成Java文件的核心类

上面看了插件的使用,后面就来详细看看它生成的几个 Class 到底包含了什么 :

3.1 grpc 类

以 UserServiceGrpc 为例 ,整个类包含这些核心方法 :

getQueryMethod : 这个对应 proto 文件中的 query 方法

// 注解中就标注了请求的路径和请求体,返回体
// 没看 grpc 源码,但是猜测里面会通过这个注解构建请求
@io.grpc.stub.annotations.RpcMethod(
    fullMethodName = SERVICE_NAME + '/' + "query",
    // 这个就对应着 .proto 中配置的 message 对象
    requestType = com.example.grpc.UserRequest.class,
    responseType = com.example.grpc.UserResponse.class,
    methodType = io.grpc.MethodDescriptor.MethodType.UNARY)
// 这里返回的实际上是一个 MethodDescriptor 对象
public static io.grpc.MethodDescriptor getQueryMethod() {
  io.grpc.MethodDescriptor getQueryMethod;
  // Spring 注入的时候应该是没有多线程风险的,这个可能是为了其他加载方式准备,上了一把锁
  // PS : 这里是一个经典的单例模式,不过代码太长被我屏蔽了
  synchronized (UserServiceGrpc.class) {
      // 省略具体的build逻辑,这里设置了很多内部参数,方法名等等
      UserServiceGrpc.getQueryMethod = getQueryMethod =
            io.grpc.MethodDescriptor.<....>newBuilder()
            // ... 省略
            .build();
      }
  return getQueryMethod;
}

MethodDescriptor 是 gRPC 中的专属对象,用于表示一个gRPC方法的描述。 其中包含了方法名,输入输出,请求流和响应流等信息。

后续很多流程中都会通过该对象进行请求Client的创建,和RPC方法的注册。

其他 stub 对象

除了核心方法,其他比较主要的就是 stub 对象了。stub 对象用于向服务端发起 RPC 调用。

使用 gRPC 时,客户端通过创建一个与服务端相同的 stub 对象来发起远程调用,封装了底层的网络通信细节。

UserServiceGrpc 中有一个 newStub 方法,同时对应的还有 newBlockingStub 和 newFutureStub 。这些对象用于创建阻塞,异步回调的请求类型。

//  对应的class对象里面方法大同小异
public static final class UserServiceStub extends io.grpc.stub.AbstractAsyncStub<UserServiceStub> {
  // 简单的构造器,这里传入了一个 channel ,表示与服务端通信的通道  
  private UserServiceStub(
      io.grpc.Channel channel, io.grpc.CallOptions callOptions) {
    super(channel, callOptions);
  }
  // 调用 new 完成 build
  protected UserServiceStub build
  // 发起具体的 query 请求
  public void query(com.example.grpc.UserRequest request,
      io.grpc.stub.StreamObserver<com.example.grpc.UserResponse> responseObserver)

3.2 DTO 和 Build 类

这里倒没太多东西,主要是 DTO 和 DTOOrBuilder 。

DTO 类 (HelloRequest)

这个类比我们想的要大的多,一般我们认为 DTO 里面主要是 Getter / Setter 这些方法 ,但是 proto 生成的 DTO 要复杂得多

// 容易让人迷惑的方法 :
- getUnknownFields : 获取消息中的未知字段 (解析器未知的字段)
- internalGetFieldAccessorTable : 获取特定protobuf消息类型的字段访问器表格
- isInitialized : 用于判断一个对象是否已经被完全初始化的方法 (避免字段未被初始化完全)
- getSerializedSize : 用于计算当前消息的序列化后的大小 , 用于预留缓冲空间
- parseFrom : 用于将二进制数据解析成 Protobuf 消息对象
    - parseFrom(byte[] data):从字节数组解析 Protobuf 消息对象
    - parseFrom(byte[] data, int off, int len):从字节数组的指定位置和长度解析 Protobuf 消息对象
    - parseFrom(InputStream input):从输入流解析 Protobuf 消息对象
    - parseFrom(CodedInputStream input):从 CodedInputStream 对象解析 Protobuf 消息对象
- newBuilderForType : 创建当前消息类型的 Builder 对象,用于构建该类型的消息
- toBuilder :用于返回一个可以修改消息的构建器对象 , 配合 newBuilder 一起使用
- parser : 接收一个字节数组或者一个输入流作为参数,并返回一个对应的消息对象

DTOOrBuilder (HelloRequestOrBuilder)

在不需要修改消息属性的场景下,提供一种更轻量级的消息访问方式

public interface UserRequestOrBuilder extends
    // @@protoc_insertion_point(interface_extends:com.example.grpc.UserRequest)
    com.google.protobuf.MessageOrBuilder {
  
  java.lang.String getName();
  
  com.google.protobuf.ByteString
      getNameBytes();
}

UserServiceOuterClass

OuterClass 是 proto 文件中定义的一个特殊类,用于包含所有其他消息和服务定义,可以作为访问对应类的入口点。

example.OuterClass.Person person = example.OuterClass.Person.newBuilder() .setName("Alice") .setId(123) .build();

总结

了解 proto 插件是使用 gRPC 得基础。一开始我是一直没搞懂这个 Request 类是怎么出来了,一直引入失败。

后续就开始一片片得深入 gRPC 的使用。

以上就是gRPC实践之proto及Maven插件概念及使用详解的详细内容,更多关于gRPC proto Maven插件的资料请关注编程网其它相关文章!

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