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gRPC简介

news 文章来源：https://blog.csdn.net/rhx_qiuzhi/article/details/129223259 2024/11/20 15:34:04

grpc简介

grpc介绍可以参考官网。无论是rpc还是grpc，可以这样理解，都知道过去使用的单单体架构，而在2011年5月威尼斯的一个软件架构会议上提出了微服务架构，围绕业务功能进行组织(organized around business capability)，不再是以前的纵向切分，而改为按业务功能横向划分，一个微服务最好由一个小团队针对一个业务单元来构建。
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所以服务和服务之间存在调用关系，服务中之间使用http调用，发现性能太差，使用了一种新的通信方式，这个通信方式称为rpc客户端和服务端沟通的过程如下：

客户端发送数据（以字节流的方式）编码
服务端接受并解析，根据约定执行什么然后把结果返回给客户，解码
那RPC的发展，RPC远程调用总体而言:
rpc就是上述的过程封装下，时期操作更加优化
使用一些大家都认可的协议，使其规范化
做成一些框架，直接或间接的产生利益，这个就是grpc

grpc是基于“服务定义”的思想，简单的来说，就是通过某种方式描述一个服务，这种描述与语言无关，在这个“服务定义”的过程中，描述了提供的服务名是什么，有哪些方法可以被调用，这些方法有哪些参数，返回参数是什么

grpc调用方称之为client，服务方为server。也就是说定义好了这些方法和服务之后，grpc会屏蔽底层的细节，client只需要调用定义好的防范，就能返回预期的结果，对server段来说，还需要实现定义的方法。

proto创建

这里结合grpc-study实例介绍，按照如下目录创建工程和文件，仅有hello.proto中存在代码
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proto是一种语法，类似go中约定变量定义var name string一样，python中variable=1一样的语法规定。proto中也有自己的语法，比如使用message，使用service关键字， hello.proto代码如下：

syntax = "proto3";// 这部分内容是关于最后生成的go文件的是放在哪个目录哪个包中的， "."代表在当前目录生成，service代表了生成go文件的包名是service
option go_package=".;service";// 这里定义一个服务，这个份服务需要有一个方法，这个方法可以接受客户端的参数请求，再返回服务端的响应，这个方法是以rpc，就像func标记一个函数一行，这个rpc标记的是一个rpc的方法
// 其实可以看出，定义了一个service,称之为SayHello，这个服务有一个rpc的方法，名为SayHello
// 这个方法会发送一个HelloRequest，然后返回一个 HelloResponse
service SayHello {rpc SayHello(HelloRequest) returns (HelloResponse) {}
}// 既然是约定的一些规则，这里需要使用message关键字顶一个结构体，这个message类似go中的struct
// 这里比较特殊的是变量后的赋值，这里不是赋值，而是在定义这个变量在这个message中的位置，可以理解为显示的定义了该参数在message数组或者结构体的索引位置
// 最终生成代码的时候，就会根据标识号来生成对应的位置，如requestName在第一个位置就会生成在第一个
message HelloRequest {string requestName = 1;
}message HelloResponse {string response = 1;
}// 以上是一个约束规则，就是一个语法规定

terminal切换到 grpc-service下

grpc-study % cd hello-server\proto

切换该目录后，在和*.proto同级目录执行如下命令

protoc --go_out=. hello.proto  // 使用go_out生成需要的go语言的文件
protoc --go-grpc_out=. hello.proto // 使用go_out生成需要的rpc语言的文件

执行完成后，在proto下新增两个文件如下所示
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对于远程过程调用，就使用的grpc中的代码。
所以关于proto的总结如下：

创建工程项目，设置文件分层
编写proto文件
(切换目录)使用go-out生成pb.go，使用go-grpc_out命令生成gprc.pb.go文件

proto文件介绍

message

message：protobul定义了一个消息类型是通过关键字message字段指定，消息就是要传输的数据格式的定义，message类似go中的struct，在消息中承载的数据分别对应的是一个字段，每个字段都有一个名字和一种类型。每个字段有一些规则：

required：消息体中的必填字段，不设置时会导致编码异常，在protobf2中使用，在protobuf3中删除
optional：消息体中的可选字段，protobuf3中取消了required和optional等说明关键字，默认都是optional
repeated：消息中的可重复字段，重复的值的顺序会被保留在go中重复的会被定义为切片，使用repeadted可以理解为类似数组
每个字段都必须有一个唯一的标识好，一般不建议一个消息号中超过15，当然消息也可以嵌套定义

message PersonInfomation {message Person {string name = 1;int32 height = 2;repeated int32 age = 3;}repeated Person info = 1;
}

如果要在父消息类型的外部重用这个消息类型，需要PersonInformation.Person的形式使用它，如：

message PersonMessage {PersonInformation.Person info  = 1;
}

既然是用于微服务，如果想要将消息类型用在RPC的系统中，可以在**.proto文件中定义一个RPC服务接口，protocol buffer编译器将会更具所选择的不同语言生成服务接口代码和存根

service SearchService {// rpc 服务函数名 （参数名）返回 (返回参数)rpc Search(SearchRquest) returns (SearchResponse)
}

这样就定义了了RCP的服务，该方法接受SearchRequest请求和SearchResponse响应.所以这个*.proto文件中的格式只是一个约定规定，就像go的函数使用func声明是一个函数，*.proto中也有自己的一些约束。有了这些约束之后，客户端和服务端都是去调用这些接口的，有了这些约束之后，grpc可以帮助我们去寻路，用什么方法写的，就调用什么方法就可以。

服务端实现

有了上面的*.proto的约束之后，就可以遵循该声明实现服务端的接口调用，服务端实现如下：

创建gRPC Server对象，我们可以理解他是Server端的抽象对象
将Server(包含需要被调用的服务端接口)注册到gRPC Server的内部注册中心，这样可以在服务端接受请求时，通过内部的服务发现，发现该服务器接口并转接进行逻辑处理
创建Listen，监听TCP端口
gRPC Server开始lis.Accept，直到Stop
上面定义了server中的方法，这里来具体实现，在serverice下的main.go中

package mainimport ("context""fmt""google.golang.org/grpc"pb "grpc-study/hello-server/proto""net"
)// hello server
type server struct {pb.UnimplementedSayHelloServer
}func (s *server) SayHello(ctx context.Context, req *pb.HelloRequest) (*pb.HelloResponse, error) {fmt.Printf("hello" + req.RequestName)return &pb.HelloResponse{Response: "hello" + req.RequestName}, nil
}func main() {//	开启端口监听listen, _ := net.Listen("tcp", "9090")//	把这个服务暴露其他服务使用grpcServer := grpc.NewServer()//在grpc服务端中去注册自己编写的服务pb.RegisterSayHelloServer(grpcServer, &server{})//创建服务完成后，启动该服务err := grpcServer.Serve(listen)if err != nil {fmt.Printf("failed to server: %", err)return}
}// 如何实现具体逻辑呢，在grpc.pb.go中找到源码，实现对应的方法逻辑就行了

客户端实现

有了上面的*.proto的约束之后，就可以遵循该声明实现服务端的接口调用，服务端实现如下：

创建于给定目标（服务端）的连接交互
创建server的客户端对象
发送RPC对象，等待同步响应，得到回调后返回响应结果
输出响应结果

package mainimport ("context""fmt""google.golang.org/grpc""google.golang.org/grpc/credentials/insecure"pb "grpc-study/hello-server/proto""log"
)func main() {// 连接打server端，次数禁用安全传输，没有加密和验证conn, err := grpc.Dial("127.0.0.1:9090", grpc.WithTransportCredentials(insecure.NewCredentials()))if err != nil {log.Fatalf("did not connect: %v", err)}defer conn.Close()//建立连接client := pb.NewSayHelloClient(conn)// 执行rpc调用(这个方法时在服务器端来实现并返回结果)resp, _ := client.SayHello(context.Background(), &pb.HelloRequest{RequestName: "zhiyu"})fmt.Println(resp.GetResponse())
}

先执行server中的main.go，再执行执行client中的main.go，检查执行结果，未来只要能找到"127.0.0.:9090"这个地址就可以调用到服务并可以拿到返回结果。goland IDE界面分屏执行两个main.go函数
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这里注意到client/main.go中

func main() {// 连接打server端，此处禁用安全传输，没有加密和验证conn, err := grpc.Dial("127.0.0.1:9090", grpc.WithTransportCredentials(insecure.NewCredentials()))if err != nil {log.Fatalf("did not connect: %v", err)}

只要能访问到该地址信息，就可以拿到返回结果，因此这种是不安全的，所以需要进行加密+安全传输。
经过前文的学习，我们直到gRPC是一个C/S模型，需要开户客户端和服务端，客户端和服务端需要达成协议，使用某一个确认的传输协议来传输数据，gPRC通过默认使用protobuf作为传输协议，当然也可以使用其他的自定义协议创建，如你可以使用xml。接着再看grpc官网中的这个示意图，就可以如下表示：
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客户端和服务端通信之前，客户端如何知道自己的数据发送给哪个明确的服务端呢？反过来，服务端是如何知道将数据返回给谁呢，这个就需要gRPC认证。
此处说到的认证,不是用户的身份认证,而是指多个server和多个client之间,如何识别对方是谁,并且可以安全的进行数据传输，可以通过如下的几种方式：

SSL/TLS认证方式(采用http2协议)
基于Token的认证方式(基于安全连接)
不采用任何措施的连接,这是不安全的连接(默认采用http1)
自定义的身份认证
客户端和服务端之间调用,我们可以通过加入证书的方式,实现调用的安全性
TLS(Transport Layer Security,安全传输层),TLS是建立在传输层TCP协议之上的协议,服务于应用层,它的前身是SSL(Secure Socket Layeer,
安全套接字层),它实现了将应用层的报文进行加密后再交由TCP进行传输的功能。
TLS协议主要解决如下三个网络安全问题。

保密(message privacy),保密通过加密encryption实现,所有信息都加密传输,第三方无法嗅探;
完整性(message integrity),通过MAC校验机制,一旦被篡改,通值双方会立刻发现;
认证(mutual authentication),双方认证,双方都可以配备证书,防止身份被冒充
生存环境可以购买证书或者使用一些平台发放的证书

key:服务器上的私钥文件,用于对发送给客户端数据的加密,以及对从客户端接受到数据的解密
csr:证书签名请求文件,用于提交给证书颁发机构(CA)对证书签名。
crt:由证书颁发机构(CA)签名后的证书,或者是开发者自签名的证书,包含证书持有人的信息,持有人的公钥,以及签署者的签名等信息
pem:是基于Base64编码的证书格式,扩展名包括PEM、CRT和CER

SSL/TLS认证方式

首先通过openssl生成证书和私钥，关于认证方式参考：https://www.kuangstudy.com/bbs/1604044550878703617

官网下载:https://www.openssl.org/source/ ，便捷版安装包http://slproweb.com/products/Win320penSSL.html
我们使用便捷版安装包,一直下一步即可
配置环境变量 D:\Environment\OpenSSL-Win64\bin
命令行测试 openssl

生成证书步骤如下,mac安装ssl参考：https://www.freesion.com/article/7165613046/

#1、生成私钥
openssl genrsa -out server.key 2048
#2、生成证书全部回车即可,可以不填
openss1 req -new -x509 -key server.key -out server.crt -days 36500
#国家名称
Country Name (2 letter code) [AU] :CN
#省名称
State or Province Name (full name) [Some-State]:GuangDong
#城市名称
Locality Name (eg, city) []:Meizhou
#公司组织名称
Organization Name (eg, company) [Internet Widgits Pty Ltd]:Xuexiangbar
#部门名称
Organizational Unit Name (eg, section) []:go
#服务器or网站名称
Common Name
# 邮件
(e.g. server FQDN or YOUR name) []:kuangstudy
Email Address []:24736743@qq.com# 3、生存csr
openssl req -new -key server.key -out server.cs

#更改openssl.cnf (Linux 是openssl.cfg)
#1)复制一份你安装的openssl的bin目录里面的openssl.cnf 文件到你项目所在的目录
#2)找到[CA_default],打开 copy_extensions=copy(就是把前面的#去掉)
#3)找到[req],打开 req_extensions=v3_req # Thhe extensions to add to a certificate request
#4)找到[v3_req],添加 subjectAltName=@alt_namnes
#5)添加新的标签[alt_names],和标签字段
DNS.1 = *.zhiyu.com

这个就是对应未来通过zhiyu.com这个域名去访问才能同意，相当于是一个安全性的校验，客户端发起请求的时候需要携带该域名，这就是安全机制校验