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關鍵要點
- 根據(jù)交互和溝通方式，我們可以將微服務分為兩類：面向外部的微服務和內(nèi)部微服務。
- RESTful API 是面向外部的微服務事實上的通信技術（REST 的普遍性和豐富的支持生態(tài)系統(tǒng)在其持續(xù)成功中發(fā)揮著至關重要的作用）。
- gRPC 是遠程過程調(diào)用 (RPC) API 范式的一個相對較新的實現(xiàn)。它可以在內(nèi)部微服務之間的所有同步通信中發(fā)揮主要作用
- 在這里，我們通過使用真實世界的微服務用例來檢查關鍵 gRPC 概念、它們的用法以及將 gRPC 作為服務間通信的好處。
- 許多主要的編程語言都支持 gRPC。我們將討論使用 Ballerinalang 和 Golang 作為編程語言的示例實現(xiàn)。
在現(xiàn)代微服務架構(gòu)中，我們可以根據(jù)微服務的交互和通信將微服務分為兩大類。第一組微服務充當面向外部的微服務，直接暴露給消費者。它們主要是基于 HTTP 的 API，使用為外部開發(fā)人員優(yōu)化的常規(guī)基于文本的消息傳遞有效負載（JSON、XML 等），并使用表示狀態(tài)傳輸 (REST) 作為事實上的通信技術。
創(chuàng)新互聯(lián)憑借專業(yè)的設計團隊扎實的技術支持、優(yōu)質(zhì)高效的服務意識和豐厚的資源優(yōu)勢，提供專業(yè)的網(wǎng)站策劃、做網(wǎng)站、成都做網(wǎng)站、網(wǎng)站優(yōu)化、軟件開發(fā)、網(wǎng)站改版等服務，在成都十余年的網(wǎng)站建設設計經(jīng)驗，為成都上千中小型企業(yè)策劃設計了網(wǎng)站。
REST 無處不在且豐富的生態(tài)系統(tǒng)在這些面向外部的微服務的成功中發(fā)揮著至關重要的作用。OpenAPI為描述、生成、使用和可視化這些 REST API 提供了定義明確的規(guī)范。API 管理系統(tǒng)可以很好地與這些 API 配合使用，并提供安全性、速率限制、緩存和貨幣化以及業(yè)務需求。GraphQL 可以替代基于 HTTP 的 REST API，但它超出了本文的范圍。
另一組微服務是內(nèi)部的，不與外部系統(tǒng)或外部開發(fā)人員通信。這些微服務相互交互以完成一組給定的任務。內(nèi)部微服務使用同步或異步通信。在許多情況下，我們可以看到通過 HTTP 使用 REST API 作為同步模式，但這并不是最好的技術。在本文中，我們將仔細研究如何利用二進制協(xié)議（例如 gRPC），它可以成為服務間通信的優(yōu)化通信協(xié)議
什么是 gRPC？
gRPC 是一種用于服務間通信的相對較新的遠程過程調(diào)用 (RPC) API 范例。與所有其他 RPC 一樣，它允許直接調(diào)用不同機器上的服務器應用程序上的方法，就好像它是本地對象一樣。與Thrift 和Avro等其他二進制協(xié)議相同，gRPC 使用接口描述語言 (IDL) 來定義服務契約。gRPC 使用最新的網(wǎng)絡傳輸協(xié)議 HTTP/2 作為默認傳輸協(xié)議，與基于 HTTP/1.1 的 REST 相比，這使得 gRPC 快速且健壯。
您可以使用 Protocol Buffers定義 gRPC 服務契約， 其中每個服務定義指定具有預期輸入和輸出消息的方法的數(shù)量以及參數(shù)和返回類型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。使用主要編程語言提供的工具，可以使用定義服務合同的相同協(xié)議緩沖區(qū)文件生成服務器端框架和客戶端代碼（存根）。
gRPC 的實用微服務用例
圖 1：在線零售店微服務架構(gòu)的一部分
微服務架構(gòu)的主要好處之一是通過使用最合適的編程語言來構(gòu)建不同的服務，而不是用一種語言構(gòu)建所有東西。圖 1 展示了在線零售店微服務架構(gòu)的一部分，其中在Ballerina （本文其余部分稱為 Ballerina）和Golang中實現(xiàn)了四個微服務 ，以提供在線零售店的一些功能。由于許多主流編程語言都支持 gRPC，所以當我們定義服務契約時，可以使用非常適合的編程語言來實現(xiàn)。
讓我們?yōu)槊總€服務定義服務契約。
syntax="proto3";
package retail_shop;
service OrderService {
rpc UpdateOrder(Item) returns (Order);
}
message Item {
string itemNumber = 1;
int32 quantity = 2;
}
message Order {
string itemNumber = 1;
int32 totalQuantity = 2;
float subTotal = 3;
清單 1：Order 微服務的服務契約 ( order.proto )
Order 微服務將獲取購物項目和數(shù)量并返回小計。這里我使用 Ballerina gRPC 工具分別生成 gRPC 服務樣板代碼和存根/客戶端。
$ ballerina grpc --mode service --input proto/order.proto --output gen_code
這將生成 OrderService 服務器樣板代碼。
import ballerina/grpc;
listener grpc:Listener ep = new (9090);
service OrderService on ep {
resource function UpdateOrder(grpc:Caller caller, Item value) {
// Implementation goes here.
// You should return an Order
}
}
public type Order record {|
string itemNumber = "";
int totalQuantity = 0;
float subTotal = 0.0;
|};
public type Item record {|
string itemNumber = "";
int quantity = 0;
|};
清單 2：生成的樣板代碼的代碼片段 ( OrderService_sample_service.bal )
gRPC 服務完美地映射到 Ballerina 的 service 類型，gRPC rpc 映射到 Ballerina 的類型， resource function gRPC 消息映射到 Ballerina 的record 類型。
我為 Order 微服務創(chuàng)建了一個單獨的 Ballerina 項目，并使用生成的 OrderService 樣板代碼來實現(xiàn) gRPC 一元服務。
一元阻塞
OrderService 在 Cart 微服務中被調(diào)用。我們可以使用以下 Ballerina 命令來生成客戶端存根 和客戶端代碼。
$ ballerina grpc --mode client --input proto/order.proto --output gen_code
生成的客戶端存根具有阻塞和非阻塞遠程方法。此示例代碼演示了 gRPC 一元服務如何與 gRPC 阻塞客戶端交互。
public remote function UpdateOrder(Item req, grpc:Headers? headers = ()) returns ([Order, grpc:Headers]|grpc:Error) {
var payload = check self.grpcClient->blockingExecute("retail_shop.OrderService/UpdateOrder", req, headers);
grpc:Headers resHeaders = new;
anydata result = ();
[result, resHeaders] = payload;
return [result, resHeaders];
}
}; 清單 3： 為阻塞模式生成的遠程對象代碼片段
Ballerina 的遠程方法抽象是一個非常適合的 gRPC 客戶端存根，您可以看到 UpdateOrder 調(diào)用代碼 非常干凈整潔。
Checkout 微服務通過匯總從 Cart 微服務收到的所有臨時訂單來發(fā)出最終賬單。在這種情況下，我們會將所有臨時訂單作為 stream Order 消息發(fā)送。
syntax="proto3";
package retail_shop;
service CheckoutService {
rpc Checkout(stream Order) returns (FinalBill) {}
}
message Order {
string itemNumber = 1;
int32 totalQuantity = 2;
float subTotal = 3;
}
message FinalBill {
float total = 1;
}
清單 4：Checkout 微服務的服務合同 ( checkout.proto )
您可以使用該 ballerina grpc 命令為 checkout.proto 生成樣板代碼 。
$ ballerina grpc --mode service --input proto/checkout.proto --output gen_code
gRPC 客戶端流式傳輸
Cart 微服務（客戶端）流式消息作為流對象參數(shù)提供，可以使用循環(huán)進行迭代，處理客戶端發(fā)送的每條消息。請參閱以下示例實現(xiàn)：
service CheckoutService on ep {
resource function Checkout(grpc:Caller caller, stream clientStream) {
float totalBill = 0;
//Iterating through streamed messages here
error? e = clientStream.forEach(function(Order order) {
totalBill += order.subTotal;
});
//Once the client completes stream, a grpc:EOS error is returned to indicate it
if (e is grpc:EOS) {
FinalBill finalBill = {
total:totalBill
};
//Sending the total bill to the client
grpc:Error? result = caller->send(finalBill);
if (result is grpc:Error) {
log:printError("Error occurred when sending the Finalbill: " +
result.message() + " - " + result.detail()["message"]);
} else {
log:printInfo ("Sending Final Bill Total: " +
finalBill.total.toString());
}
result = caller->complete();
if (result is grpc:Error) {
log:printError("Error occurred when closing the connection: " +
result.message() +" - " + result.detail()["message"]);
}
}
//If the client sends an error instead it can be handled here
else if (e is grpc:Error) {
log:printError("An unexpected error occured: " + e.message() + " - " +
e.detail()["message"]);
}
}
} 清單 5：( CheckoutService_sample_service.bal )的Service 示例實現(xiàn)的代碼片段 CheckoutService
客戶端流完成后，將返回 grpc:EOS 錯誤，該錯誤可用于確定何時使用調(diào)用者對象向客戶端發(fā)送最終響應消息（總計）。
CheckoutService的示例客戶端代碼 和客戶端存根 可以使用以下命令生成：
$ ballerina grpc --mode client --input proto/checkout.proto --output gen_code
讓我們看一下 Cart 微服務的實現(xiàn)。Cart 微服務有兩個 REST API — 一個用于將商品添加到購物車，另一個用于進行最終結(jié)賬。將商品添加到購物車時，它會通過對 Order 微服務進行 gRPC 調(diào)用并將其存儲在內(nèi)存中，從而獲得帶有每個商品小計的臨時訂單。調(diào)用 Checkout 微服務會將所有存儲在內(nèi)存中的臨時訂單作為 gRPC 流發(fā)送到 Checkout 微服務，并返回要支付的總金額。Ballerina 使用內(nèi)置的 Stream 類型和客戶端對象抽象來實現(xiàn) gRPC 客戶端流。請參見圖 2，它說明了 Ballerina 的客戶端流式傳輸是如何工作的。
圖 2：Ballerina gRPC 客戶端流式傳輸
CheckoutService 客戶端流的完整實現(xiàn)可以在 Cart 微服務結(jié)賬資源功能中找到。最后，在結(jié)賬過程中，對 Golang 實現(xiàn)的 Stock 微服務進行 gRPC 調(diào)用，并通過扣除已售商品來更新庫存。
grpc-網(wǎng)關
syntax="proto3";
package retail_shop;
option go_package = "../stock;gen";
import "google/api/annotations.proto";
service StockService {
rpc UpdateStock(UpdateStockRequest) returns (Stock) {
option (google.api.http) = {
// Route to this method from POST requests to /api/v1/stock
put: "/api/v1/stock"
body: "*"
};
}
}
message UpdateStockRequest {
string itemNumber = 1;
int32 quantity = 2;
}
message Stock {
string itemNumber = 1;
int32 quantity = 2;
清單 6：Stock 微服務 ( stock.proto )的服務合同
在這種情況下，將通過使用 REST API 調(diào)用作為面向外部的 API 來調(diào)用相同的 UpdateStock 服務，并通過使用 gRPC 調(diào)用作為服務間調(diào)用來調(diào)用。grpc-gateway 是 protoc 的插件，它讀取 gRPC 服務定義并生成一個反向代理服務器，將 RESTful JSON API 轉(zhuǎn)換為 gRPC。
圖 3：grpc 網(wǎng)關
grpc-gateway 可幫助您同時提供 gRPC 和 REST 風格的 API。
以下命令生成Golang gRPC 存根：
protoc -I/usr/local/include -I. \
-I$GOROOT/src \
-I$GOROOT/src/github.com/grpc-ecosystem/grpc-gateway/third_party/googleapis \
--go_out=plugins=grpc:. \
stock.proto
以下命令生成Golang grpc-gateway 代碼：
protoc -I/usr/local/include -I. \
-I$GOROOT/src \
-I$GOROOT/src/github.com/grpc-ecosystem/grpc-gateway/third_party/googleapis \
--grpc-gateway_out=logtostderr=true:. \
stock.proto
以下命令生成stock.swagger.json：
protoc -I/usr/local/include -I. \
-I$GOROOT/src \
-I$GOROOT/src/github.com/grpc-ecosystem/grpc-gateway/third_party/googleapis \
-I$GOROOT/src \
--swagger_out=logtostderr=true:../stock/gen/. \
./stock.proto
樣品運行
克隆microservices-with-grpc git repo 并按照 README.md 說明進行操作。
結(jié)論
gRPC 相對較新，但其快速發(fā)展的生態(tài)系統(tǒng)和社區(qū)肯定會對微服務開發(fā)產(chǎn)生影響。由于 gRPC 是一個開放標準，所有主流編程語言都支持它，因此非常適合在多語言微服務環(huán)境中工作。作為一般實踐，我們可以使用 gRPC 進行內(nèi)部微服務之間的所有同步通信，也可以使用 grpc-gateway 等新興技術將其公開為 REST 風格的 API。除了我們在本文中討論的內(nèi)容之外，諸如 Deadlines、 Cancellation、 Channels和 xDS 支持等 gRPC 功能 將為開發(fā)人員構(gòu)建有效的微服務提供強大的功能和靈活性。
分享題目：使用gRPC、Ballerina和Go構(gòu)建有效的微服務
標題網(wǎng)址：http://m.5511xx.com/article/dpgspcp.html
