仿 gRPC功能实现像调用本地方法一样调用其他服务器方法

简介

在介绍gRPC简介之前我们先了解一写概念：

单体架构

单体架构简单理解就是所有的业务代码都在一台服务器上，一旦某个服务宕机，会引起整个应用不可用，隔离性差。只能整体应用进行伸缩，例如整体打包部署一台或多台服务器，浪费资源，可伸缩性差。代码耦合在一起，可维护性差。

微服务架构

解决了单体架构的弊端。可按需拆成多个服务，例如针对用户的请求非常多，针对支付的请求少，可以将用户业务功能拆为多个服务器，支付业务功能拆为单个服务器。

也有一些弊端，例如代码冗余，同样的代码在多个服务器上都要写，例如接口等。服务与服务之间存在调用关系，服务拆分之后，就是服务和服务之间发生是进程与进程之间的调用，服务器与服务器之间的调用。

这时候就需要发起网络调用， 网络调用一般使用HTTP，但是在微服务架构中，HTTP虽然方便，但性能较低，这时候就需要引入RPC（远程过程调用），通过自定义协议发起TCP调用，来加快传输效率。

RPC

RPC的全称是Remote Procedure Call，远程过程调用。这是一种协议，是用来屏蔽分布式计算中的各种调用细节，使得你可以像是本地调用一样直接调用一个远程的函数。

gPRC

gRPC 是一个高性能、开源和通用的RPC 框架，面向移动和 HTTP/2 设计。目前提供 C、Java 和 Go 语言版本，分别是：grpc, grpc-java, grpc-go. 其中 C 版本支持 C, C++, Node.js, Python, Ruby, Objective-C, PHP 和 C# 支持。

中文文档：http://doc.oschina.net/grpc

在gRPC中，我们称调用方为client，被调用方为server。跟其他的RPC框架一样，gRPC也是基于服务定义的思想。简单的来讲，就是我们通过某种方式来描述一个服务，这种描述方式是语言无关的。在这个服务定义的过程中，我们描述了我们提供的服务服务名是什么，有哪些方法可以被调用，这些方法有什么样的入参，有什么样的回参。

也就是说，在定义好了这些服务、这些方法之后，gRPC会屏蔽底层的细节，client只需要直接调用定义好的方法，就能拿到预期的返回结果。对于server端来说，还需要实现我们定义的方法。同样的，gRPC也会帮我们屏蔽底层的细节，我们只需要实现所定义的方法的具体逻辑即可。

可以发现，在上面的描述过程中，所谓的服务定义，就跟定义接口的语义是很接近的。我更愿意理解为这是一种"约定”，双方约定好接口，然后server实现这个接口，client调用这个接口的代理对象。到于其他的细节，交给gRPC。

gRPC交互逻辑

服务端逻辑

• 创建gRPC Server对象，可以理解为它是Server端的抽象对象。
• 将server(其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。
  • 这样可以在接受到请求时，通过内部的服务发现。发现该服务端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。

客户端逻辑

• 创建与给定目标服务端的连接交互。
• 创建server的客户端对象。
• 发送RPC请求，等待同步响应，得到回调后返回响应结果。
• 输出响应结里。

示例图

如下图：业务服务器调用登录业务服务器，支付服务器，库存服务器。

原生实现仿gRPC框架

因为gRPC框架目前不支持IRIS/Caché，所以这里我们了解gRPC原理后，仿造gRPC框架实现类似的功能。通过正常编写代码无感知的情况下调用其他服务器上的代码方法。

注：为了显示这里使用Caché作为客户端，IRIS作为服务端。

编写客户端方法

1. 首先在客户端也就是调用端创建客户端类Util.RPC.Client，代码如下：
   • %DispatchClassMethod - 动态派发方法是实现无感知的关键。
   • SERVERIP - 目标服务端的IP地址。
   • PORT - 目标服务端的端口号。

Class Util.RPC.Client Extends %RegisteredObject
{Parameter SERVERIP = "127.0.0.1";Parameter PORT = 7788;ClassMethod %DispatchClassMethod(class As %String, method As %String, args...) [ ServerOnly = 1 ]
{#; 客户端通信、客户端需要设置服务器IP与端口号#dim clientSocket As %IO.Socket = ##class(%IO.Socket).%New()s host = ..#SERVERIPs port = ..#PORTs clientSocket.TranslationTable = "UTF8"d clientSocket.Open(host, port, .sc)s obj = {}	//注释1s obj.class = classs obj.method = methods params = []s i = ""for {s i = $o(args(i))q:(i = "")d params.%Push(args(i))}s obj.params = paramsd clientSocket.WriteLine(obj.%ToJSON())	//注释2while (1) {s data = clientSocket.ReadLine() if (data '= "" ){	//注释3ret data}}q $$$OK
}}

2. 创建空类M.Login，M.Pay，M.Stock分别继承Util.RPC.Client。
   • 目的是模拟交互接口，因为要调用其他服务器方法，首先要确定要调用的服务器接口名称。

3. 按照常规调用方法的模式，来编写方法。

   • 这里实际上是没有Login，Pay，Stock方法的，因为上一步创建的类为空类。

   • 如果按照常规直接调用方法肯定会提示方法不存在的错误，这里实际上我们调用的是服务端的方法。

   • 可以观察到，这里是按照正常调用类方法的方式编写的代码，并没有其他额外的操作。

Class M.RPC Extends %RegisteredObject
{/// d ##class(M.RPC).Biz()
ClassMethod Biz()
{w ##class(M.Login).Login("yx","123456"),!w ##class(M.Pay).Pay(100),!w ##class(M.Stock).Stock(3),!
}}

编写服务端方法

1. 创建服务端监听Util.RPC.Server类，这里模拟的是gRPC 创建Server对象，创建Listen，监听TCP端口。代码如下：
   • 参数PORT为服务端监听和开启的接口。

Class Util.RPC.Server Extends %RegisteredObject
{Parameter PORT = 7788;/// d ##class(Util.RPC.Server).ServerRPC()
ClassMethod ServerRPC()
{#; 服务端通信、服务端需要打开端口，等待客户端通信#dim severSocket As %IO.ServerSocket = ##class(%IO.ServerSocket).%New()s port = ..#PORTs severSocket.TranslationTable="UTF8"s severSocket.ConnectionQueueSize = 2d severSocket.Open(port, 10, .sc)q:($$$ISERR(sc)) "Open：" _ $System.Status.GetOneErrorText(sc)d severSocket.Listen(10, .sc)q:($$$ISERR(sc)) "Listen：" _ $System.Status.GetOneErrorText(sc)while (1) {s data =  severSocket.ReadLine()if (data '= "") {s obj = {}.%FromJSON(data)	//注释1s arg = obj.params.%Size()for i = 1 : 1 : arg{s arg(i) = obj.params.%Get(i - 1)}s ret = $classmethod(obj.class, obj.method, arg...)	//注释2d severSocket.WriteLine(ret)	//注释3}}q $$$OK
}}

2. 编写服务端M.Login的Login方法,M.Pay的Pay方法,M.Stock的Stock方法。

   • 这里使用IRIS当服务端，实现的方法都在服务端，客户端是没有该方法的。

   • 客户端调用的方法实际上是服务端的上的方法。

综合演示

1. IRIS服务端开启监听方法。

2. 客户端Caché调用无感知业务逻辑业务员Biz()方法。

   • 可观察到客户端直接调用到了服务端的方法，并且编码方式跟正常编写代码并无差别。

   • 客户端不需要了解底层的细节，client只需要直接调用定义好的方法。

通过这种方式我们就实现了类似gRPC的功能，像正常编写代码一样调用服务端的程序。

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