一.簡(jiǎn)介

gRPC 是一個(gè)由Google開源的，跨語言的，高性能的遠(yuǎn)程過程調(diào)用（RPC）框架。 gRPC使客戶端和服務(wù)端應(yīng)用程序可以透明地進(jìn)行通信，并簡(jiǎn)化了連接系統(tǒng)的構(gòu)建。它使用HTTP/2作為通信協(xié)議，使用 Protocol Buffers 作為序列化協(xié)議。

它的主要優(yōu)點(diǎn)：

• 現(xiàn)代高性能輕量級(jí) RPC 框架。
• 約定優(yōu)先的 API 開發(fā)，默認(rèn)使用 Protocol Buffers 作為描述語言，允許與語言無關(guān)的實(shí)現(xiàn)。
• 可用于多種語言的工具，以生成強(qiáng)類型的服務(wù)器和客戶端。
• 支持客戶端，服務(wù)器雙向流調(diào)用。
• 通過Protocol Buffers二進(jìn)制序列化減少網(wǎng)絡(luò)使用。
• 使用 HTTP/2 進(jìn)行傳輸

這些優(yōu)點(diǎn)使gRPC非常適合：

• 高性能輕量級(jí)微服務(wù) - gRPC設(shè)計(jì)為低延遲和高吞吐量通信，非常適合需要高性能的輕量級(jí)微服務(wù)。
• 多語言混合開發(fā) - gRPC工具支持所有流行的開發(fā)語言，使gRPC成為多語言開發(fā)環(huán)境的理想選擇。
• 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)實(shí)時(shí)通信 - gRPC對(duì)雙向流調(diào)用提供出色的支持。gRPC服務(wù)可以實(shí)時(shí)推送消息而無需輪詢。
• 網(wǎng)絡(luò)受限環(huán)境 - 使用 Protocol Buffers二進(jìn)制序列化消息，該序列化始終小于等效的JSON消息，對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬需求比JSON小

不建議使用gRPC的場(chǎng)景：

• 瀏覽器可訪問的API - 瀏覽器不完全支持gRPC。雖然gRPC-Web可以提供瀏覽器支持，但是它有局限性，引入了服務(wù)器代理
• 廣播實(shí)時(shí)通信 - gRPC支持通過流進(jìn)行實(shí)時(shí)通信，但不存在向已注冊(cè)連接廣播消息的概念
• 進(jìn)程間通信 - 進(jìn)程必須承載HTTP/2才能接受傳入的gRPC調(diào)用，對(duì)于Windows，進(jìn)程間通信管道是一種更快速的方法。

摘自微軟官方文檔

支持的語言如下：

二.gRPC on .NET Core

gRPC 現(xiàn)在可以非常簡(jiǎn)單的在 .NET Core 和 ASP.NET Core 中使用，在 .NET Core 上的實(shí)現(xiàn)的開源地址：https://github.com/grpc/grpc-dotnet ，它目前由微軟官方 ASP.NET 項(xiàng)目的人員進(jìn)行維護(hù)，良好的接入 .NET Core 生態(tài)。

.NET Core 的 gRPC 功能如下：

• Grpc.AspNetCore 一個(gè)用于在ASP.NET Core承載gRPC服務(wù)的框架，將 gRPC和ASP.NET Core 功能集成在一起，如：日志、依賴注入、身份認(rèn)證和授權(quán)。
• Grpc.Net.Client 基于HttpClient （HttpClient現(xiàn)已支持HTTP/2）的 gRPC客戶端
• Grpc.Net.ClientFactory 與gRPC客戶端集成的HttpClientFactory，允許對(duì)gRPC客戶端進(jìn)行集中配置，并使用DI注入到應(yīng)用程序中

三.使用 ASP.NET Core 創(chuàng)建 gRPC 服務(wù)

通過 Visual Studio 2019 （16.3.0）提供的模板，可以快速創(chuàng)建 gRPC 服務(wù)。

來扒拉一下默認(rèn)源碼包含了什么東東。

① 配置文件 appsettings.json ，多了Kestrel 啟用 HTTP/2 的配置，因?yàn)?gRPC 是基于 HTTP/2 來通信的

② PB協(xié)議文件 greet.proto 用于自動(dòng)生成服務(wù)、客戶端和消息（表示傳遞的數(shù)據(jù)）的C# Class

③ 服務(wù)類 GreeterService ，服務(wù)類集成的 Greeter.GreeterBase 來自于根據(jù)proto文件自動(dòng)生成的，生成的類在 obj\Debug\netcoreapp3.0目錄下

自動(dòng)生成的類：

④ Startup.cs類，將 gRPC服務(wù)添加到了終結(jié)點(diǎn)路由中

⑤ csproj 項(xiàng)目文件，包含了 proto 文件引用

2.運(yùn)行

第一次運(yùn)行會(huì)提示是否信任證書，點(diǎn)擊“是”

這是因?yàn)镠TTP/2需要HTTPS，盡管HTTP/2協(xié)議沒有明確規(guī)定需要HTTPS，但是為了安全在瀏覽器實(shí)現(xiàn)上都要求了HTTPS，所以現(xiàn)在的HTTP/2和HTTPS基本都是一對(duì)。

四. 創(chuàng)建 gRPC 客戶端

1.添加一個(gè).NET Core 控制臺(tái)應(yīng)用程序

2.通過nuget添加包：Grpc.Net.Client、Google.Protobuf、Grpc.Tools

3.將服務(wù)的 proto 文件復(fù)制到客戶端

4.編輯客戶端項(xiàng)目文件，添加關(guān)于proto文件的描述

<ItemGroup>
 <Protobuf Include="Protos\greet.proto" GrpcServices="Client" />
</ItemGroup>

注意 GrpcServices="Client" 這里是Client和服務(wù)是不一樣的

5.生成客戶端項(xiàng)目可以通過proto文件生成類

6.添加客戶端調(diào)用代碼

static async Task Main(string[] args)
{
 var channel = GrpcChannel.ForAddress("https://localhost:5001");
 var client = new Greeter.GreeterClient(channel);
 var reply = await client.SayHelloAsync(
  new HelloRequest { Name = "曉晨" });
 Console.WriteLine("Greeter 服務(wù)返回?cái)?shù)據(jù): " + reply.Message);
 Console.ReadKey();
}

7.先啟動(dòng)服務(wù)，然后運(yùn)行客戶端

這里可以看到，客戶端成功調(diào)用了服務(wù)，收到了返回的消息。

五.自己動(dòng)手寫一個(gè)服務(wù)

前面我們使用的 Greeter 服務(wù)是由模板自動(dòng)給我們創(chuàng)建的，現(xiàn)在我們來自己動(dòng)手寫一個(gè)服務(wù)。

1.定義 proto 文件 LuCat.proto，并在csproj項(xiàng)目文件中添加描述

syntax = "proto3";

option csharp_namespace = "AspNetCoregRpcService";

import "google/protobuf/empty.proto";
package LuCat; //定義包名

//定義服務(wù)
service LuCat{
 //定義吸貓方法
 rpc SuckingCat(google.protobuf.Empty) returns(SuckingCatResult);
}

message SuckingCatResult{
 string message=1;
}

2.實(shí)現(xiàn)服務(wù) LuCatService.cs

public class LuCatService:LuCat.LuCatBase
{
 private static readonly List<string> Cats=new List<string>(){"英短銀漸層","英短金漸層","美短","藍(lán)貓","貍花貓","橘貓"};
 private static readonly Random Rand=new Random(DateTime.Now.Millisecond);
 public override Task<SuckingCatResult> SuckingCat(Empty request, ServerCallContext context)
 {
  return Task.FromResult(new SuckingCatResult()
  {
   Message = $"您吸了一只{Cats[Rand.Next(0, Cats.Count)]}"
  });
 }
}

3.在 Startup終結(jié)點(diǎn)路由中注冊(cè)

endpoints.MapGrpcService<LuCatService>();

4.添加客戶端調(diào)用

var catClient = new LuCat.LuCatClient(channel);
var catReply = await catClient.SuckingCatAsync(new Empty());
Console.WriteLine("調(diào)用擼貓服務(wù)："+ catReply.Message);

5.運(yùn)行測(cè)試

六.實(shí)際使用中的技巧

技巧1

上面章節(jié)的操作步驟中，我們需要在服務(wù)和客戶端之間復(fù)制proto，這是一個(gè)可以省略掉的步驟。

1.復(fù)制 Protos 文件夾到解決方案根目錄（sln文件所在目錄）

2.刪除客戶端和服務(wù)項(xiàng)目中的 Protos 文件夾

3.在客戶端項(xiàng)目文件csproj中添加關(guān)于proto文件的描述

 <ItemGroup>
 <Protobuf Include="..\..\Protos\greet.proto" GrpcServices="Client" Link="Protos\greet.proto" />
 </ItemGroup>

4.在服務(wù)項(xiàng)目文件csproj中添加關(guān)于proto文件的描述

 <ItemGroup>
 <Protobuf Include="..\..\Protos\greet.proto" GrpcServices="Server" Link="Protos\greet.proto" />
 </ItemGroup>

在實(shí)際項(xiàng)目中，請(qǐng)自己計(jì)算相對(duì)路徑

5.這樣兩個(gè)項(xiàng)目都是使用的一個(gè)proto文件，只用維護(hù)這一個(gè)文件即可

技巧2

我們?cè)趯?shí)際項(xiàng)目中使用，肯定有多個(gè) proto 文件，難道我們每添加一個(gè) proto 文件都要去更新 csproj文件？

我們可以使用MSBuild變量來幫我們完成，我們將 csproj 項(xiàng)目文件中引入proto文件信息進(jìn)行修改。

服務(wù)端：

 <ItemGroup>
 <Protobuf Include="..\..\Protos\*.proto" GrpcServices="Server" Link="Protos\%(RecursiveDir)%(Filename)%(Extension)" />
 </ItemGroup>

客戶端：

 <ItemGroup>
 <Protobuf Include="..\..\Protos\*.proto" GrpcServices="Client" Link="Protos\%(RecursiveDir)%(Filename)%(Extension)" />
 </ItemGroup>

示例：

七.總結(jié)

gRPC 現(xiàn)目前是一款非常成熟的高性能RPC框架，當(dāng)前的生態(tài)是非常好的，很多公司的產(chǎn)品或者開源項(xiàng)目都有在使用gRPC，有了它，相信可以讓我們更容易的構(gòu)建.NET Core 微服務(wù)，可以讓 .NET Core 更好的接入 gRPC 生態(tài)。不得不說這是 .NET Core 3.0 帶來的最令人振奮的特性之一。

參考資料：

proto3 說明文檔

在ASP.NET Core中創(chuàng)建gRPC客戶端和服務(wù)

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