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gRPC - 服务器流式 RPC

现在让我们讨论一下使用 gRPC 通信时服务器流式传输的工作原理。在这种情况下，客户端将搜索具有给定作者的书籍。假设服务器需要一些时间来浏览所有书籍。服务器不会等待浏览完所有书籍后再提供所有书籍，而是以流式传输的方式提供书籍，即，只要找到一本就提供。

.proto 文件

首先让我们在 common_proto_files 中定义 bookstore.proto 文件 −

syntax = "proto3";
option java_package = "com.tp.bookstore";
service BookStore {
   rpc first (BookSearch) returns (stream Book) {}
}
message BookSearch {
   string name = 1;
   string author = 2;
   string genre = 3;
}
message Book {
   string name = 1;
   string author = 2;
   int32 price = 3;
}

以下块表示服务的名称"BookStore"和可调用的函数名称"searchByAuthor"。"searchByAuthor"函数接受类型为"BookSearch"的输入并返回类型为"Book"的流。因此，实际上，我们让客户端搜索标题并返回与查询的作者匹配的一本书。

service BookStore {
   rpc searchByAuthor (BookSearch) returns (stream Book) {}
}

Now let us look at these types.

message BookSearch {
   string name = 1;
   string author = 2;
   string genre = 3;
}

这里，我们定义了 BookSearch，它包含几个属性，如 name、author 和 genre。客户端应该将 "BookSearch" 类型的对象发送到服务器。

message Book {
   string name = 1;
   string author = 2;
   int32 price = 3;
}

我们还定义了，给定一个 "BookSearch"，服务器将返回一个 "Book" 流，其中包含书籍属性以及书籍价格。服务器应该发送一个"Book"流。

请注意，我们已经完成了 Maven 设置，可以自动生成我们的类文件以及我们的 RPC 代码。所以，现在我们可以简单地编译我们的项目 −

mvn clean install

这应该会自动生成我们使用 gRPC 所需的源代码。源代码将放在 −

Protobuf class code: target/generated-sources/protobuf/java/com.tp.bookstore
Protobuf gRPC code: target/generated-sources/protobuf/grpc-java/com.tp.bookstore

设置 gRPC 服务器

现在我们已经定义了包含函数定义的 proto 文件，让我们设置一个可以调用这些函数的服务器。

让我们编写服务器代码来提供上述功能并将其保存在 com.tp.bookstore.BookeStoreServerStreaming.java −

示例

package com.tp.bookstore;

import io.grpc.Server;
import io.grpc.ServerBuilder;
import io.grpc.stub.StreamObserver;
import java.io.IOException;
import java.util.HashMap;
import java.util.List;
import java.util.Map;
import java.util.Map.Entry;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.logging.Logger;
import java.util.stream.Collectors;

import com.tp.bookstore.BookStoreOuterClass.Book;
import com.tp.bookstore.BookStoreOuterClass.BookSearch;

public class BookeStoreServerUnary {
   private static final Logger logger = Logger.getLogger(BookeStoreServerrStreaming.class.getName());
 
   static Map<String, Book> bookMap = new HashMap<>();
   static {
      bookMap.put("Great Gatsby", Book.newBuilder().setName("Great Gatsby")
         .setAuthor("Scott Fitzgerald")
         .setPrice(300).build());
      bookMap.put("To Kill MockingBird", Book.newBuilder().setName("To Kill MockingBird")
         .setAuthor("Harper Lee")
         .setPrice(400).build());
      bookMap.put("Passage to India", Book.newBuilder().setName("Passage to India")
         .setAuthor("E.M.Forster")
         .setPrice(500).build());
      bookMap.put("The Side of Paradise", Book.newBuilder().setName("The Side of Paradise")
         .setAuthor("Scott Fitzgerald")
         .setPrice(600).build());
      bookMap.put("Go Set a Watchman", Book.newBuilder().setName("Go Set a Watchman")
         .setAuthor("Harper Lee")
         .setPrice(700).build());
   }
   private Server server;
   
   private void start() throws IOException {
      int port = 50051;
      server = ServerBuilder.forPort(port)
         .addService(new BookStoreImpl()).build().start();
 
      logger.info("Server started, listening on " + port);
 
      Runtime.getRuntime().addShutdownHook(new Thread() {
         @Override
         public void run() {
            System.err.println("Shutting down gRPC server");
            try {
               server.shutdown().awaitTermination(30, TimeUnit.SECONDS);
            } catch (InterruptedException e) {
               e.printStackTrace(System.err);
            }
         }
      });
   }
   public static void main(String[] args) throws IOException, InterruptedException {
      final BookeStoreServerUnary greetServer = new BookeStoreServerUnary();
      greetServer.start();
      greetServer.server.awaitTermination();
   }
   static class BookStoreImpl extends BookStoreGrpc.BookStoreImplBase {
      @Override
      public void searchByAuthor(BookSearch searchQuery, StreamObserver<Book> responseObserver) {
         logger.info("Searching for book with author: " + searchQuery.getAuthor());
         for (Entry<String, Book> bookEntry : bookMap.entrySet()) {
            try {
               logger.info("Going through more books....");
               Thread.sleep(5000);
            } catch (InterruptedException e) {
               e.printStackTrace();
            }
    
            if(bookEntry.getValue().getAuthor().startsWith(searchQuery.getAuthor())){
               logger.info("Found book with required author: " + bookEntry.getValue().getName()+ ". Sending....");

               responseObserver.onNext(bookEntry.getValue());
            } 
         }
         responseObserver.onCompleted();
      }
   }
}

上述代码在指定端口启动一个 gRPC 服务器，并提供我们在 proto 文件中编写的功能和服务。让我们看一下上面的代码 −

  • 从 main 方法开始，我们在指定端口创建一个 gRPC 服务器。

  • 但在启动服务器之前，我们为服务器分配了我们想要运行的服务，即在我们的例子中为 BookStore 服务。

  • 为此，我们需要将服务实例传递给服务器，因此我们继续创建一个服务实例，即在我们的例子中为 BookStoreImpl

  • 服务实例需要提供 .proto 文件 中存在的方法/函数的实现，即在我们的例子中为 searchByAuthor 方法。

  • 该方法需要一个在 .proto 文件中定义的类型的对象，即，对于我们来说，BookSearch

  • 请注意，我们添加了一个 sleep 来模拟搜索所有书籍的操作。在流式传输的情况下，服务器不会等待所有搜索到的书籍都可用。它通过使用 onNext() 调用在书籍可用时立即返回书籍。

  • 当服务器完成请求后，它会通过调用 onCompleted() 关闭通道。

  • 最后，我们还有一个关闭钩子，以确保在执行完代码后干净地关闭服务器。

设置 gRPC 客户端

现在我们已经编写了服务器的代码，让我们设置一个可以调用这些函数的客户端。

让我们编写客户端代码来调用上述函数并将其保存在 com.tp.bookstore.BookStoreClientServerStreamingBlocking.java −

示例

package com.tp.bookstore;

import io.grpc.Channel;
import io.grpc.ManagedChannel;
import io.grpc.ManagedChannelBuilder;
import io.grpc.StatusRuntimeException;

import java.util.Iterator;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.logging.Level;
import java.util.logging.Logger;

import com.tp.bookstore.BookStoreOuterClass.Book;
import com.tp.bookstore.BookStoreOuterClass.BookSearch;
import com.tp.greeting.GreeterGrpc;
import com.tp.greeting.Greeting.ServerOutput;
import com.tp.greeting.Greeting.ClientInput;

public class BookStoreClientServerStreamingBlocking {
   private static final Logger logger = Logger.getLogger(BookStoreClientServerStreamingBlocking.class.getName());
   private final BookStoreGrpc.BookStoreBlockingStub blockingStub;
	public BookStoreClientServerStreamingBlocking(Channel channel) {
      blockingStub = BookStoreGrpc.newBlockingStub(channel);
   }
   public void getBook((String author) {
      logger.info("Querying for book with author: " + author);
      BookSearch request = BookSearch.newBuilder()..setAuthor(author).build();
      Iterator<Book> response; 
      try {
         response = blockingStub.searchByAuthor(request);
         while(response.hasNext()) {
            logger.info("Found book: " + response.next());
         }
      } catch (StatusRuntimeException e) {
         logger.log(Level.WARNING, "RPC failed: {0}", e.getStatus());
         return;
      }
   }
   public static void main(String[] args) throws Exception {
      String authorName = args[0];
      String serverAddress = "localhost:50051";
	   
      ManagedChannel channel = ManagedChannelBuilder.forTarget(serverAddress)
        .usePlaintext()
        .build();
 
      try {
         BookStoreClientServerStreamingBlocking client = new BookStoreClientUnaryBlocking(channel);
         client.getBook(authorName);
      } finally {
         channel.shutdownNow().awaitTermination(5, TimeUnit.SECONDS);
      }
   }
}

上述代码在指定端口启动 gRPC 服务器，并提供我们在 proto 文件中编写的功能和服务。让我们来看看上面的代码 −

  • 从 main 方法开始，我们接受一个参数，即我们要搜索的书的 标题。

  • 我们设置了一个与服务器进行 gRPC 通信的通道。

  • 然后，我们使用该通道创建一个 阻塞存根。在这里我们选择了我们计划调用其功能的服务"BookStore"。

  • 然后，我们只需创建 .proto 文件中定义的预期输入，即我们的示例中的 BookSearch，并添加我们希望服务器搜索的标题。

  • 我们最终进行调用并获取有效图书的迭代器。当我们迭代时，我们会获得服务器提供的相应书籍。

  • 最后，我们关闭通道以避免任何资源泄漏。

所以，这就是我们的客户端代码。

客户端服务器调用

总而言之，我们想要做的是以下 −

  • 启动 gRPC 服务器。

  • 客户端向服务器查询具有给定作者的书籍。

  • 服务器在其商店中搜索书籍，这是一个耗时的过程。

  • 只要找到符合给定条件的书籍，服务器就会做出响应。服务器不会等待所有有效书籍都可用。它会在找到一本后立即发送输出。然后重复该过程。

现在，我们已经定义了 proto 文件，编写了服务器和客户端代码，让我们继续执行此代码并查看实际操作。

要运行代码，请启动两个 shell。通过执行以下命令在第一个 shell 上启动服务器 −

java -cp .	arget\grpc-point-1.0.jar 
com.tp.bookstore.BookeStoreServerStreaming

我们将看到以下输出 −

输出

Jul 03, 2021 10:37:21 PM 
com.tp.bookstore.BookeStoreServerStreaming start
INFO: Server started, listening on 50051

以上输出表示服务器已经启动。

现在，让我们启动客户端。

java -cp .	arget\grpc-point-1.0.jar 
com.tp.bookstore.BookStoreClientServerStreamingBlocking "Har"

我们将看到以下输出 −

输出

Jul 03, 2021 10:40:31 PM 
com.tp.bookstore.BookStoreClientServerStreamingBlocking 
getBook
INFO: Querying for book with author: Har

Jul 03, 2021 10:40:37 PM 
com.tp.bookstore.BookStoreClientServerStreamingBlocking 
getBook
INFO: Found book: name: "Go Set a Watchman"
author: "Harper Lee"
price: 700

Jul 03, 2021 10:40:42 PM 
com.tp.bookstore.BookStoreClientServerStreamingBlocking 
getBook
INFO: Found book: name: "To Kill MockingBird"
author: "Harper Lee"
price: 400

因此，如我们所见，客户端能够通过查询书名来获取书籍详细信息。但更重要的是，客户端在不同的时间戳获取了第一本书和第二本书，也就是说，间隔近 5 秒。

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