图析ASP.NET Core引入gRPC服务模板
早就听说ASP.NET Core 3.0中引入了gRPC的服务模板,正好趁着家里电脑刚做了新系统,然后装了VS2019的功夫来体验一把。同时记录体验的过程。如果你也想按照本文的步骤体验的话,那你得先安装.NET Core3.0预览版的SDK。至于开发工具我用的时VS2019,当然你也可以使用VS Code进行。
gRPC的简单介绍
gRPC 是一种与语言无关的高性能远程过程调用 (RPC) 框架。 有关 gRPC 基础知识的详细信息,请参阅 gRPC 文档页。
gRPC 的主要优点是:
- 现代高性能轻量级 RPC 框架。
- 协定优先 API 开发,默认使用协议缓冲区,允许与语言无关的实现。
- 可用于多种语言的工具,以生成强类型服务器和客户端。
- 支持客户端、服务器和双向流式处理调用。
- 使用 Protobuf 二进制序列化减少对网络的使用。
这些优点使 gRPC 适用于:
- 效率至关重要的轻量级微服务。
- 需要多种语言用于开发的 Polyglot 系统。
- 需要处理流式处理请求或响应的点对点实时服务。
ASP.NET Core 3.0上gRPC服务模板初体验
创建gRPC服务
1 .打开VS2019 从 Visual Studio“文件”菜单中选择“新建” > “项目”。(由于我是新打开的VS,所以按照如下图所示创建新项目)
2.如下图所示,选择创建《ASP.NET Core Web 应用程序》,然后点击下一
3.在此页面按照下图所示,输入项目名称,位置,解决方案名称,然后点击右下角的“创建”按钮进行创建。
4.你以为上述步骤中点击“创建”就结束了嘛?说好的要创建gRPC服务模板的,所以,点击上面的创建后会弹出如下图所示,让你选择服务模板的窗口,这里按照下图所示选择gRPC服务模板,然后再次点击右下角的创建,才是真正的创建项目。
5.创建成功后,会出现如下图所示的项目结构
6.至此,我们就创建好了一个gRPC服务的模板,接下来我们先测试一番,然后再好好的看下这个模板的结构吧
测试gRPC服务
1.首先打开HelloGrpc.Server
这个服务端的工作目录,然后Shift+鼠标右键
弹出如下图所示的右键菜单,如图所示打开ps窗口
2.输入dotnet run
命令运行此gRPC服务端项目,如下图所示,说明服务端启动正常,并开始监听对应的端口。
3.同样的方法,我们启动客户端,这时候客户端会向该服务端发送一条包含具有其名称“GreeterClient”的消息的问候信息。 该服务端将发送一条消息“Hello GreeterClient”作为响应,并显示在命令提示符中。如下图所示:
4.至此,gRPC服务模板创建的服务端以及客户端测试成功。下面我们就好好的探究一下这个服务模板吧。
gRPC模板解析
在HelloGrpc.Server
服务的端项目中有如下几个文件
- greet.proto:greet.proto 文件定义
Greeter
gRPC,且用于生成 gRPC 服务器资产。 - Services 文件夹:包含
Greeter
服务的实现。 - appSettings.json:包含配置数据,如 Kestrel 使用的协议。(熟悉ASP.NET Core的你一定很熟悉)
- Program.cs:包含 gRPC 服务的入口点。(熟悉ASP.NET Core的你一定很熟悉)
- Startup.cs:
IWebHostBuilder
的启动配置文件,包含配置应用行为的代码。(熟悉ASP.NET Core的你一定很熟悉)
gRPC 客户端 HelloGrpc.Client
文件:
Program.cs 包含 gRPC 客户端的入口点和逻辑。
下面我们再打开每个文件看看里面究竟是什么东东吧。
proto文件
proto
GRPC使用约定优先的API开发方法。默认情况下,使用协议缓冲区(Protobuf)作为接口设计语言(IDL)。这个.proto
文件包含:
- GRPC服务的定义。
- 在客户端和服务器之间发送的消息。
有关Protobuf文件语法的更多信息,请参见正式文件(原型).
如我们模板中创建的greet.proto
文件内容如下:
syntax = "proto3"; package Greet; // The greeting service definition. service Greeter { // Sends a greeting rpc SayHello (HelloRequest) returns (HelloReply) {} } // The request message containing the user's name. message HelloRequest { string name = 1; } // The response message containing the greetings. message HelloReply { string message = 1; }
- 定义
Greeter
服务。 - 这个
Greeter
服务定义SayHello
请求。 SayHello
发送HelloRequest
消息并接收HelloResponse
信息:- 那么你可能要问了,这个.proto文件是如何包含在项目中的呢,其实,如果你打开.csproject文件就会看到,通过将该文件添加到
<Protobuf>
的ItemGroup中即可,如下所示:
<ItemGroup> <Protobuf Include="..\Protos\*.proto" GrpcServices="Server" /> <Content Include="@(Protobuf)" LinkBase="" /> </ItemGroup>
C#对.proto文件的工具支持
工具包Grpc.Tools 被用来从.proto文件生成C#文件。生成的资产(文件)具有如下特性:
- 每次构建项目时都会根据需要进行生成。
- 生成的文件不会被添加到项目或签入源代码管理。
- 生成的C#文件是包含在OBJ目录。
服务器和客户端项目都需要此包。Grpc.Tools
可以通过在VisualStudio中使用包管理器或添加<PackageReference>
到项目文件:
XML复制
<PackageReference Include="Grpc.Tools" Version="1.19.0-pre1" PrivateAssets="All" />
工具包在运行时并不是必需的,因此,应该用PrivateAssets="All"
.
Services 文件夹中的具体的gRPC服务
我们知道Grpc.Tools
工具包将根据.proto文件的定义翻译并生成对应的C#类型的文件。
对于服务器端资产,将生成一个抽象的服务基类型。基类型包含在.proto文件中包含的所有GRPC调用的定义。然后,您将创建从此基类型派生的具体服务实现,并实现GRPC调用的逻辑。对于前面描述的greet.proto
示例,将生成包含虚拟SayHello
方法的抽象GreeterBase
类型。具体的实现GreeterService
重写该方法并实现处理GRPC调用的逻辑。
正如HelloGrpc.Server
项目中的Services\GreeterService.cs
中的代码
public class GreeterService : Greeter.GreeterBase { public override Task<HelloReply> SayHello(HelloRequest request, ServerCallContext context) { return Task.FromResult(new HelloReply { Message = "Hello " + request.Name }); } }
对于客户端,将生成一个具体的客户端类型中的GRPC调用。.proto文件被转换为可以调用的具体类型上的方法。为greet.proto
前面描述的示例,一个具体的GreeterClient
类型生成。这个GreeterClient
类型包含SayHello
方法,可以调用该方法来启动对服务器的GRPC调用。
public class Program { static async Task Main(string[] args) { // Include port of the gRPC server as an application argument var port = args.Length > 0 ? args[0] : "50051"; var channel = new Channel("localhost:" + port, ChannelCredentials.Insecure); var client = new Greeter.GreeterClient(channel); var reply = await client.SayHelloAsync( new HelloRequest { Name = "GreeterClient" }); Console.WriteLine("Greeting: " + reply.Message); await channel.ShutdownAsync(); Console.WriteLine("Press any key to exit..."); Console.ReadKey(); } }
默认情况下,分别生成服务器和客户端资产。.proto文件包含在<Protobuf>
项目组。若要确保仅在服务器项目中生成服务器资产,GrpcServices
属性设置为Server
.
XML复制
<ItemGroup> <Protobuf Include="..\Protos\*.proto" GrpcServices="Server" /> <Content Include="@(Protobuf)" LinkBase="" /> </ItemGroup>
类似地,属性设置为Client
在仅在客户项目中生成。
Startup
在Startup
中我们发现跟普通的ASP.NET Core程序有所不同,具体的如下图所示:在ConfigureServices
服务中引入了gRPC服务,然后在Configure
加入了路由
而这里需要引入三个与gRPC相关的nuget包
- Grpc.AspNetCore.Server
- Google.Protobuf对于Protobuf消息API。
- Grpc.Tools
这里需要说明的是
ASP.NET Core 中间件和功能共享路由管道,因此可以将应用程序配置为服务其他请求处理程序。其他请求处理程序(如MVC控制器)可以与配置的GRPC服务路由并行工作。
其他需要说明的内容
与ASP.NET Core 接口的集成
GRPC服务可以完全访问ASP.NETCore功能,如依赖注入(Di)和日志功能。例如,服务实现可以通过构造函数解析DI容器中的记录器服务:
public class GreeterService : Greeter.GreeterBase { public GreeterService(ILogger<GreeterService> logger) { } }
默认情况下,GRPC服务可以解析具有任意生存期的其他DI服务(Singleton, Scoped, or Transient)。
在GRPC方法中解析HttpContext
GRPC 应用程序接口提供对某些HTTP/2消息数据的访问,例如method, host, header, and trailers。访问是通过ServerCallContext
参数传递给每个GRPC方法:
public class GreeterService : Greeter.GreeterBase { public override Task<HelloReply> SayHello(HelloRequest request, ServerCallContext context) { return Task.FromResult(new HelloReply { Message = "Hello " + request.Name }); } }
ServerCallContext
不提供对所有ASP.NET 接口中HttpContext
的完全访问。GetHttpContext
扩展方法提供对表示ASP.NET API中底层HTTP/2消息的httpContext的完全访问:
public class GreeterService : Greeter.GreeterBase { public override Task<HelloReply> SayHello(HelloRequest request, ServerCallContext context) { var httpContext = context.GetHttpContext(); return Task.FromResult(new HelloReply { Message = "Using https: " + httpContext.Request.IsHttps }); } }
请求体数据速率限制
默认情况下,Kestrel服务器设置为最小请求主体数据速率。对于客户端流式和双工流式的请求,此速率可能不满足,并且连接可能超时。当GRPC服务包括客户端流和双工流调用时,必须禁用最小请求正文数据速率限制:
public class Program { public static void Main(string[] args) { CreateHostBuilder(args).Build().Run(); } public static IHostBuilder CreateHostBuilder(string[] args) => Host.CreateDefaultBuilder(args) .ConfigureWebHostDefaults(webBuilder => { webBuilder.UseStartup<Startup>(); webBuilder.ConfigureKestrel((context, options) => { options.Limits.MinRequestBodyDataRate = null; }); }); }
参考文章
Tutorial: Get started with gRPC in ASP.NET Core
gRPC services with ASP.NET Core
Migrating gRPC services from C-core to ASP.NET Core
总结
今天分享的内容有点多,目的就是使记录尽可能的详细,尽可能用通俗易懂的语言来进行描述,让大家能用起来。在asp.net core3.0中把grpc服务作为第一等公民进行支持,所以我们有必要进行下了解。可能很多朋友会有疑问了,我Web API用的爽歪歪,干嘛还要用gRPC这种远程过程调用协议啊。关于这个问题,我准备再单独开一篇文章进行讲解,最后感谢大家的阅读,码字不易,多多推荐支持吧!