深入理解protobufrpc

一、protobuf rpc原理

protobuf rpc是一種客戶端-伺服器協議，它利用protobuf消息作為數據傳輸和協議狀態的編碼方式。它的實現基於protobuf語法生成的代碼和多種傳輸機制。

protobuf rpc使用不同的介面作為伺服器和客戶端之間通信的協議，以實現遠程過程調用（RPC）。這些介面的定義可以由IDL（介面定義語言）表示。protobuf官方維護的IDL包括proto-rpc和grpc。

protobuf rpc提供了一種簡單而且有效的方法，讓不同語言開發的應用之間輕鬆相互通信。

二、protobuf rpc函數重名

為避免函數名重複，對於每個rpc service，每個rpc函數都有一個唯一的名稱。如果protobuf定義文件中出現重名的函數，protobuf編譯器會報錯。

例如下面的代碼，由於SayHello函數重複定義，編譯器會報錯：

    service HelloService {
        rpc SayHello (HelloRequest) returns (HelloReply) {}
        rpc SayHello (HelloRequest2) returns (HelloReply2) {}
        rpc SayHello (HelloRequest) returns (HelloReply) {}
    }

三、protobuf rpc流程

protobuf rpc流程通常包括以下幾個步驟：

1. 客戶端調用Stub的rpc函數，並將請求參數編碼成protobuf消息進行發送。
2. 伺服器接收客戶端請求，並將消息反序列化成請求參數。
3. 伺服器執行請求處理函數，並將響應結果編碼成protobuf消息返回給客戶端。
4. 客戶端接收到伺服器響應，並將protobuf消息反序列化成響應結果。

下面是一個簡單的例子：

//客戶端代碼
HelloRequest request = HelloRequest.newBuilder().setName("Tom").build();
HelloReply reply = stub.sayHello(request);

//伺服器端代碼
@Override
public void sayHello(HelloRequest request, StreamObserver<HelloReply> responseObserver) {
    String name = request.getName();
    responseObserver.onNext(HelloReply.newBuilder().setMessage("Hello " + name).build());
    responseObserver.onCompleted();
}

四、protobuf rpc參數

protobuf rpc支持的參數類型包括基本數據類型和protobuf消息類型。可以通過定義protobuf消息類型來傳遞更複雜的數據結構。

例如：

  service GreetingService {
    rpc GreetPerson(Person) returns (Greeting);
  }
  
  message Person {
    string firstName = 1;
    string lastName = 2;
  }
  
  message Greeting {
    string greeting = 1;
  }
  
  //客戶端代碼
  Person person = Person.newBuilder().setFirstName("Tom").setLastName("Jerry").build();
  Greeting greeting = stub.greetPerson(person);
  
  //伺服器端代碼
  @Override
  public void greetPerson(Person request, StreamObserver<Greeting> responseObserver) {
    String greeting = "Hello " + request.getFirstName() + " " + request.getLastName();
    responseObserver.onNext(Greeting.newBuilder().setGreeting(greeting).build());
    responseObserver.onCompleted();
  }

五、protobuf rpc設計

在使用protobuf rpc時，需要考慮以下幾點：

1. 數據格式：protobuf rpc的可擴展的數據格式使得它比JSON或XML傳輸數據更加高效。
2. 介面定義：IDL的使用可以有效地定義介面，讓不同語言的客戶端可以輕鬆地使用相同的介面定義。
3. 非同步流：protobuf rpc提供了非同步流功能，允許客戶端和伺服器端在傳輸過程中產生大量的數據流。

六、protobuf rpc多參

protobuf rpc支持多個參數，只需要在服務端函數的參數列表中定義多個參數即可。例如：

service UserService {
  rpc CreateUser(UserRequest, OtherRequest) returns (UserResponse);
}

message UserRequest {
  string name = 1;
}

message OtherRequest {
  int32 age = 1;
}

message UserResponse {
  int32 userId = 1;
}

七、protobuf rpc參數為空

protobuf rpc允許定義參數為空。例如：

service UserService {
  rpc GetUser(GetUserRequest) returns (UserResponse);
  rpc DeleteUser(EmptyRequest) returns (EmptyResponse);
}

message EmptyRequest {}

message EmptyResponse {}

message GetUserRequest {
  int32 userId = 1;
}

八、protobuf rpc雙向通信

protobuf rpc支持雙向通信，允許客戶端和伺服器端在傳輸過程中可以同時進行讀寫操作。

以下是一個簡單的例子：

service ChatService {
  rpc Join(ChatJoinRequest) returns (stream ChatMessage);
  rpc Post(stream ChatMessage) returns (ChatPostResponse);
}

message ChatJoinRequest {
  string name = 1;
}

message ChatMessage {
  string text = 1;
}

message ChatPostResponse {
  int32 messageId = 1;
}

在該例子中，Join函數返回一個流（stream）類型的ChatMessage消息列表。Post函數則接收一個消息列表，然後返迴響應結果。

雙向通信的實現需要藉助gRPC框架的支持。