基于 gRPC 实现跨语言的微服务通信

后端系统大多都是微服务的架构，而且还可能同时有多种语言实现的微服务，比如 java、go、python、c++、node 等。

那么问题来了，多种语言实现的微服务之间如何通信呢？

有的同学会说 http 不就行？

但 http 是文本传输，通信效率低。更重要的是这些微服务并不会提供 http 接口，因为它们又不是直接面向客户端的。

跨语言调用服务一般会用 gRPC，它是 google 出的一种跨语言的远程方法调用的方案。

其中，RPC 是 Remote Procedure Call，远程过程调用。

比如 java 微服务有个方法 aaa，node 微服务想调用它，就可以通过 gRPC 来实现。

这节我们就来用一下 gRPC。

当然，我们不会真的创建 java 的微服务，而是会用两个 nest 的微服务之间实现 gRPC 通信。

在 java、phthon、go 等语言的微服务里，接入 gRPC 都是类似的。

我们创建个 nest 项目：

nest new grpc-client

我们用 monorepo 的形式来放 client 和 server 的代码。

执行：

nest g app grpc-server

这样，就有了两个 nest 的 application：

改下 grpc-server 的启动端口号为 3001:

分别把两个 nest 应用跑起来：

npm run start:dev grpc-client

npm run start:dev grpc-server

浏览器访问下：

这就代表两个 nest 应用都跑起来了。

然后我们把 grpc-server 改造成 grpc 的微服务。

安装用到的微服务的包：

npm install --save @nestjs/microservices

grpc 的包：

npm install --save @grpc/grpc-js @grpc/proto-loader

修改下 grpc-server 的 main.ts

import { NestFactory } from "@nestjs/core";
import { GrpcOptions, Transport } from "@nestjs/microservices";
import { GrpcServerModule } from "./grpc-server.module";
import { join } from "path";

async function bootstrap() {
    const app = (await NestFactory.createMicroservice)<GrpcOptions>(
        GrpcServerModule,
        {
            transport: Transport.GRPC,
            options: {
                url: "localhost:8888",
                package: "book",
                protoPath: join(__dirname, "book/book.proto"),
            },
        }
    );

    await app.listen();
}
bootstrap();

和我们前面创建微服务的方式一样，只不过传输方式 transport 改为 GRPC，然后指定微服务监听端口为 8888。

然后在 options 指定 protoPath。

在 src 下创建这个对应的文件：

syntax = "proto3";

package book;

service BookService {
  rpc FindBook (BookById) returns (Book) {}
}

message BookById {
  int32 id = 1;
}

message Book {
  int32 id = 1;
  string name = 2;
  string desc = 3;
}

这是一种叫做 protocol buffer 的语法。

我们安装个语法高亮插件

搜索 ext:proto，也就是处理 .proto 文件的插件：

安装之后就有语法高亮了：

为什么要有一种 protocol buffer 的语法呢？

因为要跨语言通信，不同语言的语法又不一样，那怎么通信呢？

定义一种用于通信的语言，各种语言都支持这种语法的解析不就行了？

这就是为什么会有 protocol buffer。

这些语法也很容易看懂：

syntax = "proto3"

是使用 proto3 版本的语法。

package book;

是当前包为 book，也就是一种命名空间。

service BookService {
  rpc FindBook (BookById) returns (Book) {}
}

这个就是定义当前服务可以远程调用的方法。

有一个 FindBook 方法，参数是 BookById，返回值是 Book

然后下面就是参数和返回值的消息格式：

message BookById {
  int32 id = 1;
}

message Book {
  int32 id = 1;
  string name = 2;
  string desc = 3;
}

book.proto 只是定义了可用的方法和参数返回值的格式，我们还要在 controller 里实现对应的方法：

@GrpcMethod('BookService', 'FindBook')
findBook(data: { id: number}) {
    const items = [
      { id: 1, name: '前端调试通关秘籍', desc: '网页和 node 调试' },
      { id: 2, name: 'Nest 通关秘籍', desc: 'Nest 和各种后端中间件' },
    ];
    return items.find(({ id }) => id === data.id);
}

实现了 findBook 方法，并通过 @GrpcMethod 把它标识为 grpc 的远程调用的方法。

在 nest-cli.json 添加 assets 配置，让 nest 在 build 的时候把 proto 也复制到 dist 目录下：

"assets": ["**/*.proto"],
"watchAssets": true,

把它跑起来：

npm run start:dev grpc-server

这时 dist 下就有 grpc-server 的代码了：

然后我们在 grpc-client 里连上它：

在 AppModule 里添加连接 grpc-server 的微服务的配置：

import { Module } from "@nestjs/common";
import { AppController } from "./app.controller";
import { AppService } from "./app.service";
import { ClientsModule, Transport } from "@nestjs/microservices";
import { join } from "path";

@Module({
    imports: [
        ClientsModule.register([
            {
                name: "BOOK_PACKAGE",
                transport: Transport.GRPC,
                options: {
                    url: "localhost:8888",
                    package: "book",
                    protoPath: join(__dirname, "book/book.proto"),
                },
            },
        ]),
    ],
    controllers: [AppController],
    providers: [AppService],
})
export class AppModule {}

同样，客户端也是需要 proto 文件的，不然不知道怎么解析协议数据。

把 book/book.proto 文件复制过来：

然后在 AppController 里实现调用远程方法的逻辑：

注入 BOOK_PACKAGE 的 grpc 客户端对象。

在 onModuleInit 的时候调用 getService 方法，拿到 BookService 的实例。

然后调用它的 findBook 方法。

import { Controller, Get, Inject, Param, Query } from "@nestjs/common";
import { AppService } from "./app.service";
import { ClientGrpc } from "@nestjs/microservices";

interface FindById {
    id: number;
}
interface Book {
    id: number;
    name: string;
    desc: string;
}
interface BookService {
    findBook(param: FindById): Book;
}
@Controller()
export class AppController {
    constructor(private readonly appService: AppService) {}

    @Inject("BOOK_PACKAGE")
    private client: ClientGrpc;

    private bookService: BookService;

    onModuleInit() {
        this.bookService = this.client.getService("BookService");
    }

    @Get("book/:id")
    getHero(@Param("id") id: number) {
        return this.bookService.findBook({
            id,
        });
    }
}