跟我一起学Go系列：gRPC 全局数据传输和超时处理

2021 年 7 月 23 日
筆記
Go语言学习

gRPC 在多个 GoRoutine 之间传递数据使用的是 Go SDK 提供的 Context 包。关于 Context 的使用可以看我之前的一篇文章：Context 使用。

但是 Context 的使用场景是同一个进程内，gRPC 使用都是跨进程的网络传输，如果在某个调用链上 A 服务当前要调用 B 服务传递一些上下文参数并且也希望 B 服务继续往下传递该如何实现呢？

跨进程的全局数据传输

再次回忆一下 gRPC 是基于 HTTP/2 协议的。那我们是不是可以再请求头中将这一部分数据 set 进去，而不是放在数据包里面。

gRPC 也是如此实现的。进程间传输定义了一个 metadata 对象，该对象放在 Request-Headers 内：

Requests
Request → Request-Headers *Length-Prefixed-Message EOS
Request-Headers are delivered as HTTP2 headers in HEADERS + CONTINUATION frames.

Request-Headers → Call-Definition *Custom-Metadata
Call-Definition → Method Scheme Path TE [Authority] [Timeout] Content-Type [Message-Type] [Message-Encoding] [Message-Accept-Encoding] [User-Agent]
Method → ":method POST"
Scheme → ":scheme " ("http" / "https")
Path → ":path" "/" Service-Name "/" {method name} # But see note below.
Service-Name → {IDL-specific service name}
......
......
......
Custom-Metadata → Binary-Header / ASCII-Header
......

Custom-Metadata 字段内即为我们要传输的全局对象。具体文档可以看这里：PROTOCOL-HTTP2。

所以通过 metadata 我们可以将上一个进程中的全局对象透传到下一个被调用的进程。查看源码可以发现 metadata 内部实际上是通过一个 map 对象存储数据：

type MD map[string][]string

metadata 和 Context 一起连用的使用方式如下：

发送方如果想发送一些全局字段给接收方，首先从自己端的 metadata set 数据：

//set 数据到 metadata
md := metadata.Pairs("key", "val")
// 新建一个有 metadata 的 context
ctx := metadata.NewOutgoingContext(context.Background(), md)

注意上面的 NewOutgoingContext() 方法，命名很形象，向外输出 Context。那么对端接收的时候肯定有一个对应的方法，我们继续往下看。这个新的 Context 就可以用来发送出去，比如还是我们上文中的示例方法：

//set 数据到 metadata
md := metadata.Pairs("key", "val")
// 新建一个有 metadata 的 context
ctx := metadata.NewOutgoingContext(context.Background(), md)

c = NewTokenServiceClient(conn)
hello, err := c.SayHello(ctx, &PingMessage{Greeting: "hahah"})
if err != nil {
  fmt.Printf("could not greet: %v", err)
}

对于接收方来说，无非就是解析 metadata 中的数据。gRPC 已经帮我们将数据解析到 context 中，所以需要从 Context 中取出 MD 对象。

md, ok := metadata.FromIncomingContext(ctx)
if !ok {
  fmt.Printf("get metadata error")
}
if t, ok := md["key"]; ok {
  fmt.Printf("key from metadata:\n")
  for i, e := range t {
    fmt.Printf(" %d. %s\n", i, e)
  }
}

这里取数的逻辑使用了 metadata 的 FromIncomingContext() 方法。跟存数据的 NewOutgoingContext() 方法遥相呼应。

跨进程的超时停止

同进程下跨 Goroutine 我们还是可以使用 Context 来设置当前 Context 管理下子 Goroutine 的有效期：

//超时截止
context.WithTimeout(context.Background(), 100*time.Millisecond)
//限制截止
deadline, c2 := context.WithDeadline(context.Background(), deadline time.Time)

gRPC 中同样实现了这个功能，即跨进程间的 Context 传递实现进程间的 Context 生命周期管理。我们看一个简单的例子：

服务端：

package normal

import (
	"context"
	"fmt"
	"google.golang.org/grpc"
	"google.golang.org/grpc/reflection"
	pb "gorm-demo/models/pb"
	"net"
	"testing"
	"time"
)

type server struct{}

func (s *server) SayHello(ctx context.Context, in *pb.HelloRequest) (*pb.HelloReply, error) {
	time.Sleep(3 * time.Second)
	return &pb.HelloReply{Message: "Hello " + in.Name}, nil
}

//拦截器 - 打印日志
func LoggingInterceptor(ctx context.Context, req interface{}, info *grpc.UnaryServerInfo,
	handler grpc.UnaryHandler) (interface{}, error) {
	fmt.Printf("gRPC method: %s, %v", info.FullMethod, req)
	resp, err := handler(ctx, req)
	fmt.Printf("gRPC method: %s, %v", info.FullMethod, resp)
	return resp, err
}

func TestGrpcServer(t *testing.T) {
	// 监听本地的8972端口
	lis, err := net.Listen("tcp", ":8972")
	if err != nil {
		fmt.Printf("failed to listen: %v", err)
		return
	}
	//注册拦截器
	s := grpc.NewServer(grpc.UnaryInterceptor(LoggingInterceptor)) // 创建gRPC服务器
	pb.RegisterGreeterServer(s, &server{})                         // 在gRPC服务端注册服务

	reflection.Register(s) //在给定的gRPC服务器上注册服务器反射服务
	// Serve方法在lis上接受传入连接，为每个连接创建一个ServerTransport和server的goroutine。
	// 该goroutine读取gRPC请求，然后调用已注册的处理程序来响应它们。
	err = s.Serve(lis)
	if err != nil {
		fmt.Printf("failed to serve: %v", err)
		return
	}

}

服务端代码我们在 SayHello() 方法中增加了 3s 的sleep。客户端代码如下：

package normal

import (
	"fmt"
	"testing"
	"time"

	"golang.org/x/net/context"
	"google.golang.org/grpc"
	pb "gorm-demo/models/pb"
)

func TestGrpcClient(t *testing.T) {
	// 连接服务器
	conn, err := grpc.Dial(":8972", grpc.WithInsecure())
	if err != nil {
		fmt.Printf("faild to connect: %v", err)
	}
	defer conn.Close()

	c := pb.NewGreeterClient(conn)

	//timeout, cancelFunc := context.WithTimeout(context.Background(), time.Second*2)
	//defer cancelFunc()

	m, _ := time.ParseDuration("1s")
	result := time.Now().Add(m)
	deadline, c2 := context.WithDeadline(context.Background(), result)
	defer c2()

	// 调用服务端的SayHello
	r, err := c.SayHello(deadline, &pb.HelloRequest{Name: "CN"})
	if err != nil {
		fmt.Printf("could not greet: %v", err)
	}

	fmt.Printf("Greeting: %s !\n", r.Message)
}

针对两种场景的超时：

//timeout, cancelFunc := context.WithTimeout(context.Background(), time.Second*2)
//defer cancelFunc()

m, _ := time.ParseDuration("1s")
result := time.Now().Add(m)
deadline, c2 := context.WithDeadline(context.Background(), result)
defer c2()

分别做了测试，大家可以运行一下代码看看效果。都会看到报错信息：

code = DeadlineExceeded desc = context deadline exceeded

所以超时控制可以通过 Context 来操作，不必你自己再去额外写代码。

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