java版gRPC实战之一：用proto生成代码

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内容：所有原创文章分类汇总及配套源码，涉及Java、Docker、Kubernetes、DevOPS等；

关于gRPC

1. gRPC 是一个高性能、开源和通用的 RPC 框架，面向移动和 HTTP/2 设计。目前提供 C、Java 和 Go 语言版本，分别是：grpc, grpc-java, grpc-go. 其中 C 版本支持 C, C++, Node.js, Python, Ruby, Objective-C, PHP 和 C# 支持.
2. gRPC 基于 HTTP/2 标准设计，带来诸如双向流、流控、头部压缩、单 TCP 连接上的多复用请求等特。这些特性使得其在移动设备上表现更好，更省电和节省空间占用。
3. 各个进程之间可以通过gRPC相互调用，如下图：

核心技术

• 为了用java发布gRPC服务，我使用的是开源库net.devh:grpc-server-spring-boot-starter
• 在调用其他gRPC服务时用的是net.devh:grpc-client-spring-boot-starter
• 感谢该开源库的作者Michael大神，您的智慧的简化了java程序员的gRPC开发工作，项目地址：github.com/yidongnan/grpc-spring-boot-starter

本篇概览

作为系列文章的开篇，本篇要做的事情如下：

1. 明确依赖库和开发环境
2. 新建父工程grpc-tutorials，今后《java版gRPC实战》系列的所有源码都在这个工程中
3. 实战用proto文件自动生成java代码

明确依赖库和开发环境

整个系列文章涉及的依赖库和开发环境的情况如下：

1. JDK：1.8.0_281
2. gradle：6.7.1
3. springboot：2.3.8.RELEASE
4. grpc：1.35.0
5. protobuf：3.14.0
6. grpc-server-spring-boot-starter：2.11.0.RELEASE
7. grpc-client-spring-boot-starter：2.11.0.RELEASE
8. 操作系统：win10专业版
9. IDEA：2021.1 (Ultimate Edition)

源码下载

• 本篇实战中的完整源码可在GitHub下载到，地址和链接信息如下表所示(github.com/zq2599/blog_demos)：

• 这个git项目中有多个文件夹，《java版gRPC实战》系列的源码在grpc-tutorials文件夹下，如下图红框所示：

创建《java版gRPC实战》系列的父工程

• 新建名为grpc-tutorials的gradle工程，前面提到的库及其版本都在此工程中处理好，build.gradle内容如下：

import java.time.OffsetDateTime
import java.time.format.DateTimeFormatter

buildscript {
    repositories {
        maven {
            url 'https://plugins.gradle.org/m2/'
        }
        // 如果有私服就在此配置，如果没有请注释掉
        maven {
            url 'http://192.168.50.43:8081/repository/aliyun-proxy/'
        }
        // 阿里云
        maven {
            url 'http://maven.aliyun.com/nexus/content/groups/public/'
        }

        mavenCentral()
    }
    ext {
        // 项目版本
        projectVersion = '1.0-SNAPSHOT'

        // 依赖库的版本
        grpcSpringBootStarterVersion = '2.11.0.RELEASE'

        // grpc版本 https://github.com/grpc/grpc-java/releases
        grpcVersion = '1.35.0'
        // protobuf版本 https://github.com/protocolbuffers/protobuf/releases
        protobufVersion = '3.14.0'
        // protobuf的gradle插件版本
        protobufGradlePluginVersion = '0.8.12'

        // sprignboot版本 https://github.com/spring-projects/spring-boot/releases
        springBootVersion = '2.3.8.RELEASE'
        // springcloud版本 https://github.com/spring-cloud/spring-cloud-release/releases
        springCloudVersion = 'Hoxton.SR9'
        // nacos版本 https://github.com/alibaba/spring-cloud-alibaba/releases
        springCloudAlibabaNacosVersion = '2.2.3.RELEASE'
        // security版本 https://github.com/spring-projects/spring-security-oauth/releases
        springSecurityOAuthVersion = '2.5.0.RELEASE'
    }
}

plugins {
    id 'java'
    id 'java-library'
    id 'org.springframework.boot' version "${springBootVersion}" apply false
    id 'io.spring.dependency-management' version '1.0.11.RELEASE'
    id 'net.nemerosa.versioning' version '2.14.0'
    id 'com.google.protobuf' version '0.8.14'
    id 'io.franzbecker.gradle-lombok' version '4.0.0' apply false
    id 'com.github.ben-manes.versions' version '0.36.0' // gradle dependencyUpdates
}

// If you attempt to build without the `--scan` parameter in `gradle 6.0+` it will cause a build error that it can't find
// a buildScan property to change. This avoids that problem.
if (hasProperty('buildScan')) {
    buildScan {
        termsOfServiceUrl = 'https://gradle.com/terms-of-service'
        termsOfServiceAgree = 'yes'
    }
}

wrapper {
    gradleVersion = '6.7.1'
}

def buildTimeAndDate = OffsetDateTime.now()

ext {
    // 构建时取得当前日期和时间
    buildDate = DateTimeFormatter.ISO_LOCAL_DATE.format(buildTimeAndDate)
    buildTime = DateTimeFormatter.ofPattern('HH:mm:ss.SSSZ').format(buildTimeAndDate)
    buildRevision = versioning.info.commit
}

allprojects {
    apply plugin: 'java'
    apply plugin: 'idea'
    apply plugin: 'eclipse'
    apply plugin: 'io.spring.dependency-management'
    apply plugin: 'io.franzbecker.gradle-lombok'

    compileJava {
        sourceCompatibility = JavaVersion.VERSION_1_8
        targetCompatibility = JavaVersion.VERSION_1_8
        options.encoding = 'UTF-8'
    }

    compileJava.options*.compilerArgs = [
            '-Xlint:all', '-Xlint:-processing'
    ]

    // Copy LICENSE
    tasks.withType(Jar) {
        from(project.rootDir) {
            include 'LICENSE'
            into 'META-INF'
        }
    }

    // 写入到MANIFEST.MF中的内容
    jar {
        manifest {
            attributes(
                    'Created-By': "${System.properties['java.version']} (${System.properties['java.vendor']} ${System.properties['java.vm.version']})".toString(),
                    'Built-By': 'travis',
                    'Build-Date': buildDate,
                    'Build-Time': buildTime,
                    'Built-OS': "${System.properties['os.name']}",
                    'Build-Revision': buildRevision,
                    'Specification-Title': project.name,
                    'Specification-Version': projectVersion,
                    'Specification-Vendor': 'Will Zhao',
                    'Implementation-Title': project.name,
                    'Implementation-Version': projectVersion,
                    'Implementation-Vendor': 'Will Zhao'
            )
        }
    }

    repositories {
        mavenCentral()

        // 如果有私服就在此配置，如果没有请注释掉
        maven {
            url 'http://192.168.50.43:8081/repository/aliyun-proxy/'
        }

        // 阿里云
        maven {
            url 'http://maven.aliyun.com/nexus/content/groups/public/'
        }

        jcenter()
    }

    buildscript {
        repositories {
            maven { url 'https://plugins.gradle.org/m2/' }
        }
    }
}

allprojects { project ->
    buildscript {
        dependencyManagement {
            imports {
                mavenBom "org.springframework.boot:spring-boot-starter-parent:${springBootVersion}"
                mavenBom "org.springframework.cloud:spring-cloud-dependencies:${springCloudVersion}"
                mavenBom "com.google.protobuf:protobuf-bom:${protobufVersion}"
                mavenBom "io.grpc:grpc-bom:${grpcVersion}"
                mavenBom "org.junit:junit-bom:5.7.0"
            }

            dependencies {
                dependency 'org.projectlombok:lombok:1.16.16'
                dependency 'org.apache.commons:commons-lang3:3.11'
                dependency 'commons-collections:commons-collections:3.2.2'
                dependency "net.devh:grpc-server-spring-boot-starter:${grpcSpringBootStarterVersion}"
                dependency "net.devh:grpc-client-spring-boot-starter:${grpcSpringBootStarterVersion}"
            }
        }

        ext {
            micrometerVersion = dependencyManagement.importedProperties['micrometer.version']
            springFrameworkVersion = dependencyManagement.importedProperties['spring-framework.version']
            springSecurityVersion = dependencyManagement.importedProperties['spring-security.version']
            springCloudCommonsVersion = dependencyManagement.importedProperties['spring-cloud-commons.version']
        }
    }
}

group = 'com.bolingcavalry'
version = projectVersion

• 整个系列用到的父工程已经完成，接下来可以开始编码了；

实战用proto文件自动生成java代码

• gRPC服务能够用不同的语言编写，其中的关键是定义服务的proto文件可以被生成各种语言的代码，java也不例外，接下来一起体验；
• 在父工程grpc-tutorials下新建模块，名为grpc-lib，其build.gradle内容如下，可见主要是配置了protobuf插件，以及生成的java代码如何才能被IDE工具加入到source path中：

// 根据proto生成java代码的gradle插件
plugins {
    id 'com.google.protobuf'
}

dependencies {
    implementation 'io.grpc:grpc-netty-shaded'
    implementation 'io.grpc:grpc-protobuf'
    implementation 'io.grpc:grpc-stub'
    if (JavaVersion.current().isJava9Compatible()) {
        // Workaround for @javax.annotation.Generated
        // see: https://github.com/grpc/grpc-java/issues/3633
        implementation 'jakarta.annotation:jakarta.annotation-api'
    }
}


protobuf {
    protoc {
        artifact = "com.google.protobuf:protoc:${protobufVersion}"
    }
    // 自动生成的代码放在这里
    generatedFilesBaseDir = "$projectDir/src/generated"
    clean {
        delete generatedFilesBaseDir
    }
    // 生成java代码的插件
    plugins {
        grpc {
            artifact = 'io.grpc:protoc-gen-grpc-java'
        }
    }
    generateProtoTasks {
        all()*.plugins {
            grpc {}
        }
    }
}

// 对于eclipse，通过以下脚本可以将生成的代码加入source路径中，编译时会被用到
eclipse {
    classpath {
        file.beforeMerged { cp ->
            def generatedGrpcFolder = new org.gradle.plugins.ide.eclipse.model.SourceFolder('src/generated/main/grpc', null);
            generatedGrpcFolder.entryAttributes['ignore_optional_problems'] = 'true';
            cp.entries.add( generatedGrpcFolder );
            def generatedJavaFolder = new org.gradle.plugins.ide.eclipse.model.SourceFolder('src/generated/main/java', null);
            generatedJavaFolder.entryAttributes['ignore_optional_problems'] = 'true';
            cp.entries.add( generatedJavaFolder );
        }
    }
}

// 对于idea，通过以下脚本可以将生成的代码加入source路径中，编译时会被用到
idea {
    module {
        sourceDirs += file('src/generated/main/java')
        sourceDirs += file('src/generated/main/grpc')
        generatedSourceDirs += file('src/generated/main/java')
        generatedSourceDirs += file('src/generated/main/grpc')
    }
}

• 在grpc-lib模块的src/main/proto目录下新增名为helloworld.proto的文件，这里面定义了一个gRPC服务，里面含有一个接口，并且还有这个接口的入参和返回结果的定义：

syntax = "proto3";

option java_multiple_files = true;
// 生成java代码的package
option java_package = "com.bolingcavalry.grpctutorials.lib";
option java_outer_classname = "HelloWorldProto";

// gRPC服务
service Simple {
    // 接口定义
    rpc SayHello (HelloRequest) returns (HelloReply) {
    }
}

// 入参的数据结构
message HelloRequest {
    string name = 1;
}

// 返回结果的数据结构
message HelloReply {
    string message = 1;
}

• proto文件已经做好，接下来要根据这个文件来生成java代码，在grpc-tutorials目录下执行命令gradle grpc-lib:generateProto，即可根据helloworld.proto文件生成java代码，执行成功后会生出下图红框中的内容，这些就是java代码：

• 本篇只聊如何生成上述代码，至于这些代码的用途就留到下一篇再说吧，这里只简单提一下，SimpleGrpc里面有抽象类SimpleImplBase，制作gRPC服务的时候需要继承该类，另外，如果您要远程调用gRPC的sayHello接口，就会用到SimpleGrpc类中的SimpleStub类，其余的HelloReply、HelloRequest这些则是入参和返回的数据结构定义；

• 至此，java版gRPC实战的准备工作就完成了，根据proto文件生成java代码的方法也掌握了，接下来的章节咱们一起尝试服务的发布和调用；

我是欣宸，期待与您一同畅游Java世界…