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GRPC源码分析 1.代码结构以及通用组件解析


base in https://github.com/grpc/grpc-…


  • 目录概览
  • 可选项(Opts
  • 包装(Wrapper
  • 组件式编程(Builder & Regist
  • 一次性事件(grpcsync.Event
  • 无界channel(UnboundedBuffer

目录概览

摘要了一部分文件目录,用来描述在grpc中不同目录层级的主要作用。

grpc├── 顶层目录(package grpc, 主要包含一些grpc提供的接口文件和涉及到具体实现的一些包装器文件├── clientconn.go // grpc接口文件,主要提供 Dial 接口。├── balancer_conn_wrappers.go // 各种包装器 *_wrappers├── resolver_conn_wrapper.go├── balancer│   ├── balancer.go├── resolver    // 次级目录(主要用于描述接口│   └── resolver.go     //resolver的接口文件├── internal    // 内部目录(主要提供各种具体实现│   ├── backoff│   │   └── backoff.go //退避策略的具体实现│   ├── buffer│   │   ├── unbounded.go    //内部提供的一些组件│   ├── resolver│   │   ├── dns│   │   │   ├── dns_resolver.go //dns_resolver的实现 *_resolver.go
文件层级
顶层目录 主要提供grpc接口以及各种包装器文件 grpc.Dial() *_wrapper.go
次级目录 这里主要是提供grpc的一些功能组件定义,通常是接口文件 type Resolver interface {}
内部目录 这里主要提供功能组件的具体实现 dns_resolver.go

可选项(Opts

在grpc中我们会看到很多类似如下这种代码, 一般后面会需要接收参数 opts …Option, 这种接口方式被称为选项模式(options-pattern ,主要是为了构建接口提供灵活的可选项

下面我们用自己的伪代码模拟一次这种逻辑(摘自 https://github.com/pojol/brai…

// 配置项type config struct {    Tracing       bool}// 配置Option的包装函数type Option func(*Server)// 添加开启tracing的可选项func WithTracing() Option {    return func(r *Server) {        r.cfg.Tracing = true    }}// 使用可选项进行构建func New(name string, opts ...Option) IServer {    const (        defaultTracing       = false    )    server = &Server{        cfg: config{            Tracing:       defaultTracing,  // 进行默认的初始化赋值        },    }    // 查看是否有可选项,如果有则使用可选项将默认值覆盖。    for _, opt := range opts {        opt(server)    }}

总结 通过这种options模式,可以不必每次定义所有的选项,只需选择自己想要的改动即可。

包装(Wrapper

grpc中使用Wrapper把接口的实现和其依赖的对象聚合到一起,通过水平组合的方式完成一些接口的实现。

type ccResolverWrapper struct {    cc         *ClientConn      // 包含了 ClientConn    resolverMu sync.Mutex    resolver   resolver.Resolver    // 包含了 Resolver interface     done       *grpcsync.Event  // 完成事件(这个下面有详细解释    curState   resolver.State   // 状态    pollingMu sync.Mutex       // 轮询锁    polling   chan struct{}    // 一个channel主要用于判断是否处于轮询中}

上面是一个Wrapper的结构,它主要包含了ClientConn的指针,以及Resolver接口,另外还包含了一些自身逻辑需要的状态和锁

它主要实现了resolver.ClientConn interface, 使用这个包装器主要是为了聚合前面的那些组件,完成一些需要相互依赖调度的逻辑。不过这未必是值得借鉴的,这里先简单路过一下。

插件式编程模式

build.png

如上图所示,我们使用了Resolver来展示grpc是如何使用插件式编程方式组织代码的。

  • 接口定义文件 resolver.go
// Resolver 构建器的定义type Builder interface {    Build(target Target, cc ClientConn, opts BuildOptions) (Resolver, error)    Scheme() string}// 名字解析 Resolver 提供的接口定义type Resolver interface {}// 注册不同的resolver实现func Register(b Builder) {}// 通过scheme获取相关的resolver实现func Get(scheme string) Builder {}
  • 实现文件 internal/resolver/dns/dns_resolver.go
// 通过init函数,将实现注册到resolverfunc init() { resolver.Register(NewBuilder()) }// 实现resolver.Builder接口的 Build 函数(在这里进行真正的构建操作func Build() {}// 返回当前resolver解决的解析样式func Scheme() string { return "dns" }
  • 应用 resolver clientconn.go
// 通过解析用户传入的target 获得schemecc.parsedTarget = grpcutil.ParseTarget(cc.target)// 通过target的scheme获取对应的resolver.Builderfunc (cc *ClientConn) getResolver(scheme string) resolver.Builder {    for _, rb := range cc.dopts.resolvers {        if scheme == rb.Scheme() {            return rb        }    }    return resolver.Get(scheme)}

总结 通过以上的关键代码,我们知道了组件是如何完成接口定义以及实现使用
在grpc中有不少的代码是使用这种插件式的方式进行编程,这种编码方式可以方便的隔离实现,使用户专注在自己的实现上。另外也支持用户编写自己的实现注册到grpc中。

可以阅读 策略模式 & 开闭原则 加深对这种编码形式的理解。

一次性事件(grpcsync.Event

主要用于在异步逻辑中判断一次性事件(开关)线程安全,在grpc中很多模块的退出逻辑都依赖于这个Event

实现来自 /internal/grpcsync/event.go

type Event struct {    fired int32         // 用于标记是否被触发    c     chan struct{} // 用于发送触发信号    o     sync.Once     // 保证只被执行一次}func (e *Event) Fire() bool {} // 触发事件func (e *Event) Done() <-chan struct{} {}   // 被触发信号func (e *Event) HasFired() bool {} // 是否被触发// 构建Eventfunc NewEvent() *Event {    return &Event{c: make(chan struct{})}}// 模拟使用,创建一个服务,然后这个服务会开启一个goroutine从管道中接收消息来处理业务// 如下的话可以是一些新节点信息,然后通过done来处理退出的逻辑,当外部关闭这个balancer,会立即通知到这个goroutine然后退出。func newBalancer() {    b := Balancer{        done : NewEvent(),  // 构建    }    // watcher    go func() {        for {            select {                case <- otherCh:                    //todo                case <- b.done.Done(): // 监听到终止信号,退出goroutine。                    return            }        }    }()}func (b *Balancer)close() {    b.done.Fire() // 触发信号}

无界channel(UnboundedBuffer

前面有说到grpcsync.Event是用来控制退出逻辑,这里的unbounded则用于多个goroutine之间的消息传递。
这是一个非常不错的channel实践,它不用考虑channel的各种阻塞情况(这里主要是channel溢出的情况。方便了channel的应用。

实现来自
/internal/buffer/unbounded.go Unbounded
/internal/transport/transport.go recvBuffer
这两者的实现逻辑是一样的,只是Unbounded包装的interface{} ,而recvBuffer会被高频调用所以使用了具体的类型recvMsg

type Unbounded struct {    c       chan interface{}    backlog []interface{}    sync.Mutex}func NewUnbounded() *Unbounded {    return &Unbounded{c: make(chan interface{}, 1)}}// 往管道中写入消息(生产端func (b *Unbounded) Put(t interface{}) {    b.Lock()    // 判断是否有积压消息,如果没有则直接写入管道后退出    // 如果有,则写入到积压队列中(先进先出队列    if len(b.backlog) == 0 {            select {        case b.c <- t:            b.Unlock()            return        default:        }    }    b.backlog = append(b.backlog, t)    b.Unlock()}func (b *Unbounded) Load() {    b.Lock()    // 这里主要是判断积压队列是否有消息,如果有则左移一位    // 并将移出的消息,写入channel中。    if len(b.backlog) > 0 {         select {        case b.c <- b.backlog[0]:            b.backlog[0] = nil            b.backlog = b.backlog[1:]        default:        }    }    b.Unlock()}// 管道的读信号(消费端func (b *Unbounded) Get() <-chan interface{} {    return b.c}

最后宣传一下我的开源框架 https://github.com/pojol/braid 一个轻量的微服务框架

目标是帮助用户可以更容易的使用和理解微服务架构。


文章来源:智云一二三科技

文章标题:GRPC源码分析 1.代码结构以及通用组件解析

文章地址:https://www.zhihuclub.com/4069.shtml

关于作者: 智云科技

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