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C語(yǔ)言

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FFRPC應(yīng)用 Client/Server使用及原理解析

來(lái)源：本站原創(chuàng)|時(shí)間：2020-01-10|欄目：C語(yǔ)言|點(diǎn)擊： 次

摘要：

Ffrpc 進(jìn)行了重構(gòu)，精簡(jiǎn)了代碼，代碼更加清晰簡(jiǎn)潔，幾乎完美的達(dá)到了我的預(yù)想。接下來(lái)將寫(xiě)幾遍文章來(lái)介紹ffrpc可以做什么。簡(jiǎn)單總結(jié)ffrpc的特性是：

  • Ffrpc是c++ 網(wǎng)絡(luò)通信庫(kù)
  • 全異步 + 回調(diào)函數(shù) 機(jī)制
  • 支持普通二進(jìn)制協(xié)議、protobuf、thrift
  • 基于Broker模式設(shè)計(jì)
  • 設(shè)計(jì)精巧，代碼量小，核心ffrpc的代碼只有1000行
  • 接口的性能監(jiān)控是集成式的，使用者自動(dòng)獲得了接口性能數(shù)據(jù)，方便優(yōu)化接口

普通二進(jìn)制協(xié)議示例

Ffrpc實(shí)現(xiàn)了一個(gè)最基本的二進(jìn)制序列化方法，基本的原理就是如果是固定長(zhǎng)度那么就直接拷貝，如果是字符串，就先拷貝長(zhǎng)度再拷貝內(nèi)容。所以只支持向后擴(kuò)展字段，對(duì)其他語(yǔ)言支持也不方便，但如果只是c++語(yǔ)言間傳遞消息，則顯得非常的方便和高效。比如網(wǎng)游服務(wù)器中各個(gè)進(jìn)程的通信可以采用這種最簡(jiǎn)單的二進(jìn)制協(xié)議。Ffrpc中定義了一個(gè)工具類ffmsg_t來(lái)定義二進(jìn)制消息.

消息定義:

struct echo_t
{
  struct in_t: public ffmsg_t<in_t>
  {
    void encode()
    {
      encoder() << data;
    }
    void decode()
    {
      decoder() >> data;
    }
    string data;
  };
  struct out_t: public ffmsg_t<out_t>
  {
    void encode()
    {
      encoder() << data;
    }
    void decode()
    {
      decoder() >> data;
    }
    string data;
  };
};

讀者可以看到，ffmsg_t中提供了流式的序列化方法，使得序列化變得很容易。設(shè)計(jì)服務(wù)器消息的時(shí)候,需要注意的點(diǎn)有:

  • 在設(shè)計(jì)服務(wù)器接口的時(shí)候，每個(gè)接口接受一個(gè)消息作為參數(shù)，一個(gè)處理完畢返回一個(gè)消息，這是最傳統(tǒng)的rpc模式。Ffrpc中采用這樣的設(shè)計(jì)理念以簡(jiǎn)化和規(guī)范化接口設(shè)計(jì)。如果使用ffmsg_t定義消息，本人推薦的定義風(fēng)格類似上面的代碼這樣。上面定義的是echo接口的輸入消息和輸出消息，但是都定義在echo_t結(jié)構(gòu)內(nèi)可以清晰的表明這是一對(duì)接口消息。
  • 傳統(tǒng)的服務(wù)器接口會(huì)為每個(gè)接口定義一個(gè)cmd,然后通過(guò)cmd反序列化成特定的消息調(diào)用特定的接口,ffrpc省略了cmd的定義,而是直接采用消息名稱作為cmd,比如在ffrpc中注冊(cè)的接口接受echo_t的消息,那么收到echo_t的消息自然而言的是調(diào)用這個(gè)接口
  • 接口定義的時(shí)候必須的同時(shí)制定輸入消息和輸出消息
  • Ffmsg_t支持普通類型，字符串類型、stl類型。

echo服務(wù)的實(shí)現(xiàn)代碼:

struct echo_service_t
{
  //! echo接口，返回請(qǐng)求的發(fā)送的消息ffreq_t可以提供兩個(gè)模板參數(shù)，第一個(gè)表示輸入的消息（請(qǐng)求者發(fā)送的）
  //! 第二個(gè)模板參數(shù)表示該接口要返回的結(jié)果消息類型
  void echo(ffreq_t<echo_t::in_t, echo_t::out_t>& req_)
  {
    echo_t::out_t out;
    out.data = req_.msg.data;
    LOGINFO(("XX", "foo_t::echo: recv %s", req_.msg.data.c_str()));

    req_.response(out);
  }
};
echo_service_t foo;
  //! broker客戶端，可以注冊(cè)到broker，并注冊(cè)服務(wù)以及接口，也可以遠(yuǎn)程調(diào)用其他節(jié)點(diǎn)的接口
  ffrpc_t ffrpc_service("echo");
  ffrpc_service.reg(&echo_service_t::echo, &foo);

  if (ffrpc_service.open(arg_helper))
  {
    return -1;
}

這樣就定義了echo服務(wù)，echo服務(wù)提供了一個(gè)接口，接受echo_t::in_t消息，返回echo_t::out_t消息。由此可見(jiàn)使用ffrpc定義服務(wù)的步驟是：

l 定義消息和接口

將接口注冊(cè)到ffrpc的示例中，ffpc提供了reg模板方法，會(huì)自動(dòng)的分析注冊(cè)的接口使用神馬輸入消息，從而保證如果echo_t::in_t消息到來(lái)一定會(huì)調(diào)用對(duì)應(yīng)的接口

Ffrpc工作的核心是broker，簡(jiǎn)單描述broker的作用就是轉(zhuǎn)發(fā)消息。Ffrpc的client和server是不直接連接的，而是通過(guò)broker轉(zhuǎn)發(fā)消息進(jìn)行通信。

這樣的好處是server的位置對(duì)于client是完全透明的，這也是broker模式最精髓的思想。所以ffrpc天生就是scalability的。Ffrpc的client比如要調(diào)用echo服務(wù)的接口，完全不需要知道serverr對(duì)應(yīng)的位置或者配置，只需要知道echo服務(wù)的名字。有人可能擔(dān)憂完全的broker轉(zhuǎn)發(fā)可能會(huì)帶來(lái)很大開(kāi)銷。

Broker保證了消息轉(zhuǎn)發(fā)的最佳優(yōu)化，如果client或者server和broker在同一進(jìn)程，那么消息直接是內(nèi)存間傳遞的，連序列化都不需要做，這也是得益于broker模式，broker模式的特點(diǎn)就是擁有很好的scalability。這樣無(wú)論是簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)一個(gè)單進(jìn)程的server還是設(shè)計(jì)成多進(jìn)程分布式的一組服務(wù)，ffrpc都能完美勝任。
調(diào)用echo服務(wù)的client示例：

struct echo_client_t
{
  //! 遠(yuǎn)程調(diào)用接口，可以指定回調(diào)函數(shù)（也可以留空），同樣使用ffreq_t指定輸入消息類型，并且可以使用lambda綁定參數(shù)
  void echo_callback(ffreq_t<echo_t::out_t>& req_, int index, ffrpc_t* ffrpc_client)
  {
    if (req_.error())
    {
      LOGERROR(("XX", "error_msg <%s>", req_.error_msg()));
      return;
    }
    else if (index < 10)
    {
      echo_t::in_t in;
      in.data = "helloworld";
      LOGINFO(("XX", "%s %s index=%d callback...", __FUNCTION__, req_.msg.data.c_str(), index));
      sleep(1);
      ffrpc_client->call("echo", in, ffrpc_ops_t::gen_callback(&echo_client_t::echo_callback, this, ++index, ffrpc_client));
    }
    else
    {
      LOGINFO(("XX", "%s %s %d callback end", __FUNCTION__, req_.msg.data.c_str(), index));
    }
  }
};
ffrpc_t ffrpc_client;
  if (ffrpc_client.open(arg_helper))
  {
    return -1;
  }
  
  echo_t::in_t in;
  in.data = "helloworld";
  echo_client_t client;
　　ffrpc_client.call("echo", in, ffrpc_ops_t::gen_callback(&echo_client_t::echo_callback, &client, 1, &ffrpc_client));

使用ffrpc調(diào)用遠(yuǎn)程接口，只需要制定服務(wù)名和輸入消息，broker自動(dòng)定位echo服務(wù)的位置，本示例中由于ffrpc的client和server在同一進(jìn)程，那么自動(dòng)通過(guò)內(nèi)存間傳遞，如果server和broker在同一進(jìn)程，而client在其他進(jìn)程或者物理機(jī)上，則broker和server之間的傳遞為內(nèi)存?zhèn)鬟f，broker和client的消息傳遞為tcp傳輸，這就跟自己寫(xiě)一個(gè)tcp的server收到消息投遞給service的接口，然后將消息再通過(guò)tcp投遞給client。但是必須看到，ffrpc完全簡(jiǎn)化了tcp server定義，并且更加scalability，甚至完全可以用來(lái)進(jìn)程內(nèi)多線程的通訊。

需要注意的是，ffrpc擁有良好的容錯(cuò)能力，如果服務(wù)不存在或者接口不存在或者異常等發(fā)生回調(diào)函數(shù)仍然是會(huì)被調(diào)用，并且返回錯(cuò)誤信息，從而使錯(cuò)誤處理變得更加容易。比如游戲服務(wù)器中client登入gate但是scene可能還沒(méi)有啟動(dòng)的時(shí)候，這里就能夠很好的處理，回調(diào)函數(shù)檢查錯(cuò)誤就可以了。對(duì)于回調(diào)函數(shù)，對(duì)于經(jīng)常使用多線程和任務(wù)隊(duì)列的開(kāi)發(fā)者一定非常熟悉，回調(diào)函數(shù)支持lambda參數(shù)應(yīng)該算是錦上添花，使得異步的代碼變得更加清晰易懂。

Broker的啟動(dòng)方式：

int main(int argc, char* argv[])
　　{
　　  //! 美麗的日志組件，shell輸出是彩色滴！！
　　  LOG.start("-log_path ./log -log_filename log -log_class XX,BROKER,FFRPC -log_print_screen true -log_print_file false -log_level 3");
　　
　　  if (argc == 1)
　　  {
　　    printf("usage: %s -broker tcp://127.0.0.1:10241\n", argv[0]);
　　    return 1;
　　  }
　　  arg_helper_t arg_helper(argc, argv);
　　
　　  //! 啟動(dòng)broker，負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的操作，如消息轉(zhuǎn)發(fā)，節(jié)點(diǎn)注冊(cè)，重連等
　　
　　  ffbroker_t ffbroker;
　　  if (ffbroker.open(arg_helper))
　　  {
　　    return -1;
　　  }
　　
　　  sleep(1);
　　  if (arg_helper.is_enable_option("-echo_test"))
　　  {
　　    run_echo_test(arg_helper);    
　　  }
　　  else if (arg_helper.is_enable_option("-protobuf_test"))
　　  {
　　    run_protobuf_test(arg_helper);
　　  }
　　  else
　　  {
　　    printf("usage %s -broker tcp://127.0.0.1:10241 -echo_test\n", argv[0]);
　　    return -1;
　　  }
　　
　　  ffbroker.close();
　　  return 0;
　　}

Ffrpc中兩個(gè)關(guān)鍵的組件broker和rpc，broker負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)發(fā)和注冊(cè)服務(wù)器，rpc則代表通信節(jié)點(diǎn)，可能是client可能是server。即使是多個(gè)服務(wù)器，只需要broker一個(gè)監(jiān)聽(tīng)的端口，其他的服務(wù)只需要提供不同的服務(wù)名即可。

Protobuf協(xié)議示例

Ffrpc 良好的設(shè)計(jì)抽離了對(duì)于協(xié)議的耦合，使得支持protobuf就增加了10來(lái)行代碼。當(dāng)然這也是由于protobuf生成的消息都繼承message基類。當(dāng)我實(shí)現(xiàn)thrift的時(shí)候，事情就稍微麻煩一些，thrift生成的代碼更加簡(jiǎn)潔，但是生成的消息不集成基類，需要復(fù)制粘貼一些代碼。

Protobuf的定義文件:

package ff;

message pb_echo_in_t {
 required string data = 1;
}
message pb_echo_out_t {
 required string data = 1;
}

我們?nèi)匀辉O(shè)計(jì)一個(gè)echo服務(wù)，定義echo接口的消息，基于ffrpc的設(shè)計(jì)理念，每個(gè)接口都有一個(gè)輸入消息和輸出消息。

Echo服務(wù)的實(shí)現(xiàn)代碼:

struct protobuf_service_t
{
  //! echo接口，返回請(qǐng)求的發(fā)送的消息ffreq_t可以提供兩個(gè)模板參數(shù)，第一個(gè)表示輸入的消息（請(qǐng)求者發(fā)送的）
  //! 第二個(gè)模板參數(shù)表示該接口要返回的結(jié)果消息類型
  void echo(ffreq_t<pb_echo_in_t, pb_echo_out_t>& req_)
  {
    LOGINFO(("XX", "foo_t::echo: recv data=%s", req_.msg.data()));
    pb_echo_out_t out;
    out.set_data("123456");
    req_.response(out);
  }
};
protobuf_service_t foo;
  //! broker客戶端，可以注冊(cè)到broker，并注冊(cè)服務(wù)以及接口，也可以遠(yuǎn)程調(diào)用其他節(jié)點(diǎn)的接口
  ffrpc_t ffrpc_service("echo");
  ffrpc_service.reg(&protobuf_service_t::echo, &foo);

  if (ffrpc_service.open(arg_helper))
  {
    return -1;
  }

跟使用ffmsg_t的方式幾乎是一樣的，ffreq_t 的msg字段是輸入的消息。

調(diào)用echo服務(wù)器的client的示例代碼

struct protobuf_client_t
{
  //! 遠(yuǎn)程調(diào)用接口，可以指定回調(diào)函數(shù)（也可以留空），同樣使用ffreq_t指定輸入消息類型，并且可以使用lambda綁定參數(shù)
  void echo_callback(ffreq_t<pb_echo_out_t>& req_, int index, ffrpc_t* ffrpc_client)
  {
    if (req_.error())
    {
      LOGERROR(("XX", "error_msg <%s>", req_.error_msg()));
      return;
    }
    else if (index < 10)
    {
      pb_echo_in_t in;
      in.set_data("Ohnice");
      LOGINFO(("XX", "%s data=%s index=%d callback...", __FUNCTION__, req_.msg.data(), index));
      sleep(1);
      ffrpc_client->call("echo", in, ffrpc_ops_t::gen_callback(&protobuf_client_t::echo_callback, this, ++index, ffrpc_client));
    }
    else
    {
      LOGINFO(("XX", "%s %d callback end", __FUNCTION__, index));
    }
  }
};

  ffrpc_t ffrpc_client;
  if (ffrpc_client.open(arg_helper))
  {
    return -1;
  }
  
  protobuf_client_t client;
  pb_echo_in_t in;
  in.set_data("Ohnice");

　　ffrpc_client.call("echo", in, ffrpc_ops_t::gen_callback(&protobuf_client_t::echo_callback, &client, 1, &ffrpc_client));

Protobuf的優(yōu)點(diǎn)是:

支持版本，這樣增加字段變得更加容易

Protobuf是支持多語(yǔ)言的，這樣可以跟其他的語(yǔ)言也可以通訊

Thrift協(xié)議的示例

Thrift 定義文件:

namespace cpp ff 

struct echo_thrift_in_t {   
 1: string data
}

struct echo_thrift_out_t {   
 1: string data
}

Thrift 的服務(wù)器實(shí)現(xiàn)代碼:

struct thrift_service_t
{
  //! echo接口，返回請(qǐng)求的發(fā)送的消息ffreq_t可以提供兩個(gè)模板參數(shù)，第一個(gè)表示輸入的消息（請(qǐng)求者發(fā)送的）
  //! 第二個(gè)模板參數(shù)表示該接口要返回的結(jié)果消息類型
  void echo(ffreq_thrift_t<echo_thrift_in_t, echo_thrift_out_t>& req_)
  {
    LOGINFO(("XX", "foo_t::echo: recv data=%s", req_.msg.data));
    echo_thrift_out_t out;
    out.data = "123456";
    req_.response(out);
  }
};
thrift_service_t foo;
  //! broker客戶端，可以注冊(cè)到broker，并注冊(cè)服務(wù)以及接口，也可以遠(yuǎn)程調(diào)用其他節(jié)點(diǎn)的接口
  ffrpc_t ffrpc_service("echo");
  ffrpc_service.reg(&thrift_service_t::echo, &foo);

  if (ffrpc_service.open(arg_helper))
  {
    return -1;
  }
  
  ffrpc_t ffrpc_client;
  if (ffrpc_client.open(arg_helper))
  {
    return -1;
}

調(diào)用 echo的client的示例:

struct thrift_client_t
{
  //! 遠(yuǎn)程調(diào)用接口，可以指定回調(diào)函數(shù)（也可以留空），同樣使用ffreq_t指定輸入消息類型，并且可以使用lambda綁定參數(shù)
  void echo_callback(ffreq_thrift_t<echo_thrift_out_t>& req_, int index, ffrpc_t* ffrpc_client)
  {
    if (req_.error())
    {
      LOGERROR(("XX", "error_msg <%s>", req_.error_msg()));
      return;
    }
    else if (index < 10)
    {
      echo_thrift_in_t in;
      in.data = "Ohnice";
      LOGINFO(("XX", "%s data=%s index=%d callback...", __FUNCTION__, req_.msg.data, index));
      sleep(1);
      ffrpc_client->call("echo", in, ffrpc_ops_t::gen_callback(&thrift_client_t::echo_callback, this, ++index, ffrpc_client));
    }
    else
    {
      LOGINFO(("XX", "%s %d callback end", __FUNCTION__, index));
    }
  }
};
ffrpc_t ffrpc_client;
  if (ffrpc_client.open(arg_helper))
  {
    return -1;
  }
  
  thrift_client_t client;
  echo_thrift_in_t in;
  in.data = "Ohnice";

ffrpc_client.call("echo", in, ffrpc_ops_t::gen_callback(&thrift_client_t::echo_callback, &client, 1, &ffrpc_client));

Thrift的優(yōu)缺點(diǎn):

  • Thrift 更加靈活，支持list和map，而且可以嵌套
  • 支持N種語(yǔ)言
  • 官方的版本需要依賴boost，ffrpc從中提取出一個(gè)最基本的c++版本，只有頭文件，不依賴boost

總結(jié)

  • Ffrpc是基于c++的網(wǎng)絡(luò)通訊庫(kù)，基于broker模式scalability和 易用性是最大的優(yōu)點(diǎn)
  • 使用ffrpc進(jìn)行進(jìn)程間通訊非常的容易，定義服務(wù)和接口就行了，你除了使用ffmsg_t最傳統(tǒng)的消息定義，也可以使用google protobuf和facebook thrift。
  • Ffrpc是全異步的，通過(guò)回調(diào)函數(shù)+lambda方式可以很容易操作異步邏輯。
  • Ffrpc 接下來(lái)會(huì)有更多的示例，當(dāng)系統(tǒng)復(fù)雜時(shí)，ffrpc的優(yōu)勢(shì)將會(huì)更加明顯。
  • Github的地址: https://github.com/fanchy/FFRPC

以上就是本文的全部?jī)?nèi)容，希望對(duì)大家的學(xué)習(xí)有所幫助，也希望大家多多支持我們。

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本文標(biāo)題：FFRPC應(yīng)用 Client/Server使用及原理解析

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