FFRPC應用 Client/Server使用及原理解析

來源：本站原創(chuàng)|時間：2020-01-10|欄目：C語言|點擊：次

摘要：

Ffrpc 進行了重構，精簡了代碼，代碼更加清晰簡潔，幾乎完美的達到了我的預想。接下來將寫幾遍文章來介紹ffrpc可以做什么。簡單總結ffrpc的特性是：

Ffrpc是c++ 網(wǎng)絡通信庫
全異步 + 回調(diào)函數(shù) 機制
支持普通二進制協(xié)議、protobuf、thrift
基于Broker模式設計
設計精巧，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，使用者自動獲得了接口性能數(shù)據(jù)，方便優(yōu)化接口

普通二進制協(xié)議示例

Ffrpc實現(xiàn)了一個最基本的二進制序列化方法，基本的原理就是如果是固定長度那么就直接拷貝，如果是字符串，就先拷貝長度再拷貝內(nèi)容。所以只支持向后擴展字段，對其他語言支持也不方便，但如果只是c++語言間傳遞消息，則顯得非常的方便和高效。比如網(wǎng)游服務器中各個進程的通信可以采用這種最簡單的二進制協(xié)議。Ffrpc中定義了一個工具類ffmsg_t來定義二進制消息.

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。設計服務器消息的時候,需要注意的點有:

在設計服務器接口的時候，每個接口接受一個消息作為參數(shù)，一個處理完畢返回一個消息，這是最傳統(tǒng)的rpc模式。Ffrpc中采用這樣的設計理念以簡化和規(guī)范化接口設計。如果使用ffmsg_t定義消息，本人推薦的定義風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結構內(nèi)可以清晰的表明這是一對接口消息。
傳統(tǒng)的服務器接口會為每個接口定義一個cmd,然后通過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)用這個接口
接口定義的時候必須的同時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服務的實現(xiàn)代碼:

struct echo_service_t
{
  //! echo接口，返回請求的發(fā)送的消息ffreq_t可以提供兩個模板參數(shù)，第一個表示輸入的消息（請求者發(fā)送的）
  //! 第二個模板參數(shù)表示該接口要返回的結果消息類型
  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，可以注冊到broker，并注冊服務以及接口，也可以遠程調(diào)用其他節(jié)點的接口
  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，echo服務提供了一個接口，接受echo_t::in_t消息，返回echo_t::out_t消息。由此可見使用ffrpc定義服務的步驟是：

l 定義消息和接口

將接口注冊到ffrpc的示例中，ffpc提供了reg模板方法，會自動的分析注冊的接口使用神馬輸入消息，從而保證如果echo_t::in_t消息到來一定會調(diào)用對應的接口

Ffrpc工作的核心是broker，簡單描述broker的作用就是轉發(fā)消息。Ffrpc的client和server是不直接連接的，而是通過broker轉發(fā)消息進行通信。

這樣的好處是server的位置對于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服務的接口，完全不需要知道serverr對應的位置或者配置，只需要知道echo服務的名字。有人可能擔憂完全的broker轉發(fā)可能會帶來很大開銷。

Broker保證了消息轉發(fā)的最佳優(yōu)化，如果client或者server和broker在同一進程，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模式的特點就是擁有很好的scalability。這樣無論是簡單的設計一個單進程的server還是設計成多進程分布式的一組服務，ffrpc都能完美勝任。
調(diào)用echo服務的client示例：

struct echo_client_t
{
  //! 遠程調(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)用遠程接口，只需要制定服務名和輸入消息，broker自動定位echo服務的位置，本示例中由于ffrpc的client和server在同一進程，那么自動通過內(nèi)存間傳遞，如果server和broker在同一進程，而client在其他進程或者物理機上，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，這就跟自己寫一個tcp的server收到消息投遞給service的接口，然后將消息再通過tcp投遞給client。但是必須看到，ffrpc完全簡化了tcp server定義，并且更加scalability，甚至完全可以用來進程內(nèi)多線程的通訊。

需要注意的是，ffrpc擁有良好的容錯能力，如果服務不存在或者接口不存在或者異常等發(fā)生回調(diào)函數(shù)仍然是會被調(diào)用，并且返回錯誤信息，從而使錯誤處理變得更加容易。比如游戲服務器中client登入gate但是scene可能還沒有啟動的時候，這里就能夠很好的處理，回調(diào)函數(shù)檢查錯誤就可以了。對于回調(diào)函數(shù)，對于經(jīng)常使用多線程和任務隊列的開發(fā)者一定非常熟悉，回調(diào)函數(shù)支持lambda參數(shù)應該算是錦上添花，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broker，負責網(wǎng)絡相關的操作，如消息轉發(fā)，節(jié)點注冊，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中兩個關鍵的組件broker和rpc，broker負責轉發(fā)和注冊服務器，rpc則代表通信節(jié)點，可能是client可能是server。即使是多個服務器，只需要broker一個監(jiān)聽的端口，其他的服務只需要提供不同的服務名即可。

Protobuf協(xié)議示例

Ffrpc 良好的設計抽離了對于協(xié)議的耦合，使得支持protobuf就增加了10來行代碼。當然這也是由于protobuf生成的消息都繼承message基類。當我實現(xiàn)thrift的時候，事情就稍微麻煩一些，thrift生成的代碼更加簡潔，但是生成的消息不集成基類，需要復制粘貼一些代碼。

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計一個echo服務，定義echo接口的消息，基于ffrpc的設計理念，每個接口都有一個輸入消息和輸出消息。

Echo服務的實現(xiàn)代碼:

struct protobuf_service_t
{
  //! echo接口，返回請求的發(fā)送的消息ffreq_t可以提供兩個模板參數(shù)，第一個表示輸入的消息（請求者發(fā)送的）
  //! 第二個模板參數(shù)表示該接口要返回的結果消息類型
  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，可以注冊到broker，并注冊服務以及接口，也可以遠程調(diào)用其他節(jié)點的接口
  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服務器的client的示例代碼

struct protobuf_client_t
{
  //! 遠程調(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)點是:

支持版本，這樣增加字段變得更加容易

Protobuf是支持多語言的，這樣可以跟其他的語言也可以通訊

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 的服務器實現(xiàn)代碼:

struct thrift_service_t
{
  //! echo接口，返回請求的發(fā)送的消息ffreq_t可以提供兩個模板參數(shù)，第一個表示輸入的消息（請求者發(fā)送的）
  //! 第二個模板參數(shù)表示該接口要返回的結果消息類型
  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，可以注冊到broker，并注冊服務以及接口，也可以遠程調(diào)用其他節(jié)點的接口
  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:

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

總結

Ffrpc是基于c++的網(wǎng)絡通訊庫，基于broker模式scalability和易用性是最大的優(yōu)點
使用ffrpc進行進程間通訊非常的容易，定義服務和接口就行了，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，通過回調(diào)函數(shù)+lambda方式可以很容易操作異步邏輯。
Ffrpc 接下來會有更多的示例，當系統(tǒng)復雜時，ffrpc的優(yōu)勢將會更加明顯。
Github的地址: https://github.com/fanchy/FFRPC

以上就是本文的全部內(nèi)容，希望對大家的學習有所幫助，也希望大家多多支持我們。

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