gRPC客户端创建和调用原理解析(4)

对于扩展者而言，可以继承NameResolver实现自定义的地址解析服务，例如使用Zookeeper替换DnsNameResolver，把Zookeeper作为动态的服务地址配置中心，它的伪代码示例如下：

第一步：继承NameResolver，实现start(Listener listener)方法：

void start(Listener listener) { //获取ZooKeeper地址，并连接 //创建Watcher，并实现process(WatchedEvent event)，监听地址变更 //根据接口名和方法名，调用getChildren方法，获取发布该服务的地址列表 //将地址列表加到List中 // 调用NameResolver.Listener.onAddresses(),通知地址解析完成

第二步：创建ManagedChannelBuilder时，指定Target的地址为Zookeeper服务端地址，同时设置nameResolver为Zookeeper NameResolver,示例代码如下所示：

this(ManagedChannelBuilder.forTarget(zookeeperAddr) .loadBalancerFactory(RoundRobinLoadBalancerFactory.getInstance()) .nameResolverFactory(new ZookeeperNameResolverProvider()) .usePlaintext(false));

3. LoadBalancer负责从nameResolver中解析获得的服务端URL中按照指定路由策略，选择一个目标服务端地址，并创建ClientTransport。同样，可以通过覆盖handleResolvedAddressGroups实现自定义负载均衡策略。

通过LoadBalancer + NameResolver，可以实现灵活的负载均衡策略扩展。例如基于Zookeeper、etcd的分布式配置服务中心方案。

1.3.7. RPC请求消息发送流程

gRPC默认基于Netty HTTP/2 + PB进行RPC调用，请求消息发送流程如下所示：

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图1-11 gRPC请求消息发送流程图

流程关键技术点解读：

ClientCallImpl的sendMessage调用，主要完成了请求对象的序列化（基于PB）、HTTP/2 Frame的初始化。

ClientCallImpl的halfClose调用将客户端准备就绪的请求Frame封装成自定义的SendGrpcFrameCommand，写入到WriteQueue中。

WriteQueue执行flush()将SendGrpcFrameCommand写入到Netty的Channel中，调用Channel的write方法，被NettyClientHandler拦截到，由NettyClientHandler负责具体的发送操作。

NettyClientHandler调用Http2ConnectionEncoder的writeData方法，将Frame写入到HTTP/2 Stream中，完成请求消息的发送。

1.3.8. RPC响应接收和处理流程

gRPC客户端响应消息的接收入口是NettyClientHandler，它的处理流程如下所示：

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图1-12 gRPC响应消息接收流程图

流程关键技术点解读：

NettyClientHandler的onHeadersRead(int streamId, Http2Headers headers, boolean endStream)方法会被调用两次，根据endStream判断是否是Stream结尾。

请求和响应的关联：根据streamId可以关联同一个HTTP/2 Stream，将NettyClientStream缓存到Stream中，客户端就可以在接收到响应消息头或消息体时还原出NettyClientStream，进行后续处理。

RPC客户端调用线程的阻塞和唤醒使用到了GrpcFuture的wait和notify机制，来实现客户端调用线程的同步阻塞和唤醒。

客户端和服务端的HTTP/2 Header和Data Frame解析共用同一个方法，即MessageDeframer的deliver()。

2. 客户端源码分析

gRPC客户端调用原理并不复杂，但是代码却相对比较繁杂。下面围绕关键的类库，对主要功能点进行源码分析。

2.1. NettyClientTransport功能和源码分析

NettyClientTransport的主要功能如下：

通过start(Listener transportListener) 创建HTTP/2 Client，并连接gRPC服务端

通过newStream(MethodDescriptor<?, ?> method, Metadata headers, CallOptions callOptions) 创建ClientStream

通过shutdown() 关闭底层的HTTP/2连接

以启动HTTP/2客户端为例进行讲解：

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根据启动时配置的HTTP/2协商策略，以NettyClientHandler为参数创建ProtocolNegotiator.Handler。

创建Bootstrap，并设置EventLoopGroup，需要指出的是，此处并没有使用EventLoopGroup，而是它的一种实现类EventLoop，原因在前文中已经说明，相关代码示例如下：

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创建WriteQueue并设置到NettyClientHandler中，用于接收内部的各种QueuedCommand，初始化完成之后，发起HTTP/2连接，代码如下：

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