如何在.NET Core中为gRPC服务设计消息文件(Proto)

如何在.NET Core中为gRPC服务设计消息

使用协议缓冲区规范定义gRPC服务非常容易,但从需求转换为.NET Core,然后管理服务的演变时,需要注意几件事。

创建gRPC服务的核心是.proto文件,该文件以与语言无关的格式描述了该服务。使用.proto文件,Visual Studio可以为您的服务生成基类(您只需编写特定于业务的代码),或者可以生成用于可靠访问服务的客户端类。

.proto文件必须符合Google的协议缓冲区规范(通常称为ProtoBuf)。原始文件的内容使您可以指定服务的接口。服务接口由两部分组成:

您的gRPC服务提供的方法

这些方法的参数和返回值的数据结构

您可以使用Protocol Buffers规范中[1]定义的标量类型来构建这些数据结构(在ProtoBuf中称为“消息”)。可用的类型包括布尔值,字符串,字节数组和各种数字类型(浮点型,整数型和长型)。没有日期或固定的十进制类型。在接下来的专栏中,我将向您展示如何添加时间戳类型。对于小数,您可以使用float ...并伴随着float带来的精度损失。

如果您要开始一个新项目,则要使用自2016年以来的proto3语法。但是,您必须在.proto文件的第一行“非空”行上明确指定proto3标准。引用规范[2]),否则将使用proto2规范解析您的.proto文件。指定您的文件使用proto3看起来像这样:

syntax = "proto3";

消息和C#类

使用proto3规范,用于客户信息的消息格式可能如下所示:

message CustomerResponse { int32 custid = 1; string firstName = 2; string lastName = 3; int32 age = 4; fixed32 creditLimit = 5; }

等号后的数字指定消息中字段的位置,从位置1开始(在我的示例中,firstName将是消息中的第二个字段)。这些数字在消息中必须是唯一的(即,您不能在同一位置使用两个字段)。您不必按数字顺序列出字段,但是如果您这样做的话,则可以更轻松地发现重复的字段编号(尽管Visual Studio将发现任何重复的编号,并在构建应用程序时将其报告在“错误列表”中)。如果需要,您也可以跳过职位。此定义仅使用奇数,例如:

message CustomerResponse { int32 custid = 1; string firstName = 3; string lastName = 5; }

在.NET Core中,消息格式被转换为类,每个字段都成为与消息同名的类的属性。命名这些属性时,.NET Core还将字段名称的第一个字符转换为大写。因此,例如,我上一个示例中的custId字段将成为我代码中CustomerResponse类上的CustId属性。

在此过程中,还得删除字段名称中的所有下划线,并且将以下字母大写(即,Last_name字段名称变为LastName属性)。

该过程还涉及将.NET类型映射到ProtoBuf类型(例如,ProtoBuf int32变为.NET int,ProtoBuf的int64变为long,fixed32变为uint),这需要向.NET Core添加一些新类。例如,ProtoBuf支持字节数组,其类型为字节。名为ByteString的新.NET数据类型支持该字段类型。要加载ByteString,请使用ByteString类的静态CopyFrom方法,并传递一个字节数组,如下所示:

byte[] bytes = new byte[1000]; cr.Valid = ByteString.CopyFrom(bytes);

要从ByteString检索字节数组,请使用对象的CopyTo方法,并传递要将字节复制到的数组和起始位置:

cr.Valid.CopyTo(bytes,0);

数组和字典

您也可以使用【repeated】的关键字将集合包括在定义中(在ProtoBuf中,不是集合的字段称为“单数”)。如果我的客户消息需要一组重复的交易金额,则可以指定如下字段:

message Customer { int32 id = 1; repeated fixed32 transactionAmounts = 4;

重复的字段在转换为类的属性时,也使用新的类型:Google.Protobuf.RepeatedField。例如,我的示例将生成Google.Protobuf.RepeatedField(无符号整数)的属性。您可以使用{}语法来初始化数组,如下所示:

CustomerResponse cr = new CustomerResponse { CreditLimit = {10, 15, 100} };

您可能更可能使用其各种Add方法将项目放入集合中:

cr.CreditLimit.Add(200);

您可以使用LINQ方法(例如First())或按位置访问RepeatedField中的项目。可以正常工作,例如:

uint tranAmount = cr.CreditLimit [1];

ProtoBuf还支持称为map的Dictionary-type集合,该集合允许您为字典的键和值指定类型。我的客户消息可能会使用“友好名称”来跟踪客户的各种信用卡,以定义一个字典,该字典包含密钥(“彼得卡”,“我的旅行卡”)和值(信用卡号)的字符串):

message CustomerResponse { int32 custId = 1; map<string, string> cards = 2;

有趣的是,在Visual Studio 2019预览版中,编辑器不会像其他类型一样突出显示map对象(尽管编译得很好)。

相应的属性将为Google.Protobuf.Collections.MapField类型,您可以通过将其Add方法传递给键和一个值来加载它,就像其他任何Dictionary一样。

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