如何将gRPC与Guice相结合

译者 | 李睿

审校 | 孙淑娟

使用Guice和gRPC特定的结合作用域在 gRPC 服务器和客户端应用程序中进行依赖注入，需要了解grpc-scopeslib提供了哪些作用域，结合以及何时和如何使用它们。结合  

1  、结合gRPC

gRPC是结合通过HTTP/2进行远程过程调用的高性能协议。它主要用于微服务之间的结合通信 ，也可以用于使用浏览器或移动设备（如REST或GraphQL）的结合最终用户的请求
。gRPC由谷歌公司设计，结合它的结合开源实现库可用于多种平台和编程语言 
，其中包括Java。源码库结合 

gRPC的结合一个独特特性是流式请求和响应：在定义gRPC过程时，可以指出客户端将发送请求消息流，结合而不是结合仅仅一个请求消息
。同样，结合可以指示服务器将使用响应消息流进行响应： 

复制ProtoBuf

1 service MyService { 2rpc unary(Request) returns (Response) { }3rpc streamingClient(stream Request) returns (Response) { }4rpc streamingServer(Request) returns (stream Response) { }5 rpc biDiStreaming(stream Request) returns (stream Response) { }6 }1.2.3.4.5.6.7.

请求流和响应流彼此完全独立
：响应消息不需要与特定的结合请求消息相关联，服务器也不需要等待其客户端的流完成后
，才能启动响应流
。

2、Guice

Guice是由谷歌公司开发的Java轻量级依赖注入框架。免费模板它遵循“做好一件事”的Unix原则。它是依赖注入，可以在多种环境中使用  ：Servlet应用程序 、自定义服务器应用程序（例如gRPC服务器）
、独立桌面应用程序等等。

依赖注入框架最重要的特性之一是作用域：当代码需要注入对象时 ，框架可以重用与给定场景关联的实例
。很多人可能对Servlet作用域的概念很熟悉：Guice中的@RequestScoped和@SessionScoped ，Spring中的建站模板@RequestScope和@SessionScope
。例如 ，当需要注入EntityManager或DB事务时 ，这通常必须是与当前处理的HttpServletRequest关联的实例。（注
：在Guice中 ，Servlet范围不是核心框架的一部分 ：它们作为扩展提供，因为它们在非Servlet应用程序中没有意义）。 

本文将描述grpc-scopeslib提供了哪些作用域，并解释何时以及如何使用它们。 

3、究竟什么是服务器租用作用域？

一般来说 ，作用域是一个对象，它知道在哪里寻找以及在哪里存储与某个给定场景相关的对象。例如，在从DataSource请求新的JDBC连接之前 ，@RequestScope可能首先检查当前正在处理的HttpServletRequest的某些属性中是否已经存储了一个连接：如果是，则只需注入这个存储的连接
。否则 ，模板下载从DataSource请求一个新的连接，然后将其存储在给定属性下以供将来注入，最后按请求注入 。更正式地说，在Guice中，Scope定义如下： 

复制Java

1 public interface Scope { 2public <T> Provider<T> scope(Key<T> key, Provider<T> unscoped);34 // javadocs and

other boilerplate methods omitted

5 }1.2.3.4.5.6.

因此
，例如，请求范围的scope(...)方法的简化实现可能如下所示 ： 

复制Java

1 public <T> Provider<T> scope(Key<T> key, Provider<T> unscoped) { 2 return () -> { 3 HttpServletRequest request = getCurrentRequest();4 T instance = (T) request.getAttribute(key.toString());5 if (instance == null) { 6 instance = unscoped.get();7 request.setAttribute(key.toString(), instance);8}9 return instance;10 };11 }1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12.

例如 ，getCurrentRequest（）可以与一些过滤器结合使用
，这些过滤器将新传入的请求存储在一些静态ThreadLocal变量上。然而需要注意
，为了简化作用域概念演示，源码下载上面的实现有几个问题在这里没有解决 。

4、在gRPC服务中哪些作用域可能有用?

RPC服务器公开了几个过程，每个过程可能被多个客户端调用。每个客户端可以同时发出多个RPC调用（对多个或单个过程） 。自然地
，服务器在单个RPC调用的场景中限定注入是有意义的。在grpc-scopeslib中，该作用域简称为rpcScope 。

在大多数无状态RPC系统的情况下 ，单独使用rpcScope就足够了。然而gRPC流式传输使事情变得相当复杂 ：流式调用可能会持续很长时间：稳定的微服务必须流式传输持续数小时的RPC调用并不罕见 。

此外
，流中的后续消息之间可能会有几分钟的停顿。总的来说 ，这意味着rpcScope不适合用于对象的作用域注入 ，这些对象的寿命很短 ，或者在不活跃使用时不会被保留。例如
，事务的持续时间通常应低于一秒，而保留池中的对象（如JDBC连接）可能会显著地降低服务器性能 。这种情况的一个自然解决方案是引入另一个作用域，该作用域将跨越来自请求流的单个消息的处理 。

JavagRPC实现以异步方式处理流：每次新消息到达时，用户代码都会收到一个回调，因此新的作用域可以跨越每个这样的回调调用。然而 ，消息到达并不是用户服务代码在RPC调用的生命周期中可能收到的唯一回调：在处理来自对等点的流时 ，服务器和客户端代码都需要提供StreamObserver接口的实现来接收流事件回调：

复制Java

1 public interface StreamObserver<V> { 2void onNext(V value); //

next message arrived

3void onError(Throwable t); // error occurred (on server side this may only be cancellation)4void onCompleted(); //

the other side indicated end of their stream

56 // javadocs omitted,

method comments added for the purpose of this article

7 }1.2.3.4.5.6.7.8.

在服务器端，还可以选择通过ServerCallStreamObserver注册以接收额外的回调
：

复制Java

1 public abstract class ServerCallStreamObserver<RespT> extends CallStreamObserver<RespT> { 2 public abstract void setOnCancelHandler(Runnable onCancelHandler);3public abstract void setOnReadyHandler(Runnable onReadyHandler);4 public void setOnCloseHandler(Runnable onCloseHandler) { ...}56 // javadocs and

other methods omitted

7 }1.2.3.4.5.6.7.8.

“onCancel（…）”大致上是onError（…）的重复，调用“onReady（…）”，表示另一方在暂时阻塞后准备接收更多消息（对于bi-di过程） ，最后在服务器成功刷新给定调用中的所有响应消息并关闭底层HTTP/2流后调用“onClose（…）”。

服务器可能需要以不同的方式对每个此类事件做出反应：例如，它们可能需要在“onClose（）”中提交事务  ，并在“onCancel（…）中回滚它  。为了能够执行此类操作 ，相应的服务代码通常需要注入与处理到达的消息类似的对象。因此，在grpc-scopes lib listenerEventScopescopes注入到每个单个事件回调的场景中（来自StreamObserver和ServerCallStreamObserver）。（名称的侦听器部分来自与调用所有这些回调的每个RPC相关联的Listenerobject）

5、如果告诉客户也需要作用域，怎么办 ？

在双向流方法的情况下，客户端和服务器端之间的区别变得非常模糊：一旦发起调用
，服务器不需要等待来自客户端流的任何消息
，并且可以立即开始发送消息。客户端实际上可以等待他的流，直到来自服务器的第一条消息到达，然后开始发送实际上是对服务器消息的响应的消息。例如，工作人员可以作为gRPC客户端连接到作为gRPC服务器的管理器，以注册并开始接收要执行的任务
，然后发回结果。为了处理来自服务器（管理者）的异步消息，客户端（工作人员）可能需要注入范围为来自服务器（管理者）的给定任务消息的场景的对象 。

另一种更常见的情况是，作为处理来自客户端的消息的一部分，服务器对另一个流服务器进行gRPC调用
。例如 ，第一个服务器可以是第二个服务器前面的一种代理。同样，为了处理来自第二个服务器的异步响应 ，第一个服务器可能需要注入作用域为给定响应消息的场景的对象。 

因此 
，以上描述的listenerEventScope和rpcScope在客户端也可用：客户端可能接收的每个回调都将具有单独的事件场景，与某个给定客户端RPC调用相关的所有回调都将共享相同的RPC场景。

6、如何确定这两个作用域的哪一个适合注入
？

粗略地说，如果在Servlet应用程序中 ，要用@RequestScope来定义某个对象的作用域，那么在gRPC应用程序中，通常应该用listenerEventScope来定义它的作用域。这是因为请求范围的内容通常需要是短期的或短期保留的 ，如前面描述的示例所示。然而，由于性能原因 ，没有这一要求的请求作用域的内容可能会更好地与rpcScope一起逐步提高，因为这减少了创建/获取此类内容的频率 。

由于gRPC服务器默认是无状态的（没有内置机制来维护单独的RPC之间的客户端状态）
，因此在gRPC应用程序中
 ，使用@SessionScope作用域的内容通常最终使用rpcScope作用域  。如果基于Servlet的REST服务需要移植到gRPC，并且维护HttpSession对其功能至关重要，那么一个潜在的解决方法是将REST调用转换为双向流调用 ，其中一条响应消息对应于一条特定的请求消息。然而，这需要客户端长时间保持与服务器的连接 ，这在客户端是最终用户的情况下是不可行的，尤其是在用户使用移动设备的情况下。在这种情况下 ，gRPC可能基本上不是一个合适的解决方案 。 

7 、@RpcScoped和@EventScoped注解在哪里？ 

grpc-scopes不鼓励过度使用注释 ，因为它们会污染代码并产生难以追踪的影响，而是提倡使用Guice模块对象使原有Java代码定义注入绑定。此外，作用域注释破坏了依赖注入的主要目的，即将组件逻辑代码与应用程序连接解耦。更糟糕的是 ，使用特定于平台的注释来注释类会限制可移植性：例如
，要在gRPC应用程序中重用这些组件 ，这些组件原本独立于Servlet或Spring，但使用@RequestScoped/@SessionScoped/@RequestScope/@SessionScope之一进行了注释，需要包含除了提供这些注释之外没有任何其他目的的依赖项，这些在gRPC场景中毫无意义且令人困惑。如上所述，在Guice中 ，每个作用域都是作用域类的实例，可在模块中用于定义作用域绑定。例如：

复制Java

1bind(EntityManager.class)2toProvider(entityManagerFactory::createEntityManager)3 .in(grpcModule.listenerEventScope);1.2.3.4.

那么,具有gRPC作用域的静态变量与GuiceServlet扩展中类似的静态变量在哪里呢？ 

grpc-scopes不鼓励使用静态场景，因为它会导致许多问题。与其相反，在应用程序的main方法中，可以创建GrpcModule的本地实例 ，该实例在其公共字段上提供两个作用域 。然而，如果没有静态作用域变量
，那么只需创建GrpcModule的静态实例并复制这两个字段
 ：

复制Java

1 public class MyGrpcServer { 2 public static final GrpcModule GRPC_MODULE = new GrpcModule();3 public static final Scope RPC_SCOPE = GRPC_MODULE.rpcScope;4 public static final Scope EVENT_SCOPE = GRPC_MODULE.listenerEventScope;56public static void main(String[] args) { /* ... */}78 //

more code here...

9 }1.2.3.4.5.6.7.8.9.10. 8、如何让它发挥作用？

（1）如上所述创建GrpcModule的实例。 

（2）创建其他模块，这些模块可能在其绑定中使用来自GrpcModule的范围
，如前所述 。 

（3）通过传递上述模块（GrpcModule）创建一个GuiceInjector。 

（4）向上述Injector询问gRPC服务类和/或客户端响应观察者类的实例 。 

（5）使用GrpcModule中的拦截器  ，如下所示： 

复制Java

1 grpcServer =

ServerBuilder

2 .forPort(port)3 .addService(ServerInterceptors.intercept(4 myService, grpcModule.contextInterceptor /* more interceptors here... */))5 // more services and

other stuff here...

6.build();1.2.3.4.5.6.7.

对于在服务器应用程序中工作的作用域 
，在将服务添加到gRPC服务器时使用GrpcModule.serverInterceptor拦截服务。 

复制Java

1 final var managedChannel =

ManagedChannelBuilder

2 .forTarget(TARGET)3.usePlaintext()4.build();5 final var channel = ClientInterceptors.intercept(6 managedChannel, grpcModule.clientInterceptor);7 final var stub = MyServiceGrpc.newStub(channel);1.2.3.4.5.6.7.8.

为了使作用域在客户端应用程序中工作，在创建存根之前，使用GrpcModule.clientInterceptor拦截Channel实例（如ManagedChannel）。 

就是这样，可以查看项目的自述文件。之后 ，可能会看到一个完整的示例应用程序，它使用这些作用域来正确注入JPA EntityManager实例。

原文链接
：https://dzone.com/articles/combining-grpc-with-guice