Go微服务

ProtoBuf

在网络通信和通用数据交换等应用场景中经常使用的技术是JSON和XML，在微服务架构中则一般使用另外一个数据交换的协议的工具==ProtoBuf==

全称：protocol buffers，即协议缓冲区，是一种与语言无关、与平台无关的可扩展机制，用于序列化结构化数据

和json/xml最大区别：json/xml基于文本格式，ProtoBuf是二进制格式

首先先去下载protoc

之后将解压后的bin目录放到环境变量中，在命令行执行protoc，若有输出则配置成功

这时候在go中使用，先在goland里写一段protoc代码

protobuf
syntax = "proto3";

package hello;

option go_package = "./;hello";

message Say{
  int64 id = 1;
  string hello = 2;
  repeated string word = 3;
}

在文件的目录下执行

properties
protoc --go_out=. hello.proto

这时候可能会报错

go
'protoc-gen-go' 不是内部或外部命令，也不是可运行的程序
或批处理文件。
--go_out: protoc-gen-go: Plugin failed with status code 1.

这时候是因为缺少了差距，下载即可

go
go get -u google.golang.org/protobuf/cmd/protoc-gen-go
go install google.golang.org/protobuf/cmd/protoc-gen-go
go get -u google.golang.org/grpc/cmd/protoc-gen-go-grpc
go install google.golang.org/grpc/cmd/protoc-gen-go-grpc

代码解析：

protobuf
// 定义proto版本号
syntax = "proto3";

// 定义包名，用于proto
package hello;

// 定义go包名，用于生成的.pd.go文件
option go_package = "./;hello";

// 定义消息体
message Say{
  int64 id = 1;
  string hello = 2;
  repeated string word = 3;
}

synatx:必写，而且要定义在第一行，不写默认proto2
package：定义proto文件的包名
option go_package：定义生成的pb.go的包名，通常在proto文件中定义，如果不在proto文件中定义，也可以使用protoc生成代码时指定文件包名
message：用于定义消息结构体

message类型：

定义数组类型时，是在字段前面增加repeated关键词来实现，标记当前字段是一个数组

message类似go中定义的结构体，在protobuf中指的就是我们要定义的数据结构

分配标识号：

==string query = 1==，其中的1就是分配标识号，在消息定义中，每个字段后面都有一个唯一的数字，这个就是标识号。

标识号的作用：在消息的二进制格式中识别各个字段，一旦开始使用就不能够再改变

注：分配标识号在每个消息内唯一，不同的消息体是可以拥有相同的标识号的。

小技巧：[1,15]之内的标识号在编码的时候会占用一个字节。[16,2047]之内的标识号则占用2个字节。所以应该为那些频繁出现的消息元素保留 [1,15]之内的标识号。

保留标识号：

要为将来有可能添加的、频繁出现的字段预留一些标识号

protobuf
message Reserver {
	// 保留2，5，7到10这些标识号
	reserver 2,5,7 to 10;
}

如果使用了这些保留的标识号，protocol buffer编译器无法编译通过，会输出警告信息。

将消息编译成各种语言版本的类库

编译器命令格式：

protobuf
protoc [OPTION] PROTO_FILES

常用的OPTION选项

go
 --go_out=OUT_DIR            指定代码生成目录，生成 Go 代码
  --cpp_out=OUT_DIR           指定代码生成目录，生成 C++ 代码
  --csharp_out=OUT_DIR        指定代码生成目录，生成 C# 代码
  --java_out=OUT_DIR          指定代码生成目录，生成 java 代码
  --js_out=OUT_DIR            指定代码生成目录，生成 javascript 代码
  --objc_out=OUT_DIR          指定代码生成目录，生成 Objective C 代码
  --php_out=OUT_DIR           指定代码生成目录，生成 php 代码
  --python_out=OUT_DIR        指定代码生成目录，生成 python 代码
  --ruby_out=OUT_DIR          指定代码生成目录，生成 ruby 代码

其他类型

枚举类型

Enum：当定义一个消息类型时，如果想为一个字段指定的”预定义值“中的其中一个值，这时候就可以通过枚举实现

protobuf
syntax = "proto3";//指定版本信息，非注释的第一行

enum SexType //枚举消息类型，使用enum关键词定义,一个性别类型的枚举类型
{
    UNKONW = 0; //proto3版本中，首成员必须为0，成员不应有相同的值
    MALE = 1;  //1男
    FEMALE = 2; //2女  0未知
}

// 定义一个用户消息
message UserInfo
{
    string name = 1; // 姓名字段
    SexType sex = 2; // 性别字段，使用SexType枚举类型
}

消息嵌套

在实际开发中，我们需要定义多个proto，消息嵌套则可以帮助我们做到消息的服用

例如在go中时常嵌套使用结构体，在protobuf中同样可以如此，在一个消息中嵌套另外一个消息，字段类型可以是另外一个消息类型

而且在protoc文件中，可以import另外一个文件，且可以使用其定义的消息体

map类型
```
go
map<key_type,value_type> map_field = N;
```
1. key_type可以是任何整数或字符串类型(除浮点类型和字节之外的任何标量类型)
2. 注意：枚举不是有效的key_type
3. value_type 可以是除另一个映射之外的任何类型
4. Map字段不能使用repeated关键字修饰

了解RPC

RPC--远程过程调用，对于全称为：Remote Procedure Call，可以简单理解为一个节点请求另外一个节点提供的服务

RPC主要依赖于客户端与服务的建立socket链接，而http rest实现通讯的代价比较高，这是RPC的一个优势体现、

本地过程调用：

如果要将本地对象student的age+1，可以实现一个addAge()方法，将student对象传入，对年龄进行更新之后返回即可，本地方法调用的函数体通过函数指针来指定

远程过程调用：

如果addAge()方法在服务端，执行函数的函数体在远程机器上，又该如何调用？

首先客户端需要告诉服务器，需要调用的函数，这里函数和进程id存在一个映射，客户端远程调用时，需要查一下函数，找到对应的ID，如何执行函数的代码
客户端需要把本地参数传给远程函数，本地调用的过程中，直接压入栈即可，但是远程调用过程不在同一个内存当中，无法直接传递函数的参数，因此需要客户端将参数转换成字节流，传给服务端，如何服务端将字节流转换成自身能读取的格式，是一个序列号和反序列化的过程。
数据准备好了以后，如何进行传输？

网络传输层把调用的ID和序列化后的参数传给服务端，然后把计算出来的结果序列号传给客户端，因此TCP层即可完成上述过程，gRPC中采用的是HTTP2协议。

go
// Client端 
//    Student student = Call(ServerAddr, addAge, student)
1. 将这个调用映射为Call ID。
2. 将Call ID，student（params）序列化，以二进制形式打包
3. 把2中得到的数据包发送给ServerAddr，这需要使用网络传输层
4. 等待服务器返回结果
5. 如果服务器调用成功，那么就将结果反序列化，并赋给student，年龄更新

// Server端
1. 在本地维护一个Call ID到函数指针的映射call_id_map，可以用Map<String, Method> callIdMap
2. 等待客户端请求
3. 得到一个请求后，将其数据包反序列化，得到Call ID
4. 通过在callIdMap中查找，得到相应的函数指针
5. 将student（params）反序列化后，在本地调用addAge()函数，得到结果
6. 将student结果序列化后通过网络返回给Client

为什么使用RPC

因为无法在同一个进程内，或者无法在同一个服务器上通过本地调用的方式实现需求，http能满足需求但是不够高效。

使用情况：比如不同系统间通讯，由于计算能力需要横向扩展，需要在多台机器组成的集群上部署应用

RPC和HTTP对比

RPC主要用于公司内部的服务调用，性能消耗低，传输效率高，服务治理方便
HTTP主要用于对外的异构环境，浏览器接口调用，APP接口调用，第三方接口调用等

RPC基本构成

RPC基本构成：服务端、客户端
服务端基本构成：结构体，请求结构体，响应结构体
客户端基本构成：请求结构体，响应结构体

Consul

是HashiCorp公司推出的开源工具，用于实现分布式系统的服务发现与配置。Consul是分布式的，高可用的，可横向扩展的

注册中心Consul基本介绍

Consul是一种服务网格解决方案
提供具有服务发现，配置和分段功能的全功能控制平面
Consul附带一个简单的内置代理，可以开箱即用

注册中心Consul关键功能

服务发现

客户端可以注册服务，程序可以轻松找到它们所依赖的服务
运行状况检查

Consul客户端可以提供任意数量的运行状况检查
KV存储

应用程序可以将Consul的层级键/值存储用于任何目的，包括动态配置，功能标记，协调，领导者选举等
安全服务通信

Consul可以为服务生成和分发TLS证书，建立相互的TLS连接
多数据中心

Consul支持多个数据中心

注册中心Consul两个重要协议

Gossip Protocol(八卦协议)
Raft Protocol(选举协议)

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