Thrift 原理与使用实例
一、Thrift 框架介绍
1、前言
Thrift是一个跨语言的服务部署框架,最初由Facebook于2007年开发,2008年进入Apache开源项目。Thrift通过一个中间语言(IDL, 接口定义语言)来定义RPC的接口和数据类型,然后通过一个编译器生成不同语言的代码(目前支持C++,Java, Python, PHP, Ruby, Erlang, Perl, Haskell, C#, Cocoa, Smalltalk和OCaml),并由生成的代码负责RPC协议层和传输层的实现。
本文组织结构如下:1)引言 2)架构3)支持的数据传输格式、数据传输方式和服务模型 4)Thrift安装 5)利用Thift部署服务
2、架构
Thrift实际上是实现了C/S模式,通过代码生成工具将接口定义文件生成服务器端和客户端代码(可以为不同语言),从而实现服务端和客户端跨语言的支持。用户在Thirft描述文件中声明自己的服务,这些服务经过编译后会生成相应语言的代码文件,然后用户实现服务(客户端调用服务,服务器端提服务)便可以了。其中protocol(协议层, 定义数据传输格式,可以为二进制或者XML等)和transport(传输层,定义数据传输方式,可以为TCP/IP传输,内存共享或者文件共享等)被用作运行时库。上图的详细解释参考引用【1】。
3、 支持的数据传输格式、数据传输方式和服务模型
(1)支持的传输格式
TBinaryProtocol – 二进制格式.
TCompactProtocol – 压缩格式
TJSONProtocol – JSON格式
TSimpleJSONProtocol –提供JSON只写协议, 生成的文件很容易通过脚本语言解析。
TDebugProtocol – 使用易懂的可读的文本格式,以便于debug
(2) 支持的数据传输方式
TSocket -阻塞式socker
TFramedTransport – 以frame为单位进行传输,非阻塞式服务中使用。
TFileTransport – 以文件形式进行传输。
TMemoryTransport – 将内存用于I/O. java实现时内部实际使用了简单的ByteArrayOutputStream。
TZlibTransport – 使用zlib进行压缩, 与其他传输方式联合使用。当前无java实现。
(3)支持的服务模型
TSimpleServer – 简单的单线程服务模型,常用于测试
TThreadPoolServer – 多线程服务模型,使用标准的阻塞式IO。
TNonblockingServer – 多线程服务模型,使用非阻塞式IO(需使用TFramedTransport数据传输方式)
4、 Thrift安装
下载: http://incubator.apache.org/thrift/download/
安装要求:
Unix/linux 系统,windows+cygwin
C++语言:g++、boost
java 语言:JDK、Apache Ant
其他语言:Python、PHP、Perl, etc…
编译安装:./configure –》make –》make install
1、 利用Thrift部署服务
主要流程:编写服务说明,保存到.thrift文件–》根据需要, 编译.thrift文件,生成相应的语言源代码–》根据实际需要, 编写client端和server端代码。
(1).thrift文件编写
一般将服务放到一个.thrift文件中,服务的编写语法与C语言语法基本一致,在.thrift文件中有主要有以下几个内容:变量声明、数据声明(struct)和服务接口声明(service, 可以继承其他接口)。
下面分析Thrift的tutorial中带的例子tutorial.thrift
包含头文件:
59行:include “shared.thrift”
–
指定目标语言:
65行:namespace cpp tutorial
–
定义变量:
80行:const i32 INT32CONSTANT = 9853
–
定义结构体:
103行:struct Work {
1: i32 num1 = 0,
2: i32 num2,
3: Operation op,
4: optional string comment,
}
—
定义服务:
service Calculator extends shared.SharedService {
void ping(),
i32 add(1:i32 num1, 2:i32 num2),
i32 calculate(1:i32 logid, 2:Work w) throws (1:InvalidOperation ouch),
oneway void zip()
}
要生成 C++ 代码: ./thrift --gen cpp tutorial.thrift,结果代码存放在gen-cpp目录下
要生成 java 代码: ./thrift --gen java tutorial.thrift,结果代码存放在gen-java目录下 …..
(2) client端和server端代码编写
client端和sever端代码要调用编译.thrift生成的中间文件。
下面分析cpp文件下面的CppClient.cpp和CppServer.cpp代码
在client端,用户自定义CalculatorClient类型的对象(用户在.thrift文件中声明的服务名称是Calculator, 则生成的中间代码中的主类为CalculatorClient), 该对象中封装了各种服务,可以直接调用(如client.ping()), 然后thrift会通过封装的rpc调用server端同名的函数。
在server端,需要实现在.thrift文件中声明的服务中的所有功能,以便处理client发过来的请求。
【参考资料】
1、 http://wiki.apache.org/thrift/
2、 http://jnb.ociweb.com/jnb/jnbJun2009.html
3、 http://blog.rushcj.com/tag/thrift/
4、 http://www.vvcha.cn/c.aspx?id=31984
5、
http://www.thoss.org.cn/mediawiki/index.php/Thrift的通信机制及其在cassandra中的应用
原创文章,转载请注明: 转载自 董的博客
本文链接地址: http://dongxicheng.org/search-engine/thrift-framework-intro/
二、Thrift 使用指南
1. 内容概要
本文档比较全面的介绍了thrift语法,代码生成结构和应用经验。本文主要讲述的对象是thrift文件,并未涉及其client和server的编写方法。
本文档大部分内容翻译自文章: “Thrift:The missing Guide“。
2. 语法参考
2.1 Types
Thrift类型系统包括预定义基本类型,用户自定义结构体,容器类型,异常和服务定义
(1) 基本类型
bool
:布尔类型(
true
or
value),占一个字节
byte:有符号字节
i16:16位有符号整型
i32:32位有符号整型
i64:64位有符号整型
double
:64位浮点数
string:未知编码或者二进制的字符串
注意,thrift不支持无符号整型,因为很多目标语言不存在无符号整型(如java)。
(2) 容器类型
Thrift容器与类型密切相关,它与当前流行编程语言提供的容器类型相对应,采用java泛型风格表示的。Thrift提供了3种容器类型:
List<t1>:一系列t1类型的元素组成的有序表,元素可以重复
Set<t1>:一系列t1类型的元素组成的无序表,元素唯一
Map<t1,t2>:key/value对(key的类型是t1且key唯一,value类型是t2)。
容器中的元素类型可以是除了service意外的任何合法thrift类型(包括结构体和异常)。
(3) 结构体和异常
Thrift结构体在概念上同C语言结构体类型—-一种将相关属性聚集(封装)在一起的方式。在面向对象语言中,thrift结构体被转换成类。
异常在语法和功能上类似于结构体,只不过异常使用关键字exception而不是struct关键字声明。但它在语义上不同于结构体—当定义一个RPC服务时,开发者可能需要声明一个远程方法抛出一个异常。
结构体和异常的声明将在下一节介绍。
(4) 服务
服务的定义方法在语法上等同于面向对象语言中定义接口。Thrift编译器会产生实现这些接口的client和server桩。具体参见下一节。
(5) 类型定义
Thrift支持C/C++风格的typedef:
typedef
i32
MyInteger \\a
typedef
Tweet ReTweet
\\b
说明:
a. 末尾没有逗号
b. struct可以使用typedef
2.2 枚举类型
可以像C/C++那样定义枚举类型,如:
enum
TweetType {
TWEET,
//a
RETWEET = 2,
//b
DM = 0xa,
//c
REPLY
}
//d
struct
Tweet {
1: required i32 userId;
2: required string userName;
3: required string text;
4: optional Location loc;
5: optional TweetType tweetType = TweetType.TWEET
// e
16: optional string language =
"english"
}
说明:
a. 编译器默认从0开始赋值
b. 可以赋予某个常量某个整数
c. 允许常量是十六进制整数
d. 末尾没有逗号
e. 给常量赋缺省值时,使用常量的全称
注意,不同于protocol buffer,thrift不支持枚举类嵌套,枚举常量必须是32位的正整数
2.3 注释
Thrfit支持shell注释风格,C/C++语言中单行或者多行注释风格
# This is a valid comment.
// C++/Java style single-line comments work just as
well.
2.4 命名空间
Thrift中的命名空间同C++中的namespace和java中的package类似,它们均提供了一种组织(隔离)代码的方式。因为每种语言均有自己的命名空间定义方式(如python中有module),thrift允许开发者针对特定语言定义namespace:
namespace
cpp
com.example.project
// a
namespace
java com.example.project
// b
说明:
a. 转化成namespace com { namespace example { namespace project {
b. 转换成package com.example.project
2.5 文件包含
Thrift允许thrift文件包含,用户需要使用thrift文件名作为前缀访问被包含的对象,如:
include
"tweet.thrift"
// a
...
struct
TweetSearchResult {
1: list<tweet.Tweet>
tweets;
// b
}
说明:
a. thrift文件名要用双引号包含,末尾没有逗号或者分号
b. 注意tweet前缀
2.6 常量
Thrift允许用户定义常量,复杂的类型和结构体可使用JSON形式表示。
const
i32 INT_CONST =
1234;
// a
const
map<string,string> MAP_CONST =
{
"hello"
:
"world"
,
"goodnight"
:
"moon"
}
说明:
a. 分号是可选的,可有可无;支持十六进制赋值。
2.7 定义结构体
结构体由一系列域组成,每个域有唯一整数标识符,类型,名字和可选的缺省参数组成。如:
struct
Tweet {
1: required i32
userId;
// a
2: required string
userName;
// b
3: required string text;
4: optional Location
loc;
// c
16: optional string language =
"english"
//
d
}
struct
Location
{
// e
1: required
double
latitude;
2: required
double
longitude;
}
说明:
a. 每个域有一个唯一的,正整数标识符
b. 每个域可以标识为required或者optional(也可以不注明)
c. 结构体可以包含其他结构体
d. 域可以有缺省值
e. 一个thrift中可定义多个结构体,并存在引用关系
规范的struct定义中的每个域均会使用required或者optional关键字进行标识。如果required标识的域没有赋值,thrift将给予提示。如果optional标识的域没有赋值,该域将不会被序列化传输。如果某个optional标识域有缺省值而用户没有重新赋值,则该域的值一直为缺省值。
与service不同,结构体不支持继承,即,一个结构体不能继承另一个结构体。
2.8 定义服务
在流行的序列化/反序列化框架(如protocol buffer)中,thrift是少有的提供多语言间RPC服务的框架。
Thrift编译器会根据选择的目标语言为server产生服务接口代码,为client产生桩代码。
//“Twitter”与“{”之间需要有空格!!!
service Twitter {
// 方法定义方式类似于C语言中的方式,它有一个返回值,一系列参数和可选的异常
// 列表. 注意,参数列表和异常列表定义方式与结构体中域定义方式一致.
void
ping(),
// a
bool
postTweet(1:Tweet
tweet);
// b
TweetSearchResult searchTweets(1:string query);
// c
//
”oneway”标识符表示client发出请求后不必等待回复(非阻塞)直接进行下面的操作,
// ”oneway”方法的返回值必须是void
oneway
void
zip()
// d
}
说明:
a. 函数定义可以使用逗号或者分号标识结束
b. 参数可以是基本类型或者结构体,参数是只读的(const),不可以作为返回值!!!
c. 返回值可以是基本类型或者结构体
d. 返回值可以是void
注意,函数中参数列表的定义方式与struct完全一样
Service支持继承,一个service可使用extends关键字继承另一个service
3. 产生代码
本节介绍thrift产生各种目标语言代码的方式。本节从几个基本概念开始,逐步引导开发者了解产生的代码是怎么样组织的,进而帮助开发者更快地明白thrift的使用方法。
概念
Thrift的网络栈如下所示:
3.1 Transport
Transport层提供了一个简单的网络读写抽象层。这使得thrift底层的transport从系统其它部分(如:序列化/反序列化)解耦。以下是一些Transport接口提供的方法:
open
close
read
write
flush
除了以上几个接口,Thrift使用ServerTransport接口接受或者创建原始transport对象。正如名字暗示的那样,ServerTransport用在server端,为到来的连接创建Transport对象。
open
listen
accept
close
3.2 Protocol
Protocol抽象层定义了一种将内存中数据结构映射成可传输格式的机制。换句话说,Protocol定义了datatype怎样使用底层的Transport对自己进行编解码。因此,Protocol的实现要给出编码机制并负责对数据进行序列化。
Protocol接口的定义如下:
writeMessageBegin(name, type, seq)
writeMessageEnd()
writeStructBegin(name)
writeStructEnd()
writeFieldBegin(name, type, id)
writeFieldEnd()
writeFieldStop()
writeMapBegin(ktype, vtype, size)
writeMapEnd()
writeListBegin(etype, size)
writeListEnd()
writeSetBegin(etype, size)
writeSetEnd()
writeBool(
bool
)
writeByte(byte)
writeI16(i16)
writeI32(i32)
writeI64(i64)
writeDouble(
double
)
writeString(string)
name, type, seq = readMessageBegin()
readMessageEnd()
name = readStructBegin()
readStructEnd()
name, type, id = readFieldBegin()
readFieldEnd()
k, v, size = readMapBegin()
readMapEnd()
etype, size = readListBegin()
readListEnd()
etype, size = readSetBegin()
readSetEnd()
bool
= readBool()
byte = readByte()
i16 = readI16()
i32 = readI32()
i64 = readI64()
double
= readDouble()
string = readString()
下面是一些对大部分thrift支持的语言均可用的protocol:
(1) binary:简单的二进制编码
(2) Compact:具体见THRIFT-11
(3) Json
3.3 Processor
Processor封装了从输入数据流中读数据和向数据数据流中写数据的操作。读写数据流用Protocol对象表示。Processor的结构体非常简单:
interface TProcessor {
bool
process(TProtocol in, TProtocol out)
throws TException
}
与服务相关的processor实现由编译器产生。Processor主要工作流程如下:从连接中读取数据(使用输入protocol),将处理授权给handler(由用户实现),最后将结果写到连接上(使用输出protocol)。
3.4 Server
Server将以上所有特性集成在一起:
(1) 创建一个transport对象
(2) 为transport对象创建输入输出protocol
(3) 基于输入输出protocol创建processor
(4) 等待连接请求并将之交给processor处理
3.5 应用举例
下面,我们讨论thrift文件产生的特定语言代码。下面给出thrift文件描述:
namespace
cpp thrift.example
namespace
java thrift.example
enum
TweetType {
TWEET,
RETWEET = 2,
DM = 0xa,
REPLY
}
struct
Location {
1: required
double
latitude;
2: required
double
longitude;
}
struct
Tweet {
1: required i32 userId;
2: required string userName;
3: required string text;
4: optional Location loc;
5: optional TweetType tweetType =
TweetType.TWEET;
16: optional string language =
"english"
;
}
typedef
list<Tweet>
TweetList
struct
TweetSearchResult {
1: TweetList tweets;
}
const
i32 MAX_RESULTS = 100;
service Twitter {
void
ping(),
bool
postTweet(1:Tweet tweet);
TweetSearchResult searchTweets(1:string query);
oneway
void
zip()
}
(1) Java语言
(a) 产生的文件
一个单独的文件(Constants.java)包含所有的常量定义。
每个结构体,枚举或者服务各占一个文件
$ tree gen-java
`– thrift
`– example
|– Constants.java
|– Location.java
|– Tweet.java
|– TweetSearchResult.java
|– TweetType.java
`– Twitter.java
(b) 类型
thrift将各种基本类型和容器类型映射成java类型:
bool
: boolean
byte: byte
i16:
short
i32:
int
i64:
long
double
:
double
string: String
list<t1>:
List<t1>
set<t1>:
Set<t1>
map<t1,t2>:
Map<t1, t2>
(c) typedef
Java不支持typedef,它只使用原始类型,如,在上面的例子中,产生的代码中,TweetSearchResult会被还原成list<Tweet> tweets
(d) Enum
Thrift直接将枚举类型映射成java的枚举类型。用户可以使用geValue方法获取枚举常量的值。此外,编译器会产生一个findByValue方法获取枚举对应的数值。
(e) 常量
Thrift把所有的常量放在一个叫Constants的public类中,每个常量修饰符是public static final。
(2) C++语言
(a) 产生的文件
所有变量均存放在一个.cpp/.h文件对中
所有的类型定义(枚举或者结构体)存放到另一个.cpp/.h文件对中
每一个service有自己的.cpp/.h文件
$ tree gen-cpp
|– example_constants.cpp
|– example_constants.h
|– example_types.cpp
|– example_types.h
|– Twitter.cpp
|– Twitter.h
`– Twitter_server.skeleton.cpp
其他语言
Python,Ruby,javascript等
4. 实践经验
thrift文件内容可能会随着时间变化的。如果已经存在的消息类型不再符合设计要求,比如,新的设计要在message格式中添加一个额外字段,但你仍想使用以前的thrift文件产生的处理代码。如果想要达到这个目的,只需:
(1) 不要修改已存在域的整数编号
(2) 新添加的域必须是optional的,以便格式兼容。对于一些语言,如果要为optional的字段赋值,需要特殊处理,比如对于C++语言,要为
struct
Example{
1 : i32 id,
2 : string name,
3 : optional age,
}
中的optional字段age赋值,需要将它的__isset值设为true,这样才能序列化并传输或者存储(不然optional字段被认为不存在,不会被传输或者存储),
如:
Example example;
......
example.age=10,
example.__isset.age =
true
;
//__isset是每个thrift对象的自带的public成员,来指定optional字段是否启用并赋值。
......
(3) 非required域可以删除,前提是它的整数编号不会被其他域使用。对于删除的字段,名字前面可添加“OBSOLETE_”以防止其他字段使用它的整数编号。
(4) thrift文件应该是unix格式的(windows下的换行符与unix不同,可能会导致你的程序编译不过),如果是在window下编写的,可使用dos2unix转化为unix格式。
(5) 貌似当前的thrift版本(0.6.1)不支持常量表达式的定义(如 const i32 DAY = 24 * 60 * 60),这可能是考虑到不同语言,运算符不尽相同。
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本文链接地址: http://dongxicheng.org/search-engine/thrift-guide/
作者: Dong,作者介绍: http://dongxicheng.org/about/
三、使用Thrift RPC编写程序
1. 概述
本文以C++语言为例介绍了thrift RPC的使用方法,包括对象序列化和反序列化,数据传输和信息交换等。
本文采用了一个示例进行说明,该示例主要完成传输(上报日志或者报表)功能,该示例会贯穿本文,内容涉及thrift定义,代码生成,thrift类说明,client编写方法,server编写方法等。
2. 示例描述
假设我们要使用thrift RPC完成一个数据传输任务,数据格式和PRC接口用一个thrift文件描述,具体如下:
(1) book.thrift,用于描述书籍信息的thrift接口
//book.thrift,
namespace
cpp example
struct
Book_Info {
1: i32 book_id,
2: string book_name,
3: string book_author,
4:
double
book_price,
5: string book_publisher,
}
(2) rpc.thrift,client向server传输数据(上报日志或者报表)的RPC接口
//rpc.thrift
namespace
cpp example
include
"book.thrift"
service BookServlet {
bool
Sender(1:
list<book.Book_Info>
books);
oneway
void
Sender2(1:
list<book.Book_Info>
books);
}
说明:该thrift文件定义了一个service,它包含两个接口,server端需要实现这两个接口以对client提供服务。其中,第一个接口函数是阻塞式的,即要等待server返回值以后才能继续,另外一个声明为oneway类型(返回值为void),表明该函数是非阻塞式的,将数据发给 server后不必等待返回结果,但使用该函数时,需要考虑server的承受能力,适度的调整发送频率。
3. Thrift文件与生成的代码对应关系
每个thrift文件会产生四个文件,分别为:${thrift_name}_constants.h,${thrift_name}_constants.cpp,${thrift_name}_types.h,${thrift_name}_types.cpp
对于含有service的thrift文件,会额外生成两个文件,分别为:${service_name}.h,${service_name}.cpp
对于含有service的thrift文件,会生成一个可用的server桩:${service_name}._server.skeleton.cpp
对于本文中的例子,会产生以下文件:
book_constants.h book_constants.cpp
book_types.h book_types.cpp
rpc_constants.h rpc_constants.cpp
rpc_types.h rpc_types.cpp
BookServlet.h BookServlet.cpp
BookServlet_server.skeleton.cpp
4. Thrift类介绍
Thrift代码包(位于thrift-0.6.1/lib/cpp/src)有以下几个目录:
concurrency:并发和时钟管理方面的库
processor:Processor相关类
protocal:Protocal相关类
transport:transport相关类
server:server相关类
4.1 Transport类(how is transmitted?)
负责数据传输,有以下几个可用类:
TFileTransport:文件(日志)传输类,允许client将文件传给server,允许server将收到的数据写到文件中。
THttpTransport:采用Http传输协议进行数据传输
TSocket:采用TCP Socket进行数据传输
TZlibTransport:压缩后对数据进行传输,或者将收到的数据解压
下面几个类主要是对上面几个类地装饰(采用了装饰模式),以提高传输效率。
TBufferedTransport:对某个Transport对象操作的数据进行buffer,即从buffer中读取数据进行传输,或者将数据直接写入buffer
TFramedTransport:同TBufferedTransport类似,也会对相关数据进行buffer,同时,它支持定长数据发送和接收。
TMemoryBuffer:从一个缓冲区中读写数据
4.2 Protocol类(what is transmitted?)
负责数据编码,主要有以下几个可用类:
TBinaryProtocol:二进制编码
TJSONProtocol:JSON编码
TCompactProtocol:密集二进制编码
TDebugProtocol:以用户易读的方式组织数据
4.3 Server类(providing service for clients)
TSimpleServer:简单的单线程服务器,主要用于测试
TThreadPoolServer:使用标准阻塞式IO的多线程服务器
TNonblockingServer:使用非阻塞式IO的多线程服务器,TFramedTransport必须使用该类型的server
5. 对象序列化和反序列化
Thrift中的Protocol负责对数据进行编码,因而可使用Protocol相关对象进行序列化和反序列化。
由于对象序列化和反序列化不设计传输相关的问题,所以,可使用TBinaryProtocol和TMemoryBuffer,具体如下:
(1) 使用thrift进行对象序列化
//对对象object进行序列化,保存到str中
template
<
typename
Type>
void
Object2String(Type&
object, string &str) {
shared_ptr<TMemoryBuffer>
membuffer(
new
TMemoryBuffer());
shared_ptr<TProtocol>
protocol(
new
TBinaryProtocol(membuffer));
object.write(protocol.get());
str.clear();
str = membuffer.getBufferAsString();
}
(2)使用thrift进行对象反序列化
//对str中保存的对象进行反序列化,保存到object中
template
<
typename
Type>
void
String2Object(string&
buffer, Type &object) {
shared_ptr<TMemoryBuffer>
membuffer(
new
TMemoryBuffer(
reinterpret_cast
<uint*>(buffer.data())));
shared_ptr<TProtocol>
protocol(
new
TBinaryProtocol(membuffer));
object.read(protocol.get());
}
6. 编写client和server
6.1 client端代码编写
Client编写的方法分为以下几个步骤:
(1) 定义TTransport,为你的client设置传输方式(如socket, http等)。
(2) 定义Protocal,使用装饰模式(Decorator设计模式)封装TTransport,为你的数据设置编码格式(如二进制格式,JSON格式等)
(3) 实例化client对象,调用服务接口。
说明:如果用户在thrift文件中定义了一个叫${server_name}的service,则会生成一个叫${server_name}Client的对象,比如,我给出的例子中,thrift会自动生成一个叫BookServletClient的类,Client端的代码编写如下:
#include "
gen-cpp/BookServlet.h" //一定要包含该头文件
//其头文件,其他using namespace …….
int
main(
int
argc,
char
** argv) {
shared_ptr<TTransport>
socket(
new
TSocket(
"localhost"
,
9090));
shared_ptr<TTransport>
transport(
new
TBufferedTransport(socket));
shared_ptr<TProtocol>
protocol(
new
TBinaryProtocol(transport));
example::BookServletClient client(protocol);
try
{
transport->open();
vector<example::Book_Info>
books;
…...
client.Sender(books);
//RPC函数,调用serve端的该函数
transport->close();
}
catch
(TException
&tx) {
printf
(
"ERROR:
%s\n"
, tx.what());
}
}
6.2 Server端代码编写
(1) 定义一个TProcess,这个是thrift根据用户定义的thrift文件自动生成的类
(2) 使用TServerTransport获得一个TTransport
(3) 使用TTransportFactory,可选地将原始传输转换为一个适合的应用传输(典型的是使用TBufferedTransportFactory)
(4) 使用TProtocolFactory,为TTransport创建一个输入和输出
(5) 创建TServer对象(单线程,可以使用TSimpleServer;对于多线程,用户可使用TThreadPoolServer或者TNonblockingServer),调用它的server()函数。
说明:thrift会为每一个带service的thrift文件生成一个简单的server代码(桩),在例子中,thrift会生成BookServlet_server.skeleton.cpp,用户可以在这个文件基础上实现自己的功能。
#include
"gen-cpp/BookServlet.h"
#include
<protocol/TBinaryProtocol.h>
#include
<server/TSimpleServer.h>
#include
<transport/TServerSocket.h>
#include
<transport/TBufferTransports.h>
using
namespace
::apache::thrift;
using
namespace
::apache::thrift::protocol;
using
namespace
::apache::thrift::transport;
using
namespace
::apache::thrift::server;
using
boost::shared_ptr;
using
namespace
example;
class
BookServletHandler :
virtual
public
BookServletIf
{
public
:
BookServletHandler() {
// Your initialization goes here
}
//用户需实现这个接口
bool
Sender(
const
std::vector<example::Book_Info>
& books) {
// Your implementation goes here
printf
(
"Sender\n"
);
}
//用户需实现这个接口
void
Sender2(
const
std::vector<example::Book_Info>
& books) {
// Your implementation goes here
printf
(
"Sender2\n"
);
}
};
int
main(
int
argc,
char
**argv) {
int
port = 9090;
shared_ptr<BookServletHandler>
handler(
new
BookServletHandler());
shared_ptr<TProcessor>
processor(
new
BookServletProcessor(handler));
shared_ptr<TServerTransport>
serverTransport(
new
TServerSocket(port));
shared_ptr<TTransportFactory>
transportFactory(
new
TBufferedTransportFactory());
shared_ptr<TProtocolFactory>
protocolFactory(
new
TBinaryProtocolFactory());
TSimpleServer server(processor, serverTransport,
transportFactory, protocolFactory);
server.serve();
return
0;
}
7. 总结
至此,关于thrift框架的三篇文章已经全部完成,包括:
(1) Thrift框架介绍: Thrift框架介绍
(2) Thrift文件编写方法: Thrift使用指南
(3) Thrift RPC使用方法: 利用Thrift RPC编写程序
与thrift类似的开源RPC框架还有google的protocal buffer,它虽然支持的语言比较少,但效率更高,因而受到越来越多的关注。
由于thrift开源时间很早,经受了时间的验证,因而许多系统更愿意采用thrift,如Hadoop,Cassandra等。
附:thrift与protocal buffer比较
从上面的比较可以看出,thrift胜在“丰富的特性“上,而protocal buffer胜在“文档化”非常好上。在具体实现上,它们非常类似,都是使用唯一整数标记字段域,这就使得增加和删除字段与不会破坏已有的代码。
它们的最大区别是thrift支持完整的client/server RPC框架,而protocal buffer只会产生接口,具体实现,还需要用户做大量工作。
另外,从序列化性能上比较,Protocal Buffer要远远优于thrift,具体可参考: http://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-cn-gpb/?ca=drs-tp4608 。
8. 参考资料
(1) http://stuartsierra.com/2008/07/10/thrift-vs-protocol-buffers
(2) Thrift: Scalable Cross-Language Services Implementation. Mark Slee, Aditya Agarwal and Marc Kwiatkowski. Facebook
(3) Thrift网站: http://thrift.apache.org/
(4) Protocal Buffer网站:
http://code.google.com/intl/zh-CN/apis/protocolbuffers/docs/overview.html
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四、Thrift 内部实现原理
Thrift由两部分组成:编译器(在compiler目录下,采用C++编写)和服务器(在lib目录下),其中编译器的作用是将用户定义的thrift文件编译生成对应语言的代码,而服务器是事先已经实现好的、可供用户直接使用的RPC Server(当然,用户也很容易编写自己的server)。同大部分编译器一样,Thrift编译器(采用C++语言编写)也分为词法分析、语法分析等步骤,Thrift使用了开源的flex和Bison进行词法语法分析(具体见thrift.ll和thrift.yy),经过语法分析后,Thrift 根据对应语言的模板(在compiler\cpp\src\generate目录下)生成相应的代码。对于服务器实现而言,Thrift仅包含比较经典的服务器模型,比如单线程模型(TSimpleServer),线程池模型(TThreadPoolServer)、一个请求一个线程(TThreadedServer)和非阻塞模型(TNonblockingServer)等。本文将以C++为例进行一个实例分析。
假设用户编写了以下Thrift文件:
struct LogInfo {
1: required string name,
2: optional string content,
}
service LogSender {
void SendLog(1:list<LogInfo> loglist);
}
用户使用命令“thrift –gen cpp example.thrift”可生成C++代码,该代码包含以下文件:
example_constants.h
example_constants.cpp
example_types.h //struct定义
example_types.cpp //struct实现
LogSender.h //service定义
LogSender.cpp //service实现和LogSenderClient实现
LogSender_server.skeleton.cpp //一个实例RPC Server
用户可以这样编写Client:
shared_ptr socket(new TSocket(“8.8.8.8″, 9090));
shared_ptr transport(new TBufferedTransport(socket));
shared_ptr protocol(new TBinaryProtocol(transport));
LogSenderClient client(protocol);
try {
transport->open();
vector<LogInfo> logInfos;
LogInfo logInfo(“image”, “10:9:0 visit:xxxxxx”);
logInfos.push_back(logInfo);
…..
client.SendLog(logInfos);
transport->close();
} catch (TException &tx) {
printf(“ERROR: %s\n”, tx.what());
}
为了深入分析这段代码,我们看一下client.SendLog()函数的内部实现(在LogSender.cpp中):
void LogSenderClient::SendLog(const std::vector<LogInfo> & loglist)
{
send_SendLog(loglist);
recv_SendLog();
}
void LogSenderClient::send_SendLog(const std::vector<LogInfo> & loglist)
{
int32_t cseqid = 0;
oprot_->writeMessageBegin(“SendLog”, ::apache::thrift::protocol::T_CALL, cseqid);
LogSender_SendLog_pargs args;
args.loglist = &loglist;
args.write(oprot_);
oprot_->writeMessageEnd();
oprot_->getTransport()->flush();
oprot_->getTransport()->writeEnd();
}
void LogSenderClient::recv_SendLog()
{
int32_t rseqid = 0;
std::string fname;
::apache::thrift::protocol::TMessageType mtype;
iprot_->readMessageBegin(fname, mtype, rseqid);
if (mtype == ::apache::thrift::protocol::T_EXCEPTION) {
…..
}
if (mtype != ::apache::thrift::protocol::T_REPLY) {
……
}
if (fname.compare(“SendLog”) != 0) {
……
}
LogSender_SendLog_presult result;
result.read(iprot_);
iprot_->readMessageEnd();
iprot_->getTransport()->readEnd();
return;
}
阅读上面的代码,可以看出,RPC函数SendLog()实际上被转化成了两个函数:send_SendLog和recv_SendLog,分别用于发送数据和接收结果。数据是以消息的形式表示的,消息头部是RPC函数名,消息内容是RPC函数的参数。
我们再进一步分析RPC Server端,一个server的编写方法(在LogSender.cpp中)如下:
shared_ptr protocolFactory(new TBinaryProtocolFactory());
shared_ptr handler(new LogSenderHandler());
shared_ptr processor(new LogSenderProcessor(handler));
shared_ptr serverTransport(new TServerSocket(9090));
shared_ptr transportFactory(new TBufferedTransportFactory());
TSimpleServer server(processor,
serverTransport,
transportFactory,
protocolFactory);
printf(“Starting the server…\n”);
server.serve();
Server端最重要的类是LogSenderProcessor,它内部有一个映射关系processMap_,保存了所有RPC函数名到函数实现句柄的映射,对于LogSender而言,它只保存了一个RPC映射关系:
processMap_[" SendLog"] = &LogSenderProcessor::process_SendLog;
其中,process_SendLog是一个函数指针,它的实现如下:
void LogSenderProcessor::process_SendLog(int32_t seqid, ::apache::thrift::protocol::TProtocol* iprot, ::apache::thrift::protocol::TProtocol* oprot)
{
LogSender_SendLog_args args;
args.read(iprot);
iprot->readMessageEnd();
iprot->getTransport()->readEnd();
LogSender_SendLog_result result;
try {
iface_->SendLog(args.loglist);//调用用户编写的函数
} catch (const std::exception& e) {
……
}
oprot->writeMessageBegin(“SendLog”, ::apache::thrift::protocol::T_REPLY, seqid);
result.write(oprot);
oprot->writeMessageEnd();
oprot->getTransport()->flush();
oprot->getTransport()->writeEnd();
}
LogSenderProcessor中一个最重要的函数是process(),它是服务器的主体函数,服务器端(socket server)监听到客户端有请求到达后,会检查消息类型,并检查processMap_映射,找到对应的消息处理函数,并调用之(注意,这个地方可以采用各种并发模型,比如one-request-one-thread,thread pool等)。
通过上面的分析可以看出,Thrift最重要的组件是编译器(采用C++编写),它为用户生成了网络通信相关的代码,从而大大减少了用户的编码工作。
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说明:本博客是将“董的博客”中4篇文章做了合集,原文链接都在每章节后面。
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