Servicios gRPC confiables con fechas límite y cancelación

Artículo
08/05/2024

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Por James Newton-King

Las fechas límite y la cancelación son características usadas por los clientes de gRPC para anular las llamadas en curso. En este artículo se explica por qué las fechas límite y la cancelación son importantes y cómo usarlas en las aplicaciones gRPC de .NET.

Fechas límite

Una fecha límite permite a un cliente de gRPC especificar el tiempo que esperará a que se complete una llamada. Cuando se supera una fecha límite, se cancela la llamada. Establecer una fecha límite es importante porque proporciona un límite superior para el tiempo durante el que se puede ejecutar una llamada. Impide que los servicios de comportamiento incorrecto se ejecuten indefinidamente y agoten los recursos del servidor. Las fechas límite son una herramienta útil para compilar aplicaciones confiables y deben configurarse.

Configuración de fecha límite:

Una fecha límite se configura mediante CallOptions.Deadline cuando se realiza una llamada.
No hay ningún valor de fecha límite predeterminado. Las llamadas a gRPC no tienen límite de tiempo a menos que se especifique una fecha límite.
Una fecha límite es la hora UTC en la que se supera la fecha límite. Por ejemplo, DateTime.UtcNow.AddSeconds(5) es una fecha límite de cinco segundos a partir de ahora.
Si se usa una hora anterior o actual, la llamada inmediatamente supera la fecha límite.
La fecha límite se envía al servicio con la llamada a gRPC y tanto el cliente como el servicio realizan un seguimiento de forma independiente. Es posible que una llamada a gRPC se complete en un equipo, pero, en el momento en que se devuelva la respuesta al cliente, se habrá superado la fecha límite.

Si se supera una fecha límite, el cliente y el servicio tienen otro comportamiento:

El cliente anula inmediatamente la solicitud HTTP subyacente y produce un error DeadlineExceeded. La aplicación cliente puede optar por detectar el error y mostrar un mensaje de tiempo de espera para el usuario.
En el servidor, se anula la solicitud HTTP de ejecución y se genera ServerCallContext.CancellationToken. Aunque la solicitud HTTP se ha anulado, la llamada a gRPC continúa ejecutándose en el servidor hasta que se completa el método. Es importante que el token de cancelación se pase a métodos asincrónicos para que se cancelen junto con la llamada. Por ejemplo, pasar un token de cancelación a consultas asincrónicas de base de datos y solicitudes HTTP. Pasar un token de cancelación permite que la llamada cancelada se complete rápidamente en el servidor y libere recursos para otras llamadas.

Configure CallOptions.Deadline para establecer una fecha límite para una llamada a gRPC:

var client = new Greet.GreeterClient(channel);

try
{
    var response = await client.SayHelloAsync(
        new HelloRequest { Name = "World" },
        deadline: DateTime.UtcNow.AddSeconds(5));
    
    // Greeting: Hello World
    Console.WriteLine("Greeting: " + response.Message);
}
catch (RpcException ex) when (ex.StatusCode == StatusCode.DeadlineExceeded)
{
    Console.WriteLine("Greeting timeout.");
}

Uso de ServerCallContext.CancellationToken en un servicio gRPC:

public override async Task<HelloReply> SayHello(HelloRequest request,
    ServerCallContext context)
{
    var user = await _databaseContext.GetUserAsync(request.Name,
        context.CancellationToken);

    return new HelloReply { Message = "Hello " + user.DisplayName };
}

Fechas límite y reintentos

Cuando se configura una llamada gRPC con un control de errores de reintento y una fecha límite, la fecha límite realiza un seguimiento del tiempo en todos los reintentos de una llamada gRPC. Si se supera la fecha límite, una llamada a gRPC anula inmediatamente la solicitud HTTP subyacente, omite los reintentos restantes y genera un error DeadlineExceeded.

Propagación de fechas límite

Cuando se realiza una llamada a gRPC desde un servicio gRPC en ejecución, se debe propagar la fecha límite. Por ejemplo:

La aplicación cliente llama a FrontendService.GetUser con una fecha límite.
FrontendService llama a UserService.GetUser. La fecha límite especificada por el cliente debe especificarse con la nueva llamada a gRPC.
UserService.GetUser recibe la fecha límite. Se agota el tiempo de espera correctamente si se supera la fecha límite de la aplicación cliente.

El contexto de llamada proporciona la fecha límite con ServerCallContext.Deadline:

public override async Task<UserResponse> GetUser(UserRequest request,
    ServerCallContext context)
{
    var client = new User.UserServiceClient(_channel);
    var response = await client.GetUserAsync(
        new UserRequest { Id = request.Id },
        deadline: context.Deadline);

    return response;
}

La propagación manual de fechas límite puede resultar complicada. La fecha límite debe pasarse a cada llamada y es fácil que se pierda accidentalmente. Hay disponible una solución automática con la fábrica de cliente de gRPC. Especifique EnableCallContextPropagation:

Propaga automáticamente la fecha límite y el token de cancelación a las llamadas secundarias.
No propaga la fecha límite si la llamada secundaria especifica una fecha límite más próxima. Por ejemplo, no se usa una fecha límite propagada de 10 segundos si una llamada secundaria especifica una nueva fecha límite de 5 segundos mediante CallOptions.Deadline. Cuando hay varias fechas límite disponibles, se usa la fecha límite más próxima.
La propagación del contexto de llamada es una excelente manera de garantizar que los escenarios complejos de gRPC anidados siempre propagan la fecha límite y la cancelación.

services
    .AddGrpcClient<User.UserServiceClient>(o =>
    {
        o.Address = new Uri("https://localhost:5001");
    })
    .EnableCallContextPropagation();

Para más información, consulte Integración de la fábrica de cliente de gRPC en .NET.

Cancelación

La cancelación permite a un cliente de gRPC cancelar llamadas de larga duración que ya no son necesarias. Por ejemplo, una llamada a gRPC que transmite actualizaciones en tiempo real se inicia cuando el usuario visita una página en un sitio web. La secuencia se debe cancelar cuando el usuario navega fuera de la página.

Una llamada a gRPC se puede cancelar en el cliente pasando un token de cancelación con CallOptions.CancellationToken o llamando a Dispose en la llamada.

private AsyncServerStreamingCall<HelloReply> _call;

public void StartStream()
{
    _call = client.SayHellos(new HelloRequest { Name = "World" });

    // Read response in background task.
    _ = Task.Run(async () =>
    {
        await foreach (var response in _call.ResponseStream.ReadAllAsync())
        {
            Console.WriteLine("Greeting: " + response.Message);
        }
    });
}

public void StopStream()
{
    _call.Dispose();
}

Los servicios gRPC que se pueden cancelar deben:

Pasar ServerCallContext.CancellationToken a métodos asincrónicos. La cancelación de métodos asincrónicos permite que la llamada en el servidor se complete rápidamente.
Propagar el token de cancelación a las llamadas secundarias. La propagación del token de cancelación garantiza que las llamadas secundarias se cancelan con su elemento primario. La fábrica de cliente de gRPC con EnableCallContextPropagation() propaga automáticamente el token de cancelación.

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