.NET 上的 gRPC 侦听器

项目
11/30/2023

侦听器是一个 gRPC 概念，允许应用与传入或传出的 gRPC 调用进行交互。它们提供了一种方法来扩充请求处理管道。

侦听器针对通道或服务进行配置，并针对每个 gRPC 调用自动执行。由于侦听器对用户的应用程序逻辑是透明的，因此它们是适用于常见情况（例如日志记录、监视、身份验证和验证）的极佳解决方案。

`Interceptor` 类型

可以通过创建从 Interceptor 类型继承的类，为 gRPC 服务器和客户端实现侦听器：

public class ExampleInterceptor : Interceptor
{
}

默认情况下，Interceptor 基类不执行任何操作。通过在侦听器实现中重写相应的基类方法，将行为添加到侦听器。

客户端侦听器

gRPC 客户端侦听器截获传出的 RPC 调用。它们提供对发送的请求、传入的响应以及客户端调用的上下文的访问权限。

Interceptor 方法为客户端重写以下项：

BlockingUnaryCall：截获一元 RPC 的阻塞调用。
AsyncUnaryCall：截获一元 RPC 的异步调用。
AsyncClientStreamingCall：截获客户端流式处理 RPC 的异步调用。
AsyncServerStreamingCall：截获服务器流式处理 RPC 的异步调用。
AsyncDuplexStreamingCall：截获双向流式处理 RPC 的异步调用。

警告

尽管 BlockingUnaryCall 和 AsyncUnaryCall 都是指一元 RPC，但二者不可互换。阻塞调用不会被 AsyncUnaryCall 截获，异步调用不会被 BlockingUnaryCall 截获。

创建客户端 gRPC 侦听器

以下代码展示了截获一元调用的异步调用的一个基本示例：

public class ClientLoggingInterceptor : Interceptor
{
    private readonly ILogger _logger;

    public ClientLoggingInterceptor(ILoggerFactory loggerFactory)
    {
        _logger = loggerFactory.CreateLogger<ClientLoggingInterceptor>();
    }

    public override AsyncUnaryCall<TResponse> AsyncUnaryCall<TRequest, TResponse>(
        TRequest request,
        ClientInterceptorContext<TRequest, TResponse> context,
        AsyncUnaryCallContinuation<TRequest, TResponse> continuation)
    {
        _logger.LogInformation("Starting call. Type/Method: {Type} / {Method}",
            context.Method.Type, context.Method.Name);
        return continuation(request, context);
    }
}

重写 AsyncUnaryCall：

截获异步一元调用。
记录有关调用的详细信息。
调用传入方法的 continuation 参数。如果这是最后一个侦听器，则调用链中的下一个侦听器或基础调用的调用程序。

每种服务方法的 Interceptor 上的方法具有不同的签名。但是，continuation 和 context 参数背后的概念保持不变：

continuation 是一个委托，它调用链中的下一个侦听器或基础调用的调用程序（如果链中没有侦听器）。调用零次或多次并不是错误。侦听器不需要返回从 continuation 委托返回的调用表示形式（如果是一元 RPC，则为 AsyncUnaryCall）。如果省略委托调用并返回你自己的调用表示形式实例，会中断侦听器的链，并立即返回关联的响应。
context 包含与客户端调用关联的作用域值。使用 context 传递元数据，例如安全主体、凭据或跟踪数据。此外，context 包含有关截止时间和取消功能的信息。有关详细信息，请参阅具有截止时间和取消功能的可靠的 gRPC 服务。

在客户端侦听器中等待响应

侦听器可以通过更新 AsyncUnaryCall<TResponse>.ResponseAsync 或 AsyncClientStreamingCall<TRequest, TResponse>.ResponseAsync 值，等待一元调用和客户端流式处理调用中的响应。

public class ErrorHandlerInterceptor : Interceptor
{
    public override AsyncUnaryCall<TResponse> AsyncUnaryCall<TRequest, TResponse>(
        TRequest request,
        ClientInterceptorContext<TRequest, TResponse> context,
        AsyncUnaryCallContinuation<TRequest, TResponse> continuation)
    {
        var call = continuation(request, context);

        return new AsyncUnaryCall<TResponse>(
            HandleResponse(call.ResponseAsync),
            call.ResponseHeadersAsync,
            call.GetStatus,
            call.GetTrailers,
            call.Dispose);
    }

    private async Task<TResponse> HandleResponse<TResponse>(Task<TResponse> inner)
    {
        try
        {
            return await inner;
        }
        catch (Exception ex)
        {
            throw new InvalidOperationException("Custom error", ex);
        }
    }
}

前面的代码：

创建了一个新侦听器，重写了 AsyncUnaryCall。
重写 AsyncUnaryCall：
- 调用 continuation 参数以调用侦听器链中的下一项。
- 根据延续的结果创建一个新的 AsyncUnaryCall<TResponse> 实例。
- 使用 HandleResponse 方法包装 ResponseAsync 任务。
- 使用 HandleResponse 等待响应。通过等待响应，可在客户端收到响应后添加逻辑。通过在 try-catch 块中等待响应，可以记录来自调用的错误。

有关如何创建客户端侦听器的详细信息，请参阅 grpc/grpc-dotnet GitHub 存储库中的 ClientLoggerInterceptor.cs 示例。

配置客户端侦听器

gRPC 客户端侦听器是在通道上配置的。

以下代码：

使用 GrpcChannel.ForAddress 创建一个通道。
使用 Intercept 扩展方法将通道配置为使用侦听器。请注意，此方法返回 CallInvoker。可以从调用程序（就像通道一样）创建强类型 gRPC 客户端。
从调用程序创建客户端。客户端发出的 gRPC 调用会自动执行侦听器。

using var channel = GrpcChannel.ForAddress("https://localhost:5001");
var invoker = channel.Intercept(new ClientLoggerInterceptor());

var client = new Greeter.GreeterClient(invoker);

可以链接 Intercept 扩展方法，为一个通道配置多个侦听器。或者，有一个接受多个侦听器的 Intercept 重载。可以针对单个 gRPC 调用执行任意数目的侦听器，如以下示例所示：

var invoker = channel
    .Intercept(new ClientTokenInterceptor())
    .Intercept(new ClientMonitoringInterceptor())
    .Intercept(new ClientLoggerInterceptor());

侦听器是以链接的 Intercept 扩展方法的相反顺序调用的。在前面的代码中，侦听器是按以下顺序调用的：

ClientLoggerInterceptor
ClientMonitoringInterceptor
ClientTokenInterceptor

有关如何使用 gRPC 客户端工厂配置侦听器的信息，请参阅 .NET 中的 gRPC 客户端工厂集成。

服务器侦听器

gRPC 服务器侦听器截获传入的 RPC 请求。它们提供对传入的请求、传出的响应和服务器端调用的上下文的访问权限。

Interceptor 方法为服务器重写以下项：

UnaryServerHandler：截获一元 RPC。
ClientStreamingServerHandler：截获客户端流式处理 RPC。
ServerStreamingServerHandler：截获服务器流式处理 RPC。
DuplexStreamingServerHandler：截获双向流式处理 RPC。

创建服务器 gRPC 侦听器

以下代码展示了截获传入的一元 RPC 的示例：

public class ServerLoggerInterceptor : Interceptor
{
    private readonly ILogger _logger;

    public ServerLoggerInterceptor(ILogger<ServerLoggerInterceptor> logger)
    {
        _logger = logger;
    }

    public override async Task<TResponse> UnaryServerHandler<TRequest, TResponse>(
        TRequest request,
        ServerCallContext context,
        UnaryServerMethod<TRequest, TResponse> continuation)
    {
        _logger.LogInformation("Starting receiving call. Type/Method: {Type} / {Method}",
            MethodType.Unary, context.Method);
        try
        {
            return await continuation(request, context);
        }
        catch (Exception ex)
        {
            _logger.LogError(ex, $"Error thrown by {context.Method}.");
            throw;
        }
    }
}

重写 UnaryServerHandler：

截获传入的一元调用。
记录有关调用的详细信息。
调用传入方法的 continuation 参数。如果这是最后一个侦听器，则调用链中的下一个侦听器，或者调用服务处理程序。
记录任何异常。通过等待延续，可在服务方法执行后添加逻辑。通过在 try-catch 块中等待延续，可以记录来自方法的错误。

客户端和服务器侦听器方法的签名类似：

continuation 表示传入的 RPC 的一个委托，它调用链中的下一个侦听器或服务器处理程序（如果链中没有侦听器）。与客户端侦听器类似，你随时都可以调用它，并且无需直接从延续委托返回响应。通过等待延续，可在服务处理程序执行后添加出站逻辑。
context 包含与服务器端调用关联的元数据，例如请求元数据、截止时间、取消功能或 RPC 结果。

有关如何创建服务器侦听器的详细信息，请参阅 grpc/grpc-dotnet GitHub 存储库中的 ServerLoggerInterceptor.cs 示例。

配置服务器侦听器

gRPC 服务器侦听器是在启动时配置的。以下代码：

使用 AddGrpc 将 gRPC 添加到应用。
通过将 ServerLoggerInterceptor 添加到服务选项的 Interceptors 集合中，为所有服务配置它。

public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
{
    services.AddGrpc(options =>
    {
        options.Interceptors.Add<ServerLoggerInterceptor>();
    });
}

也可以通过使用 AddServiceOptions 并指定服务类型，为特定服务配置侦听器。

public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
{
    services
        .AddGrpc()
        .AddServiceOptions<GreeterService>(options =>
        {
            options.Interceptors.Add<ServerLoggerInterceptor>();
        });
}

侦听器是按它们添加到 InterceptorCollection 的顺序运行的。如果同时配置了全局和单一服务侦听器，则全局配置的侦听器在针对单一服务配置的侦听器之前运行。

默认情况下，gRPC 服务器侦听器为每个请求设置了生存期。通过向依赖关系注入注册侦听器类型，可以重写此行为。以下示例注册 ServerLoggerInterceptor 的单一实例生存期：

public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
{
    services.AddGrpc(options =>
    {
        options.Interceptors.Add<ServerLoggerInterceptor>();
    });

    services.AddSingleton<ServerLoggerInterceptor>();
}

gRPC 侦听器与中间件

与基于 C-core 的 gRPC 应用中的拦截器相比，ASP.NET Core 中间件提供类似功能。 ASP.NET Core 中间件和拦截器在概念上类似。两者：

用于构造处理 gRPC 请求的管道。
允许在管道中的下一个组件前或后执行工作。
提供对 HttpContext 的访问权限：
- 在中间件中，HttpContext 是参数。
- 在侦听器中，可以通过 ServerCallContext.GetHttpContext 扩展方法使用 ServerCallContext 参数访问 HttpContext。此功能专门用于在 ASP.NET Core 中运行的侦听器。

gRPC 拦截器与 ASP.NET Core 中间件的不同之处：

拦截器：
- 使用 ServerCallContext 在 gRPC 抽象层上操作。
- 提供对以下内容的访问权限：
  - 发送到调用的反序列化消息。
  - 序列化之前从调用返回的消息。
- 可以捕获和处理从 gRPC 服务引发的异常。
中间件：
- 针对所有 HTTP 请求运行。
- 在 gRPC 拦截器之前运行。
- 对基础 HTTP/2 消息进行操作。
- 只能访问请求和响应流中的字节。

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在客户端侦听器中等待响应

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