使用 .NET 客户端调用 gRPC 服务

项目
11/06/2024

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警告

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重要

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Grpc.Net.Client NuGet 包提供了 .NET gRPC 客户端库。本文档介绍如何执行以下操作：

配置 gRPC 客户端以调用 gRPC 服务。
对一元、服务器流式处理、客户端流式处理和双向流式处理方法进行 gRPC 调用。

配置 gRPC 客户端

gRPC 客户端是从 .proto 文件生成的具体客户端类型。具体 gRPC 客户端具有转换为 .proto 文件中 gRPC 服务的方法。例如，名为 Greeter 的服务生成 GreeterClient 类型（包含调用服务的方法）。

gRPC 客户端是通过通道创建的。首先使用 GrpcChannel.ForAddress 创建一个通道，然后使用该通道创建 gRPC 客户端：

var channel = GrpcChannel.ForAddress("https://localhost:5001");
var client = new Greet.GreeterClient(channel);

通道表示与 gRPC 服务的长期连接。创建通道后，进行配置，使其具有与调用服务相关的选项。例如，可在 GrpcChannelOptions 上指定用于调用的 HttpClient、发收和接收消息的最大大小以及记录日志，并将其与 GrpcChannel.ForAddress 一起使用。有关选项的完整列表，请参阅客户端配置选项。

var channel = GrpcChannel.ForAddress("https://localhost:5001");

var greeterClient = new Greet.GreeterClient(channel);
var counterClient = new Count.CounterClient(channel);

// Use clients to call gRPC services

配置 TLS

gRPC 客户端必须使用与被调用服务相同的连接级别安全性。 gRPC 客户端传输层安全性 (TLS) 是在创建 gRPC 通道时配置的。如果在调用服务时通道和服务的连接级别安全性不一致，gRPC 客户端就会抛出错误。

若要将 gRPC 通道配置为使用 TLS，请确保服务器地址以 https 开头。例如，GrpcChannel.ForAddress("https://localhost:5001") 使用 HTTPS 协议。 gRPC 通道自动协商由 TLS 保护的连接，并使用安全连接进行 gRPC 调用。

提示

gRPC 支持通过 TLS 进行客户端证书身份验证。有关使用 gRPC 通道配置客户端证书的信息，请参阅 ASP.NET Core 的 gRPC 中的身份验证和授权。

若要调用不安全的 gRPC 服务，请确保服务器地址以 http 开头。例如，GrpcChannel.ForAddress("http://localhost:5000") 使用 HTTP 协议。在 .NET Core 3.1 中，必须进行其他配置，才能使用 .NET 客户端调用不安全的 gRPC 服务。

客户端性能

通道及客户端性能和使用情况：

创建通道成本高昂。重用 gRPC 调用的通道可提高性能。
通道管理与服务器的连接。如果连接已关闭或丢失，通道会在下次进行 gRPC 调用时自动重新连接。
gRPC 客户端是使用通道创建的。 gRPC 客户端是轻型对象，无需缓存或重用。
可从一个通道创建多个 gRPC 客户端（包括不同类型的客户端）。
通道和从该通道创建的客户端可由多个线程安全使用。
从通道创建的客户端可同时进行多个调用。

GrpcChannel.ForAddress 不是创建 gRPC 客户端的唯一选项。如果要从 ASP.NET Core 应用调用 gRPC 服务，请考虑 gRPC 客户端工厂集成。 gRPC 与 HttpClientFactory 集成是创建 gRPC 客户端的集中式操作备选方案。

注意

Xamarin 当前不支持通过 HTTP/2 使用 Grpc.Net.Client 调用 gRPC。我们正在改进 Xamarin 未来版本中的 HTTP/2 支持。 Grpc.Core 和 gRPC-Web 是立即生效的可行备选方案。

进行 gRPC 调用

在客户端上调用方法会启动 gRPC 调用。 gRPC 客户端将处理消息序列化，并为 gRPC 调用寻址到正确服务。

gRPC 具有不同类型的方法。如何使用客户端来进行 gRPC 调用取决于所调用的方法类型。 gRPC 方法类型如下：

一元
服务器流式处理
客户端流式处理
双向流式处理

一元调用

一元调用从客户端发送请求消息开始。服务结束后，返回响应消息。

var client = new Greet.GreeterClient(channel);
var response = await client.SayHelloAsync(new HelloRequest { Name = "World" });

Console.WriteLine("Greeting: " + response.Message);
// Greeting: Hello World

.proto 文件中的每个一元服务方法将在用于调用方法的具体 gRPC 客户端类型上产生两个 .NET 方法：异步方法和阻塞方法。例如，GreeterClient 具有两种调用 SayHello 的方法：

GreeterClient.SayHelloAsync - 以异步方式调用 Greeter.SayHello 服务。敬请期待。
GreeterClient.SayHello - 调用 Greeter.SayHello 服务并阻塞，直至结束。不要在异步代码中使用。

服务器流式处理调用

服务器流式处理调用从客户端发送请求消息开始。 ResponseStream.MoveNext() 读取从服务流式处理的消息。 ResponseStream.MoveNext() 返回 false 时，服务器流式处理调用已完成。

var client = new Greet.GreeterClient(channel);
using var call = client.SayHellos(new HelloRequest { Name = "World" });

while (await call.ResponseStream.MoveNext())
{
    Console.WriteLine("Greeting: " + call.ResponseStream.Current.Message);
    // "Greeting: Hello World" is written multiple times
}

如果使用 C# 8 或更高版本，则可使用 await foreach 语法来读取消息。 IAsyncStreamReader<T>.ReadAllAsync() 扩展方法读取响应数据流中的所有消息：

var client = new Greet.GreeterClient(channel);
using var call = client.SayHellos(new HelloRequest { Name = "World" });

await foreach (var response in call.ResponseStream.ReadAllAsync())
{
    Console.WriteLine("Greeting: " + response.Message);
    // "Greeting: Hello World" is written multiple times
}

从启动服务器流式处理调用返回的类型会实现 IDisposable。始终释放流式处理调用，以确保它已停止，且已清理所有资源。

客户端流式处理调用

客户端无需发送消息即可开始客户端流式处理调用。客户端可选择使用 RequestStream.WriteAsync 发送消息。客户端发送完消息后，应调用 RequestStream.CompleteAsync() 来通知服务。服务返回响应消息时，调用完成。

var client = new Counter.CounterClient(channel);
using var call = client.AccumulateCount();

for (var i = 0; i < 3; i++)
{
    await call.RequestStream.WriteAsync(new CounterRequest { Count = 1 });
}
await call.RequestStream.CompleteAsync();

var response = await call;
Console.WriteLine($"Count: {response.Count}");
// Count: 3

从启动客户端流式处理调用返回的类型会实现 IDisposable。始终释放流式处理调用，以确保它已停止，且已清理所有资源。

双向流式处理调用

客户端无需发送消息即可开始双向流式处理调用。客户端可选择使用 RequestStream.WriteAsync 发送消息。使用 ResponseStream.MoveNext() 或 ResponseStream.ReadAllAsync() 可访问从服务流式处理的消息。 ResponseStream 没有更多消息时，双向流式处理调用完成。

var client = new Echo.EchoClient(channel);
using var call = client.Echo();

Console.WriteLine("Starting background task to receive messages");
var readTask = Task.Run(async () =>
{
    await foreach (var response in call.ResponseStream.ReadAllAsync())
    {
        Console.WriteLine(response.Message);
        // Echo messages sent to the service
    }
});

Console.WriteLine("Starting to send messages");
Console.WriteLine("Type a message to echo then press enter.");
while (true)
{
    var result = Console.ReadLine();
    if (string.IsNullOrEmpty(result))
    {
        break;
    }

    await call.RequestStream.WriteAsync(new EchoMessage { Message = result });
}

Console.WriteLine("Disconnecting");
await call.RequestStream.CompleteAsync();
await readTask;

为获得最佳性能并避免客户端和服务中出现不必要的错误，请尝试正常完成双向流式调用。当服务器已读取请求流且客户端已读取响应流时，双向调用正常完成。前面的示例调用就是一个正常结束的双向调用。在调用中，客户端：

通过调用 EchoClient.Echo 启动新的双向流式调用。
使用 ResponseStream.ReadAllAsync() 创建用于从服务中读取消息的后台任务。
使用 RequestStream.WriteAsync 将消息发送到服务器。
使用 RequestStream.CompleteAsync() 通知服务器它已发送消息。
等待直到后台任务已读取所有传入消息。

双向流式处理调用期间，客户端和服务可在任何时间互相发送消息。与双向调用交互的最佳客户端逻辑因服务逻辑而异。

从启动双向流式处理调用返回的类型会实现 IDisposable。始终释放流式处理调用，以确保它已停止，且已清理所有资源。

访问 gRPC 标头

gRPC 调用返回响应头。 HTTP 响应头传递与返回的消息不相关的调用的名称/值元数据。

标头可通过 ResponseHeadersAsync 进行访问，它会返回元数据的集合。标头通常随响应消息一起返回；因此，必须等待它们返回。

var client = new Greet.GreeterClient(channel);
using var call = client.SayHelloAsync(new HelloRequest { Name = "World" });

var headers = await call.ResponseHeadersAsync;
var myValue = headers.GetValue("my-trailer-name");

var response = await call.ResponseAsync;

使用 ResponseHeadersAsync 时：

必须等待 ResponseHeadersAsync 的结果才能获取标头集合。
无需在 ResponseAsync（或流式处理时的响应流）之前访问。如果已返回响应，则 ResponseHeadersAsync 立即返回标头。
如果存在连接或服务器错误，并且 gRPC 调用未返回标头，将引发异常。

访问 gRPC 尾部

gRPC 调用可能会返回响应尾部。尾部用于提供有关调用的名称/值元数据。尾部提供与 HTTP 头相似的功能，但在调用结尾获得。

尾部可通过 GetTrailers() 进行访问，它会返回元数据的集合。在响应完成后，会返回尾部。因此，在访问尾部之前，必须等待所有响应消息。

一元和客户端流式调用必须等待出现 ResponseAsync 后才能调用 GetTrailers()：

var client = new Greet.GreeterClient(channel);
using var call = client.SayHelloAsync(new HelloRequest { Name = "World" });
var response = await call.ResponseAsync;

Console.WriteLine("Greeting: " + response.Message);
// Greeting: Hello World

var trailers = call.GetTrailers();
var myValue = trailers.GetValue("my-trailer-name");

服务器和双向流式调用必须等到出现响应流，然后才能调用 GetTrailers()：

var client = new Greet.GreeterClient(channel);
using var call = client.SayHellos(new HelloRequest { Name = "World" });

await foreach (var response in call.ResponseStream.ReadAllAsync())
{
    Console.WriteLine("Greeting: " + response.Message);
    // "Greeting: Hello World" is written multiple times
}

var trailers = call.GetTrailers();
var myValue = trailers.GetValue("my-trailer-name");

尾部也可通过 RpcException 进行访问。服务可能会同时返回尾部和“异常”gRPC 状态。在这种情况下，尾部是从 gRPC 客户端引起的异常中检索得到的：

var client = new Greet.GreeterClient(channel);
string myValue = null;

try
{
    using var call = client.SayHelloAsync(new HelloRequest { Name = "World" });
    var response = await call.ResponseAsync;

    Console.WriteLine("Greeting: " + response.Message);
    // Greeting: Hello World

    var trailers = call.GetTrailers();
    myValue = trailers.GetValue("my-trailer-name");
}
catch (RpcException ex)
{
    var trailers = ex.Trailers;
    myValue = trailers.GetValue("my-trailer-name");
}

配置截止时间

建议配置 gRPC 调用截止时间，因为它提供调用时间的上限。它能阻止异常运行的服务持续运行并耗尽服务器资源。截止时间对于构建可靠应用非常有效。

配置 CallOptions.Deadline 以设置 gRPC 调用的截止时间：

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.");
}

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。

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