具有截止时间和取消功能的可靠的 gRPC 服务

项目
11/06/2024

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作者：James Newton-King

截止时间和取消功能是 gRPC 客户端用来中止进行中调用的功能。本文介绍截止时间和取消功能非常重要的原因，以及如何在 .NET gRPC 应用中使用它们。

截止时间

截止时间功能让 gRPC 客户端可以指定等待调用完成的时间。超过截止时间时，将取消调用。设定一个截止时间非常重要，因为它将提供调用可运行的最长时间。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，应该进行配置。

截止时间配置：

在进行调用时，使用 CallOptions.Deadline 配置截止时间。
没有截止时间默认值。 gRPC 调用没有时间限制，除非指定了截止时间。
截止时间指的是超过截止时间的 UTC 时间。例如，DateTime.UtcNow.AddSeconds(5) 是从现在起 5 秒的截止时间。
如果使用的是过去或当前的时间，则调用将立即超过截止时间。
截止时间随 gRPC 调用发送到服务，并由客户端和服务独立跟踪。 gRPC 调用可能在一台计算机上完成，但当响应返回给客户端时，已超过了截止时间。

如果超过了截止时间，客户端和服务将有不同的行为：

客户端将立即中止基础的 HTTP 请求并引发 DeadlineExceeded 错误。客户端应用可以选择捕获错误并向用户显示超时消息。
在服务器上，将中止正在执行的 HTTP 请求，并引发 ServerCallContext.CancellationToken。尽管中止了 HTTP 请求，gRPC 调用仍将继续在服务器上运行，直到方法完成。将取消令牌传递给异步方法，使其随调用一同被取消，这非常重要。例如，向异步数据库查询和 HTTP 请求传递取消令牌。传递取消令牌让取消的调用可以在服务器上快速完成，并为其他调用释放资源。

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.");
}

在 gRPC 服务中使用 ServerCallContext.CancellationToken：

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 };
}

截止时间和重试

当 gRPC 调用配置了重试故障处理和截止日期时，截止日期会跟踪 gRPC 调用的所有重试时间。如果超过了截止时间，gRPC 调用会立即中止底层 HTTP 请求，跳过任何剩余的重试，并引发 DeadlineExceeded 错误。

传播截止时间

从正在执行的 gRPC 服务进行 gRPC 调用时，应传播截止时间。例如：

客户端应用调用带有截止时间的 FrontendService.GetUser。
FrontendService 调用 UserService.GetUser。客户端指定的截止时间应随新的 gRPC 调用进行指定。
UserService.GetUser 接收截止时间。如果超过了客户端应用的截止时间，将正确超时。

调用上下文将使用 ServerCallContext.Deadline 提供截止时间：

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;
}

手动传播截止时间可能会很繁琐。截止时间需要传递给每个调用，很容易不小心错过。 gRPC 客户端工厂提供自动解决方案。指定 EnableCallContextPropagation：

自动将截止时间和取消令牌传播到子调用。
如果子调用指定较早的截止时间，则不传播截止时间。例如，如果子调用使用 CallOptions.Deadline 指定新的 5 秒截止时间，则不使用传播的 10 秒截止时间。当多个截止时间可用时，使用最早的截止时间。
这是确保复杂的嵌套 gRPC 场景始终传播截止时间和取消的一种极佳方式。

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

有关详细信息，请参阅 .NET 中的 gRPC 客户端工厂集成。

取消

取消功能让 gRPC 客户端可以取消不再需要的长期运行的调用。例如，当用户访问网站上的页面时，将启动流实时更新的 gRPC 调用。当用户离开页面时，应取消流。

通过传递带有 CallOptions.CancellationToken 的取消令牌，或通过调用 Dispose，可以在客户端中取消 gRPC 调用。

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();
}

可以取消的 gRPC 服务应：

将 ServerCallContext.CancellationToken 传递给异步方法。取消异步方法可以使服务器上的调用快速完成。
将取消令牌传播给子调用。传播取消令牌可确保子调用与其父级一起取消。 gRPC 客户端工厂和 EnableCallContextPropagation() 自动传播取消令牌。

通过

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截止时间

截止时间和重试

传播截止时间

取消

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