Go分布式缓存 使用 Protobuf 通信(day7)
- 为什么要使用 protobuf？
- 使用 protobuf 进行节点间通信，编码报文，提高效率。代码约50行
1 为什么要使用 protobuf
protobuf 即 Protocol Buffers，Google 开发的一种数据描述语言，是一种轻便高效的结构化数据存储格式，与语言、平台无关，可扩展可序列化。protobuf 以二进制方式存储，占用空间小。
protobuf 的安装和使用教程请移步 Go Protobuf 简明教程，这篇文章就不再赘述了。protobuf 广泛地应用于远程过程调用(RPC) 的二进制传输，使用 protobuf 的目的非常简单，为了获得更高的性能。传输前使用 protobuf 编码，接收方再进行解码，可以显著地降低二进制传输的大小。另外一方面，protobuf 可非常适合传输结构化数据，便于通信字段的扩展。
使用 protobuf 一般分为以下 2 步：
- 按照 protobuf 的语法，在
.proto文件中定义数据结构，并使用protoc生成 Go 代码（.proto文件是跨平台的，还可以生成 C、Java 等其他源码文件）。 - 在项目代码中引用生成的 Go 代码。
2 使用 protobuf 通信
新建 package geecachepb，定义 geecachepb.proto
day7-proto-buf/geecache/geecachepb/geecachepb.proto - github
syntax = "proto3";
package geecachepb;
message Request {
string group = 1;
string key = 2;
}
message Response {
bytes value = 1;
}
service GroupCache {
rpc Get(Request) returns (Response);
}
Request包含 2 个字段， group 和 cache，这与我们之前定义的接口/_geecache/<group>/<name>所需的参数吻合。Response包含 1 个字段，bytes，类型为 byte 数组，与之前吻合。
生成 geecache.pb.go
$ protoc --go_out=. *.proto
$ ls
geecachepb.pb.go geecachepb.proto
可以看到 geecachepb.pb.go 中有如下数据类型：
type Request struct {
Group string `protobuf:"bytes,1,opt,name=group,proto3" json:"group,omitempty"`
Key string `protobuf:"bytes,2,opt,name=key,proto3" json:"key,omitempty"`
...
}
type Response struct {
Value []byte `protobuf:"bytes,1,opt,name=value,proto3" json:"value,omitempty"`
}
接下来，修改 peers.go 中的 PeerGetter 接口，参数使用 geecachepb.pb.go 中的数据类型。
day7-proto-buf/geecache/peers.go - github
import pb "geecache/geecachepb"
type PeerGetter interface {
Get(in *pb.Request, out *pb.Response) error
}
最后，修改 geecache.go 和 http.go 中使用了 PeerGetter 接口的地方。
day7-proto-buf/geecache/geecache.go - github
import (
// ...
pb "geecache/geecachepb"
)
func (g *Group) getFromPeer(peer PeerGetter, key string) (ByteView, error) {
req := &pb.Request{
Group: g.name,
Key: key,
}
res := &pb.Response{
}
err := peer.Get(req, res)
if err != nil {
return ByteView{
}, err
}
return ByteView{
b: res.Value}, nil
}
day7-proto-buf/geecache/http.go - github
import (
// ...
pb "geecache/geecachepb"
"github.com/golang/protobuf/proto"
)
func (p *HTTPPool) ServeHTTP(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
// ...
// Write the value to the response body as a proto message.
body, err := proto.Marshal(&pb.Response{
Value: view.ByteSlice()})
if err != nil {
http.Error(w, err.Error(), http.StatusInternalServerError)
return
}
w.Header().Set("Content-Type", "application/octet-stream")
w.Write(body)
}
func (h *httpGetter) Get(in *pb.Request, out *pb.Response) error {
u := fmt.Sprintf(
"%v%v/%v",
h.baseURL,
url.QueryEscape(in.GetGroup()),
url.QueryEscape(in.GetKey()),
)
res, err := http.Get(u)
// ...
if err = proto.Unmarshal(bytes, out); err != nil {
return fmt.Errorf("decoding response body: %v", err)
}
return nil
}
ServeHTTP()中使用proto.Marshal()编码 HTTP 响应。Get()中使用proto.Unmarshal()解码 HTTP 响应。
至此，我们已经将 HTTP 通信的中间载体替换成了 protobuf。运行 run.sh 即可以测试 GeeCache 能否正常工作。
3 总结
到这一篇为止，7 天用 Go 动手写/从零实现分布式缓存 GeeCache 这个系列就完成了。简单回顾下。第一天，为了解决资源限制的问题，实现了 LRU 缓存淘汰算法；第二天实现了单机并发，并给用户提供了自定义数据源的回调函数；第三天实现了 HTTP 服务端；第四天实现了一致性哈希算法，解决远程节点的挑选问题；第五天创建 HTTP 客户端，实现了多节点间的通信；第六天实现了 singleflight 解决缓存击穿的问题；第七天，使用 protobuf 库，优化了节点间通信的性能。如果看到这里，还没有动手写的话呢，赶紧动手写起来吧。一天差不多只需要实现 100 行代码呢。