Streaming 通信

流实现原理

Triple协议的流模式

  • 从协议层来说,Triple 是建立在 HTTP2 基础上的,所以直接拥有所有 HTTP2 的能力,故拥有了分 stream 和全双工的能力。

  • 框架层来说,StreamObserver 作为流的接口提供给用户,用于入参和出参提供流式处理。框架在收发 stream data 时进行相应的接口调用, 从而保证流的生命周期完整。

流使用方式

Stream 流

Stream 是 Dubbo3 新提供的一种调用类型,在以下场景时建议使用流的方式:

  • 接口需要发送大量数据,这些数据无法被放在一个 RPC 的请求或响应中,需要分批发送,但应用层如果按照传统的多次 RPC 方式无法解决顺序和性能的问题,如果需要保证有序,则只能串行发送
  • 流式场景,数据需要按照发送顺序处理, 数据本身是没有确定边界的
  • 推送类场景,多个消息在同一个调用的上下文中被发送和处理

Stream 分为以下三种:

  • SERVER_STREAM(服务端流) SERVER_STREAM
  • CLIENT_STREAM(客户端流) CLIENT_STREAM
  • BIDIRECTIONAL_STREAM(双向流) BIDIRECTIONAL_STREAM

由于 java 语言的限制,BIDIRECTIONAL_STREAM 和 CLIENT_STREAM 的实现是一样的。

在 Dubbo3 中,流式接口以 SteamObserver 声明和使用,用户可以通过使用和实现这个接口来发送和处理流的数据、异常和结束。

对于 Dubbo2 用户来说,可能会对StreamObserver感到陌生,这是Dubbo3定义的一种流类型,Dubbo2 中并不存在 Stream 的类型,所以对于迁移场景没有任何影响。

流的语义保证

  • 提供消息边界,可以方便地对消息单独处理
  • 严格有序,发送端的顺序和接收端顺序一致
  • 全双工,发送不需要等待
  • 支持取消和超时

Protobuf 序列化的流

对于 Protobuf 序列化方式,推荐编写 IDL 使用 compiler 插件进行编译生成。生成的代码大致如下:

public interface PbGreeter {

    static final String JAVA_SERVICE_NAME = "org.apache.dubbo.sample.tri.PbGreeter";
    static final String SERVICE_NAME = "org.apache.dubbo.sample.tri.PbGreeter";

    static final boolean inited = PbGreeterDubbo.init();
    
    //...

    void greetServerStream(org.apache.dubbo.sample.tri.GreeterRequest request, org.apache.dubbo.common.stream.StreamObserver<org.apache.dubbo.sample.tri.GreeterReply> responseObserver);

    org.apache.dubbo.common.stream.StreamObserver<org.apache.dubbo.sample.tri.GreeterRequest> greetStream(org.apache.dubbo.common.stream.StreamObserver<org.apache.dubbo.sample.tri.GreeterReply> responseObserver);
}

非 Protobuf 序列化的流

api

public interface IWrapperGreeter {

    StreamObserver<String> sayHelloStream(StreamObserver<String> response);

    void sayHelloServerStream(String request, StreamObserver<String> response);
}

Stream 方法的方法入参和返回值是严格约定的,为防止写错而导致问题,Dubbo3 框架侧做了对参数的检查, 如果出错则会抛出异常。 对于 双向流(BIDIRECTIONAL_STREAM), 需要注意参数中的 StreamObserver 是响应流,返回参数中的 StreamObserver 为请求流。

实现类

public class WrapGreeterImpl implements WrapGreeter {

    //...

    @Override
    public StreamObserver<String> sayHelloStream(StreamObserver<String> response) {
        return new StreamObserver<String>() {
            @Override
            public void onNext(String data) {
                System.out.println(data);
                response.onNext("hello,"+data);
            }

            @Override
            public void onError(Throwable throwable) {
                throwable.printStackTrace();
            }

            @Override
            public void onCompleted() {
                System.out.println("onCompleted");
                response.onCompleted();
            }
        };
    }

    @Override
    public void sayHelloServerStream(String request, StreamObserver<String> response) {
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            response.onNext("hello," + request);
        }
        response.onCompleted();
    }
}

调用方式

delegate.sayHelloServerStream("server stream", new StreamObserver<String>() {
    @Override
    public void onNext(String data) {
        System.out.println(data);
    }

    @Override
    public void onError(Throwable throwable) {
        throwable.printStackTrace();
    }

    @Override
    public void onCompleted() {
        System.out.println("onCompleted");
    }
});


StreamObserver<String> request = delegate.sayHelloStream(new StreamObserver<String>() {
    @Override
    public void onNext(String data) {
        System.out.println(data);
    }

    @Override
    public void onError(Throwable throwable) {
        throwable.printStackTrace();
    }

    @Override
    public void onCompleted() {
        System.out.println("onCompleted");
    }
});
for (int i = 0; i < n; i++) {
    request.onNext("stream request" + i);
}
request.onCompleted();

最后修改 January 28, 2023: Update streaming.md (#1952) (53d7f0e1d)