gRPC for C++ 实战全流程 —— 从零搭建到同步/异步服务

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1. gRPC 项目流程概览

gRPC 在 C++ 中的开发流程可以用以下步骤概括：

1. 编写 proto 文件
2. 生成 C++ 源码（包含 Protobuf 序列化代码和 gRPC 服务框架代码）
3. 实现 gRPC Server 端（继承并重写 Service 接口）
4. 实现 gRPC Client 端（通过 Stub 调用服务）
5. 编译运行
6. （可选）实现异步 Server 端

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2. 编写 proto 文件

示例 IM.Login.proto 定义了两个 RPC 接口：注册和登录。

syntax = "proto3";
package IM.Login;service ImLogin {rpc Regist (IMRegistReq) returns (IMRegistRes) {}rpc Login (IMLoginReq) returns (IMLoginRes) {}
}message IMRegistReq {string user_name = 1;string password = 2;
}message IMRegistRes {string user_name = 1;uint32 user_id = 2;uint32 result_code = 3; // 0 表示成功
}message IMLoginReq {string user_name = 1;string password = 2;
}message IMLoginRes {uint32 user_id = 1;uint32 result_code = 2; // 0 表示成功
}

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3. 生成 C++ 代码

需要生成两类文件：

• Protobuf 序列化代码（*.pb.h / *.pb.cc）
• gRPC 服务框架代码（*.grpc.pb.h / *.grpc.pb.cc）

命令示例：

protoc -I . --cpp_out=. IM.Login.proto
protoc -I . --grpc_out=. \--plugin=protoc-gen-grpc=`which grpc_cpp_plugin` \IM.Login.proto

执行后会生成：

IM.Login.pb.h / IM.Login.pb.cc
IM.Login.grpc.pb.h / IM.Login.grpc.pb.cc

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4. 同步 gRPC Server 端

4.1 实现服务类

继承 ImLogin::Service，重写 Regist 和 Login 方法。

class IMLoginServiceImpl : public ImLogin::Service {Status Regist(ServerContext* context, const IMRegistReq* request,IMRegistRes* response) override {response->set_user_name(request->user_name());response->set_user_id(10);response->set_result_code(0);return Status::OK;}Status Login(ServerContext* context, const IMLoginReq* request,IMLoginRes* response) override {response->set_user_id(10);response->set_result_code(0);return Status::OK;}
};

4.2 启动服务

void RunServer() {std::string addr("0.0.0.0:50051");IMLoginServiceImpl service;ServerBuilder builder;builder.AddListeningPort(addr, grpc::InsecureServerCredentials());builder.RegisterService(&service);auto server = builder.BuildAndStart();std::cout << "Server listening on " << addr << std::endl;server->Wait();
}

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5. 同步 gRPC Client 端

class ImLoginClient {
public:ImLoginClient(std::shared_ptr<Channel> channel): stub_(ImLogin::NewStub(channel)) {}void Regist(const std::string& user, const std::string& pwd) {IMRegistReq req;req.set_user_name(user);req.set_password(pwd);IMRegistRes res;ClientContext ctx;Status status = stub_->Regist(&ctx, req, &res);if (status.ok())std::cout << "注册成功: user_id=" << res.user_id() << std::endl;}void Login(const std::string& user, const std::string& pwd) {IMLoginReq req;req.set_user_name(user);req.set_password(pwd);IMLoginRes res;ClientContext ctx;Status status = stub_->Login(&ctx, req, &res);if (status.ok())std::cout << "登录成功: user_id=" << res.user_id() << std::endl;}private:std::unique_ptr<ImLogin::Stub> stub_;
};

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6. 异步 gRPC Server 端

异步服务基于 CompletionQueue 和 状态机 实现，有两种封装方式。

6.1 每个接口封装一个子类

• 优点：逻辑分离清晰
• 缺点：接口多时类文件多

每个接口一个 CallData 类，内部维护状态：

CREATE -> PROCESS -> FINISH

在 PROCESS 状态中创建新对象以处理后续请求。

6.2 一个类封装多个接口

• 优点：代码集中
• 缺点：所有接口的成员变量都会被初始化，占用内存

参考：

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