JS `gRPC-Web` `Metadata` `Interceptors` 与 `Load Balancing`

各位观众老爷，大家好！今天咱们来聊聊 gRPC-Web 的那些事儿，重点是 Metadata、Interceptors 和 Load Balancing。这三位啊，在 gRPC-Web 的江湖里，那可是鼎鼎大名，掌握了他们，你的 gRPC-Web 应用就能更上一层楼。

一、Metadata：消息里的“暗号”

首先，咱们说说 Metadata。你可以把它想象成消息里的“暗号”，客户端和服务端可以通过它传递一些额外的信息，这些信息不属于业务数据，但是对于请求的处理却至关重要。

1. 什么是 Metadata？

Metadata 是一种键值对的集合，键和值都是字符串。它允许你在 RPC 调用中传递一些元数据，比如认证信息、请求 ID、跟踪信息等等。

2. 为什么要用 Metadata？

• 认证授权： 在 Metadata 中携带 Token，验证用户的身份。
• 请求跟踪： 传递 Trace ID，方便链路追踪。
• A/B 测试： 根据 Metadata 中的参数，将用户导向不同的实验组。
• 国际化： 通过 Metadata 传递语言信息，服务端返回对应的语言版本。

3. 如何使用 Metadata？

在 gRPC-Web 中，你可以通过 grpc.Metadata() 创建 Metadata 对象，然后使用 set() 方法添加键值对。

import { grpc } from '@improbable-eng/grpc-web';

// 创建 Metadata 对象
const metadata = new grpc.Metadata();

// 添加键值对
metadata.set('authorization', 'Bearer your_token');
metadata.set('trace-id', '1234567890');

// 在调用 RPC 方法时，传递 Metadata
client.yourMethod(request, metadata, (err, response) => {
  if (err) {
    console.error(err);
    return;
  }
  console.log(response);
});

服务端获取 Metadata 的方式，取决于你使用的 gRPC 服务端框架。以 Node.js 为例：

// Node.js gRPC 服务端
function yourMethod(call, callback) {
  // 获取 Metadata
  const metadata = call.metadata;

  // 获取特定的 Metadata 值
  const authorization = metadata.get('authorization');
  const traceId = metadata.get('trace-id');

  console.log('Authorization:', authorization);
  console.log('Trace ID:', traceId);

  // ... 你的业务逻辑 ...

  callback(null, response);
}

二、Interceptors：RPC 的“拦截器”

接下来，咱们聊聊 Interceptors。你可以把 Interceptors 想象成 RPC 请求的“拦截器”，它们可以在请求发送前和响应返回后，对请求和响应进行一些处理。

1. 什么是 Interceptors？

Interceptors 是一种机制，允许你在 RPC 调用链中插入一些自定义的逻辑，比如日志记录、认证、重试等等。

2. 为什么要用 Interceptors？

• 日志记录： 记录每个 RPC 请求的详细信息，方便调试和监控。
• 认证授权： 在请求发送前，自动添加认证信息。
• 错误处理： 统一处理 RPC 调用中的错误，比如重试、降级等等。
• 性能监控： 记录 RPC 调用的耗时，方便性能分析。

3. 如何使用 Interceptors？

在 gRPC-Web 中，你可以通过 grpc.UnaryInterceptor 和 grpc.StreamInterceptor 分别定义 Unary 和 Stream 类型的 Interceptor。

import { grpc } from '@improbable-eng/grpc-web';

// Unary Interceptor
const unaryInterceptor = (request, invoker) => {
  console.log('Before Unary Call:', request);

  const metadata = new grpc.Metadata();
  metadata.set('custom-header', 'unary-interceptor');

  return invoker(request, metadata).then(response => {
    console.log('After Unary Call:', response);
    return response;
  });
};

// Stream Interceptor (Client-Side)
const streamInterceptor = (request, metadata, methodDescriptor, client) => {
    console.log('Before Stream Call:', request, metadata, methodDescriptor);

    const newMetadata = new grpc.Metadata();
    newMetadata.set('custom-header', 'stream-interceptor');

    const stream = client(request, newMetadata);

    stream.on('data', (response) => {
        console.log('Stream Data:', response);
    });

    stream.on('end', (status, statusMessage, trailers) => {
        console.log('Stream End:', status, statusMessage, trailers);
    });

    stream.on('status', (status) => {
        console.log('Stream Status:', status);
    });

    return stream;
};

// 创建客户端时，添加 Interceptors
const client = new YourServiceClient(
  'http://localhost:8080',
  {
    unaryInterceptors: [unaryInterceptor],
    streamInterceptors: [streamInterceptor]
  }
);

//调用Unary方法
client.yourUnaryMethod(request, null, (err, response) => {
  if (err) {
    console.error(err);
    return;
  }
  console.log('Unary Response:', response);
});

//调用Stream方法
const streamRequest = { message: "Hello from stream!" };
const stream = client.yourStreamMethod(streamRequest, null);

stream.on('data', (response) => {
  console.log('Stream Response:', response);
});

stream.on('end', () => {
  console.log('Stream ended.');
});

stream.on('error', (err) => {
  console.error('Stream error:', err);
});

注意： Interceptor 的执行顺序很重要。你可以通过调整 Interceptor 在数组中的位置来控制它们的执行顺序。

三、Load Balancing：让流量更“丝滑”

最后，咱们聊聊 Load Balancing。你可以把 Load Balancing 想象成一个“交通指挥官”，它可以将客户端的请求均匀地分配到多个服务端，从而提高应用的可用性和性能。

1. 什么是 Load Balancing？

Load Balancing 是一种技术，可以将客户端的请求分发到多个服务端，从而避免单个服务端过载，提高应用的可用性和性能。

2. 为什么要用 Load Balancing？

• 高可用性： 当某个服务端宕机时，Load Balancer 可以将请求转发到其他健康的服务端，保证应用的可用性。
• 高性能： 将请求分发到多个服务端，可以提高应用的并发处理能力。
• 可扩展性： 当应用需要扩展时，只需要增加服务端数量，Load Balancer 会自动将请求分发到新的服务端。

3. 如何实现 Load Balancing？

在 gRPC-Web 中，实现 Load Balancing 的方式有很多种，常见的有以下几种：

• DNS Load Balancing： 客户端通过 DNS 解析获取多个服务端的 IP 地址，然后随机选择一个 IP 地址发起请求。
• Client-Side Load Balancing： 客户端维护一个服务端列表，并根据某种算法（比如轮询、随机、加权轮询）选择一个服务端发起请求。
• Server-Side Load Balancing： 使用一个专门的 Load Balancer (比如 Nginx、HAProxy、Envoy) 负责将请求分发到多个服务端。

3.1 DNS Load Balancing

这是最简单的一种方式。客户端只需要配置多个 A 记录指向不同的服务端 IP 地址即可。

优点： 简单易用。

缺点： 无法感知服务端的健康状态，可能会将请求发送到已经宕机的服务端。

3.2 Client-Side Load Balancing

客户端维护一个服务端列表，并根据某种算法选择一个服务端发起请求。

import { grpc } from '@improbable-eng/grpc-web';

// 服务端列表
const servers = [
  'http://localhost:8080',
  'http://localhost:8081',
  'http://localhost:8082'
];

// 轮询算法
let currentIndex = 0;
function getNextServer() {
  const server = servers[currentIndex];
  currentIndex = (currentIndex + 1) % servers.length;
  return server;
}

// 创建客户端
function createClient() {
  const serverAddress = getNextServer();
  return new YourServiceClient(serverAddress);
}

// 发起 RPC 调用
const client = createClient();
client.yourMethod(request, null, (err, response) => {
  if (err) {
    console.error(err);
    return;
  }
  console.log(response);
});

优点： 可以根据自定义的算法选择服务端。

缺点： 需要在客户端实现 Load Balancing 逻辑，增加了客户端的复杂度。

3.3 Server-Side Load Balancing

使用一个专门的 Load Balancer (比如 Nginx、HAProxy、Envoy) 负责将请求分发到多个服务端。

Nginx 配置示例：

http {
  upstream backend {
    server localhost:8080;
    server localhost:8081;
    server localhost:8082;
  }

  server {
    listen 80;

    location / {
      proxy_pass http://backend;
      proxy_set_header Host $host;
      proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
    }
  }
}

优点： 专业的 Load Balancer 具有更强大的功能，比如健康检查、会话保持、流量控制等等。

缺点： 需要部署和维护 Load Balancer，增加了运维成本。

4. gRPC-Web Load Balancing 的一些坑

• CORS 问题： 如果你的 gRPC-Web 应用部署在不同的域名下，可能会遇到 CORS 问题。你需要配置 Load Balancer 或服务端允许跨域请求。
• HTTP/2 支持： gRPC-Web 基于 HTTP/2 协议，你需要确保 Load Balancer 支持 HTTP/2 协议。
• 长连接： gRPC 使用长连接，Load Balancer 需要支持长连接，否则可能会导致连接断开。

总结

特性	描述	优点	缺点	使用场景
Metadata	键值对集合，用于在 RPC 调用中传递元数据。	认证授权、请求跟踪、A/B 测试、国际化。	需要服务端配合解析和处理。	需要传递额外信息的场景，例如身份验证、跟踪 ID、语言设置等。
Interceptors	RPC 请求的拦截器，可以在请求发送前和响应返回后对请求和响应进行一些处理。	日志记录、认证授权、错误处理、性能监控。	可能会影响性能，需要谨慎使用。	需要在 RPC 调用前后执行一些通用逻辑的场景，例如日志记录、身份验证、错误处理等。
Load Balancing	将客户端的请求分发到多个服务端，从而避免单个服务端过载，提高应用的可用性和性能。	高可用性、高性能、可扩展性。	需要部署和维护 Load Balancer，增加了运维成本。	需要处理大量并发请求的场景，或者需要保证高可用性的场景。

最佳实践：

• Metadata： 尽量避免在 Metadata 中传递大量数据，因为这会增加请求的大小，影响性能。
• Interceptors： 只在必要的时候使用 Interceptors，避免过度使用，因为这会增加 RPC 调用的复杂度。
• Load Balancing： 根据应用的实际情况选择合适的 Load Balancing 方案。

好了，今天的讲座就到这里。希望大家能够掌握 Metadata、Interceptors 和 Load Balancing 这三位“大侠”，让你的 gRPC-Web 应用更上一层楼！ 谢谢大家！