gRPC для C++: библиотеки, настройка и примеры кода

Введение в gRPC для C++

gRPC — это современный фреймворк для удалённого вызова процедур (RPC), разработанный Google. Он использует Protocol Buffers (protobuf) для сериализации данных и HTTP/2 в качестве транспортного протокола. Для языка C++ gRPC предоставляет нативные библиотеки, позволяющие создавать высокопроизводительные микросервисы и распределённые системы.

В этой статье мы разберём основные библиотеки, настройку окружения и напишем полноценный пример клиент-серверного приложения на C++.

Основные библиотеки gRPC для C++

Для работы с gRPC в C++ требуется установить несколько компонентов:

• grpc — основная библиотека, содержащая реализации сервера и клиента.
• grpc++ — C++-обёртка над gRPC, предоставляющая удобный API.
• protobuf — библиотека для работы с Protocol Buffers (генерация классов, сериализация/десериализация).
• grpc_cpp_plugin — плагин для компилятора protoc, который генерирует C++-код из .proto файлов.

Также могут потребоваться зависимости: abseil-cpp, openssl, zlib и c-ares.

Установка gRPC и protobuf

Рекомендуемый способ — сборка из исходников через CMake. Пример для Linux/macOS:

git clone --recurse-submodules -b v1.60.0 https://github.com/grpc/grpc
cd grpc
mkdir build && cd build
cmake .. -DgRPC_INSTALL=ON -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=/usr/local
make -j$(nproc)
sudo make install

После установки проверьте доступность компилятора protobuf и плагина:

protoc --version
which grpc_cpp_plugin

Определение сервиса через .proto файл

Создадим файл example.proto:

syntax = "proto3";

package example;

service Greeter {
  rpc SayHello (HelloRequest) returns (HelloReply);
}

message HelloRequest {
  string name = 1;
}

message HelloReply {
  string message = 1;
}

Сгенерируем C++-код:

protoc --cpp_out=. --grpc_out=. --plugin=protoc-gen-grpc=`which grpc_cpp_plugin` example.proto

В результате появятся файлы: example.pb.h, example.pb.cc, example.grpc.pb.h, example.grpc.pb.cc.

Реализация сервера на C++

Создайте файл server.cc:

#include <iostream>
#include <memory>
#include <string>

#include <grpcpp/grpcpp.h>
#include "example.grpc.pb.h"

using grpc::Server;
using grpc::ServerBuilder;
using grpc::ServerContext;
using grpc::Status;
using example::Greeter;
using example::HelloRequest;
using example::HelloReply;

class GreeterServiceImpl final : public Greeter::Service {
  Status SayHello(ServerContext* context,
                  const HelloRequest* request,
                  HelloReply* reply) override {
    std::string prefix("Hello, ");
    reply->set_message(prefix + request->name());
    return Status::OK;
  }
};

void RunServer() {
  std::string server_address("0.0.0.0:50051");
  GreeterServiceImpl service;

  ServerBuilder builder;
  builder.AddListeningPort(server_address, grpc::InsecureServerCredentials());
  builder.RegisterService(&service);

  std::unique_ptr<Server> server(builder.BuildAndStart());
  std::cout << "Server listening on " << server_address << std::endl;
  server->Wait();
}

int main() {
  RunServer();
  return 0;
}

Реализация клиента на C++

Создайте файл client.cc:

#include <iostream>
#include <memory>
#include <string>

#include <grpcpp/grpcpp.h>
#include "example.grpc.pb.h"

using grpc::Channel;
using grpc::ClientContext;
using grpc::Status;
using example::Greeter;
using example::HelloRequest;
using example::HelloReply;

class GreeterClient {
 public:
  GreeterClient(std::shared_ptr<Channel> channel)
      : stub_(Greeter::NewStub(channel)) {}

  std::string SayHello(const std::string& user) {
    HelloRequest request;
    request.set_name(user);

    HelloReply reply;
    ClientContext context;

    Status status = stub_->SayHello(&context, request, &reply);

    if (status.ok()) {
      return reply.message();
    } else {
      std::cerr << "RPC failed: