【Grpc（一）】Java 何如理解StreamObserver？

刚开始接触Grpc时，桩代码里有许多StreamObserver类型，不太清楚是怎么用的，这里做一个记录。

首先看下StreamObserver接口定义：

public interface StreamObserver<V>  {
    void onNext(V value);
    void one rror(Throwable t);
    void onCompleted();
}

可以看到，这是一个泛型化的回调接口，并且从命名上看，该接口使用了观察者模式。提到回调，或者提到观察者模式，首先可以想到，这里面涉及到两个角色：观察者和被观察者。被观察者负责在某一事件发生时调用回调函数通知观察者，观察者负责提供回调函数。对于需要被观察的事件，这里是作为回调接口里的泛型变量存在的。这就是这个接口的使用流程。下面结合Grpc里的几个使用场景来看下。
1.unary模式服务端方法返回值例子：
我们可以看一个简单的unary模式的返回值：

@Override
public void getByKey(MyRequest request, StreamObserver<MyResponse> responseObserver) {
    int key = request.getKey();
    String value = ""; // 计算逻辑

    responseObserver.onNext(MyResponse.newBuilder().setValue(value).build());
    responseObserver.onCompleted();
}

该实现方法里定义了一个MyResponse类型的返回值，这个返回值是被关注的对象。方法参数里有一个StreamObserver<MyResponse>的变量，该变量就是回调函数。回调函数由谁提供？也就是观察者是谁？答案是Grpc框架。可以理解为Grpc框架层在关注MyResponse类型的返回值的生成，然后使用协议层及io层做数据发送。我们可以大致看一下回调函数的实现，比如onNext方法：

@Override
public void onNext(RespT response) {
  if (cancelled) {
    if (onCancelHandler == null) {
      throw Status.CANCELLED.withDescription("call already cancelled").asRuntimeException();
    }
    return;
  }
  checkState(!aborted, "Stream was terminated by error, no further calls are allowed");
  checkState(!completed, "Stream is already completed, no further calls are allowed");
  if (!sentHeaders) {
    call.sendHeaders(new Metadata());
    sentHeaders = true;
  }
  call.sendMessage(response);
}

实现类是ServerCallStreamObserverImpl，其中的onNext、onError以及onComplete方法均会调用内部的ServerCall实例发送消息。具体发送逻辑实现这里不做深入，总之可以明确的是，这里的StreamObserver回调接口，其实现逻辑就是将消息发送至客户端，这就是观察者的逻辑。再看下被观察者，也就是StreamObserver回调接口的调用方。其实就是实现类里返回值的生成的逻辑，我们需要根据request取到参数，然后生成返回值，调用StreamObserver回调接口，来通知Grpc框架层发送返回值。至此服务端实现方法里的StreamObserver已经清晰了：被观察的对象就是返回值，Grpc框架层是观察者，提供发送逻辑作为回调函数，实现类是被观察者，每一次返回值的生成都会调用回调函数通知Grpc。还有一点，StreamObserver接口的定义其实和stream息息相关。我们知道stream模式意味着可以在一个连接中发送多条消息，所以该接口提供了onNext回调函数，该函数可以被多次调用，每一次对onNext的调用都代表一条消息的发送。如果全部发送完了或者发送出错，那么就需要调用onError或者onComplete来告知对方本次stream已经结束。所以该接口的设计也与stream的概念也完全契合。

2.流式客户端例子：
客户端流式与双端流式类似，这里只看客户端流式。先看客户端代码：

private static void clientStream() {
        StreamObserver<MyResponse> responseData = new StreamObserver<MyResponse>() {
            @Override
            public void onNext(MyResponse response) {
                System.out.println("res: " + response.getValue());
            }

            @Override
            public void one rror(Throwable t) {
            }

            @Override
            public void onCompleted() {
                System.out.println("onCompleted");
            }
        };
        StreamObserver<MyRequest> requestData = asyncStub.getByKeyClientStream(responseData);
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            requestData.onNext(MyRequest.newBuilder().setKey(i).build());
        }
        requestData.onCompleted();
    }

可以看到，客户端侧，需要创建两个observer分别用于处理请求与返回值。初次看可能比较懵逼，入参数返回值类型，并且返回了一个请求？？？接下来具体看下，对于请求observer，回调接口由Grpc框架层提供，实现类见CallToStreamObserverAdapter，也就是观察者，所做的事情就是将请求数据发送到服务端。回调函数的调用方，也即被观察者，是我们提供的业务代码，作用就是生成请求数据，并调用回调函数。这个与unary模式下服务端返回值是类似的。对于返回值observer，回调函数由我们来提供，也即观察者，作用是处理返回值。回调函数调用方是Grpc框架，监听到有返回数据时，就调用回调函数，通知客户端处理返回值。
服务端侧代码：

@Override
    public StreamObserver<MyRequest> getByKeyClientStream(StreamObserver<MyResponse> responseObserver) {
        return new StreamObserver<MyRequest>() {
            int count = 0;

            @Override
            public void onNext(MyRequest myRequest) {
                System.out.println("recv: " + myRequest.getKey());
                count++;
            }

            @Override
            public void one rror(Throwable throwable) {

            }

            @Override
            public void onCompleted() {
                responseObserver.onNext(MyResponse.newBuilder().setValue("count: " + count).build());
                responseObserver.onCompleted();
            }
        };
    }

方法返回值是请求类型的observer。回调函数有我们来提供，作用是处理接收到的请求，也就是观察者逻辑。回调函数的调用方式Grpc框架层，监听到有请求到达时，就会调用我们提供的回调函数，通知处理请求。对于返回值的observer与前边类似。

围绕着观察者与被观察者两个角色看待Grpc里的调用方式，就会清晰很多。

总结：

1.StreamObserver接口使用了观察者模式的概念，与stream流模式完全契合，一次onnext调用代表stream内一次发送；

2.对于需要接受数据的场景，Grpc框架是被观察者；对于需要发送数据的场景，Grpc框架是观察者；