Apache Thrift使用简介

Apache Thrift 是 Facebook 实现的一种高效的、支持多种编程语言的远程服务调用的框架。和其它RPC框架相比，它主要具有如下连个特点：

1. 高性能。 它采用的是二进制序列化，并且用的是长连接。比传统的使用XML，SOAP，JSON等短连接的解决方案要快得多。
2. 多语言支持。 它对提供了对C++, Java, Python, PHP, Ruby, Erlang, Perl, Haskell, C#, Cocoa, Smalltalk等多种常用语言的支持

正因为如此，Thrift对于高并发、大数据量和多语言的环境是非常有优势的，本文就简单的介绍一下如何使用它。

使用Thrift和传统的Corba之类的RPC框架并无太大差异，主要分为如下三个部分：

1. 使用IDL定义提供的服务：主要用于服务接口和数据传输对象（DTO）并且有一套自己的语法， Thrift中命名为thirft文件，并且有一套自己的语法。
2. 将IDL编译成框架代码
3. 客户端使用框架代码调用远程服务
4. 服务端使用框架代码实现接口，并提供服务

和传统RPC框架一样，Thrift框架提供数据传输的服务，服务端和客户端只需要关注业务即可；这一系列流程并没有多大新颖的地方。

准备工作：

需要在Thrift官网下载两个文件：

1. IDL编译工具。官方本身提供了Windows的exe版本：thrift-0.9.2.tar.gz
2. Thrift类库。Thrift底层框架，提供了底层的数据传输服务。

下载完后，由于Thrift类库是以源码形式提供的，因此需要自己编译。为了简单，这里以C#为例，打开 "\lib\csharp\src\Thrift.sln" 工程文件，直接编译即可生成Thrift.dll文件。官方说.net版本.net 3.5及以上即可。

示例项目：

Thrift本身提供了多多种语言的支持，这里示例项目仍以官网的CSharp Tutorial为例来介绍一下如何在C#中使用Thrift。

首先下载接口定义文件 tutorial.thrift 和shared.thrift 。官方的文档中加了一大堆注释，实际上还是比较简单的，主体部分如下：

service Calculator extends shared.SharedService
{
   void ping(),
   i32 add(:i32 num1, :i32 num2),
   i32 calculate(:i32 logid, :Work w) throws (:InvalidOperation ouch),
   oneway void zip()
}

主要就是定义了一个这样的接口，提供了四个接口。以及一些相关的结构体的定义。定义好接口后，调用Thrift.exe将其编译成C#的代码：

thrift -r --gen csharp tutorial.thrift

编译完后，会生成一个gen-csharp文件夹，里面就是相关的结构体和接口的定义，和一些框架的实现，具体的后续再讲。这个文件夹里的文件大部分都是服务端和客户端都要用的，为了简单起见，大可以建立一个ShareProject（低版本的VS不支持的话可以建立一个独立的类库项目），以方便客户端和服务端引用。

客户端：

首先还是来看看客户端代码（运行这段代码需要加上前面编译的Thrift.dll和编译idl文件生成的一堆C#代码）：

using System;
using Thrift;
using Thrift.Protocol;
using Thrift.Server;
using Thrift.Transport;

namespace CSharpTutorial
{
    public class CSharpClient
    {
        public static void Main()
        {
            try
            {
                TTransport transport = new TSocket("localhost", );
                TProtocol protocol = new TBinaryProtocol(transport);
                Calculator.Client client = new Calculator.Client(protocol);

                transport.Open();
                try
                {
                    client.ping();
                    Console.WriteLine("ping()");

                    int sum = client.add(, );
                    Console.WriteLine("1+1={0}", sum);

                    Work work = new Work();

                    work.Op = Operation.DIVIDE;
                    work.Num1 = ;
                    work.Num2 = ;
                    try
                    {
                        int quotient = client.calculate(, work);
                        Console.WriteLine("Whoa we can divide by 0");
                    }
                    catch (InvalidOperation io)
                    {
                        Console.WriteLine("Invalid operation: " + io.Why);
                    }

                    work.Op = Operation.SUBTRACT;
                    work.Num1 = ;
                    work.Num2 = ;
                    try
                    {
                        int diff = client.calculate(, work);
                        Console.WriteLine("15-10={0}", diff);
                    }
                    catch (InvalidOperation io)
                    {
                        Console.WriteLine("Invalid operation: " + io.Why);
                    }

                    SharedStruct log = client.getStruct();
                    Console.WriteLine("Check log: {0}", log.Value);

                }
                finally
                {
                    transport.Close();
                }
            }
            catch (TApplicationException x)
            {
                Console.WriteLine(x.StackTrace);
            }

        }
    }
}

官方的例子简化一下后如下：

    using (TTransport transport = new TSocket("localhost", ))
    using (TProtocol protocol = new TBinaryProtocol(transport))
    using (Calculator.Client client = new Calculator.Client(protocol))
    {
        transport.Open();
        int sum = client.add(, );
        Console.WriteLine("1+1={0}", sum);
    }

主要就设计到了三个类：TTransport、TProtocol和Calculator.Client，其中TTransport、Tprotocol是用于传输控制的，和业务无关，是在Thrift.dll中定义的。而Calculator.Client则是客户端的Proxy，用于执行RPC，和业务相关，是由idl文件编译生成。客户端无需编写代码，即可拥有RPC能力。（这个特效基本上所有RPC框架都具有）

服务端：

服务端示例代码如下：

using System;
using System.Collections.Generic;
using Thrift.Server;
using Thrift.Transport;

namespace CSharpTutorial
{
    public class CalculatorHandler : Calculator.Iface
    {
        Dictionary<int, SharedStruct> log;

        public CalculatorHandler()
        {
            log = new Dictionary<int, SharedStruct>();
        }

        public void ping()
        {
            Console.WriteLine("ping()");
        }

        public int add(int n1, int n2)
        {
            Console.WriteLine("add({0},{1})", n1, n2);
            return n1 + n2;
        }

        public int calculate(int logid, Work work)
        {
            Console.WriteLine("calculate({0}, [{1},{2},{3}])", logid, work.Op, work.Num1, work.Num2);
            int val = ;
            switch (work.Op)
            {
                case Operation.ADD:
                    val = work.Num1 + work.Num2;
                    break;

                case Operation.SUBTRACT:
                    val = work.Num1 - work.Num2;
                    break;

                case Operation.MULTIPLY:
                    val = work.Num1 * work.Num2;
                    break;

                case Operation.DIVIDE:
                    if (work.Num2 == )
                    {
                        InvalidOperation io = new InvalidOperation();
                        io.What = (int)work.Op;
                        io.Why = "Cannot divide by 0";
                        throw io;
                    }
                    val = work.Num1 / work.Num2;
                    break;

                default:
                    {
                        InvalidOperation io = new InvalidOperation();
                        io.What = (int)work.Op;
                        io.Why = "Unknown operation";
                        throw io;
                    }
            }

            SharedStruct entry = new SharedStruct();
            entry.Key = logid;
            entry.Value = val.ToString();
            log[logid] = entry;

            return val;
        }

        public SharedStruct getStruct(int key)
        {
            Console.WriteLine("getStruct({0})", key);
            return log[key];
        }

        public void zip()
        {
            Console.WriteLine("zip()");
        }
    }

    public class CSharpServer
    {
        public static void Main()
        {
            try
            {
                CalculatorHandler handler = new CalculatorHandler();
                Calculator.Processor processor = new Calculator.Processor(handler);
                TServerTransport serverTransport = new TServerSocket();
                TServer server = new TSimpleServer(processor, serverTransport);

                // Use this for a multithreaded server
                // server = new TThreadPoolServer(processor, serverTransport);

                Console.WriteLine("Starting the server...");
                server.Serve();
            }
            catch (Exception x)
            {
                Console.WriteLine(x.StackTrace);
            }
            Console.WriteLine("done.");
        }
    }
}

官方代码基本上包括两个部分：接口实现和服务的启动，简化后如下：

    public class CalculatorHandler : Calculator.Iface
    {
        public void ping()
        {
        }

        public int add(int n1, int n2)
        {
            return n1 + n2;
        }

        public int calculate(int logid, Work work)
        {
            throw new InvalidOperation();
        }

        public SharedStruct getStruct(int key)
        {
            return new SharedStruct();
        }

        public void zip()
        {
        }
    }

接口实现依赖于IDL生成的Calculator.Iface接口，这里我就实现了一个add接口。再来看看服务端

    static void Main(string[] args)
    {
        CalculatorHandler handler = new CalculatorHandler();
        Calculator.Processor processor = new Calculator.Processor(handler);

        TServerTransport serverTransport = new TServerSocket();
        TServer server = new TSimpleServer(processor, serverTransport);

        Console.WriteLine("Starting the server...");
        server.Serve();
    }

服务端主要的功能就是将刚才的接口作为服务加载起来，并启动服务，也是比较常规的做法，没有太多需要介绍的地方

从这个Demo来看，主要过程和其它RPC框架的流程倒也没有太大区别。一个比较出彩的地方是Thrift是提供了原生的.net运行库的（前面编译的Thrift.dll），作为一个跨语言的框架不用Pinvoke非常给力，给部署带来不少方便。本来高性能才是它的主要特点，后续有空再测试一下。

最后，本文只是一个简单的入门体验，如果需要更多信息，请参看Thrift的官方网站，另外，IBM Developer works网站上的一篇文章Apache Thrift - 可伸缩的跨语言服务开发框架介绍得比较详细，强烈推荐。