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Thrift简介
什么是thrift？
简单来说,是Facebook公布的一款开源跨语言的RPC框架.
什么是RPC框架?
RPC (Remote Procedure Call Protocal)，远程过程调用协议。
注意数字代表时序。
是不是还是不太懂什么是RPC？
RPC, 远程过程调用直观说法就是A通过网络调用B的过程方法。
简单的说，RPC就是从一台机器（客户端）上通过参数传递的方式调用另一台机器（服务器）上的一个函数或方法（可以统称为服务）并得到返回的结果。
RPC 会隐藏底层的通讯细节（不需要直接处理Socket通讯或Http通讯） RPC 是一个请求响应模型。
客户端发起请求，服务器返回响应（类似于Http的工作方式） RPC 在使用形式上像调用本地函数（或方法）一样去调用远程的函数（或方法）。
早期单机时代，一台电脑上运行多个进程，大家各干各的，老死不相往来。假如A进程需要一个画图的功能，B进程也需要一个画图的功能，程序员就必须为两个进程都写一个画图的功能。这不是整人么？于是就出现了IPC（Inter-process communication，单机中运行的进程之间的相互通信）。OK，现在A既然有了画图的功能，B就调用A进程上的画图功能好了，程序员终于可以偷下懒了。
到了网络时代，大家的电脑都连起来了。以前程序只能调用自己电脑上的进程，那么现在能不能调用其他机器上的进程呢？于是就程序员就把IPC扩展到网络上，这就是RPC（远程过程调用）了。现在不仅单机上的进程可以相互通信，多机器中的进程也可以相互通信了。要知道实现RPC很麻烦呀，什么多线程、什么Socket、什么I/O，都是让咱们普通程序员很头疼的事情。于是就有牛人开发出RPC框架（比如，CORBA、RMI、Web Services、RESTful Web Services等等）。OK，现在可以定义RPC框架的概念了。简单点讲，RPC框架就是可以让程序员来调用远程进程上的代码一套工具。有了RPC框架，咱程序员就轻松很多了，终于可以逃离多线程、Socket、I/O的苦海了。
RPC框架就是一套工具，这套工具可以让程序员来调用远程进程上的代码。
thrift就是一款RPC框架。好了，现在大概弄懂thrift是干嘛的了。
thrift有一个特性特别好，就是跨语言特性。
Thrift最初由Facebook研发，主要用于各个服务之间的RPC通信，支持跨语言，常用的语言比如C++, Java, Python, PHP, Ruby, Erlang, Perl, Haskell, C#, Cocoa, JavaScript, Node.js, Smalltalk, and OCaml都支持。Thrift是一个典型的CS（客户端/服务端）结构，客户端和服务端可以使用不同的语言开发。既然客户端和服务端能使用不同的语言开发，那么一定就要有一种中间语言来关联客户端和服务端的语言，没错，这种语言就是IDL（Interface Description Language）。
thrift通过一个中间语言IDL(接口定义语言)来定义RPC的数据类型和接口,这些内容写在以.thrift结尾的文件中,然后通过特殊的编译器来生成不同语言的代码,以满足不同需要的开发者,比如java开发者,就可以生成java代码,c++开发者可以生成c++代码,生成的代码中不但包含目标语言的接口定义,方法,数据类型,还包含有RPC协议层和传输层的实现代码.
thrift的协议栈结构
thrift是一种c/s的架构体系。在最上层是用户自行实现的业务逻辑代码。
第二层是由thrift编译器自动生成的代码，主要用于结构化数据的解析，发送和接收。TServer主要任务是高效的接受客户端请求，并将请求转发给Processor处理。Processor负责对客户端的请求做出响应，包括RPC请求转发，调用参数解析和用户逻辑调用，返回值写回等处理。
从TProtocol以下部分是thirft的传输协议和底层I/O通信。TProtocol是用于数据类型解析的，将结构化数据转化为字节流给TTransport进行传输。TTransport是与底层数据传输密切相关的传输层，负责以字节流方式接收和发送消息体，不关注是什么数据类型。底层IO负责实际的数据传输，包括socket、文件和压缩数据流等。
图中，TProtocol（协议层），定义数据传输格式，例如：
- TBinaryProtocol：二进制格式；
- TCompactProtocol：压缩格式；
- TJSONProtocol：JSON格式；
- TSimpleJSONProtocol：提供JSON只写协议, 生成的文件很容易通过脚本语言解析；
- TDebugProtocol：使用易懂的可读的文本格式，以便于debug
TTransport（传输层），定义数据传输方式，可以为TCP/IP传输，内存共享或者文件共享等）被用作运行时库。
- TSocket：阻塞式socker；
- TFramedTransport：以frame为单位进行传输，非阻塞式服务中使用；
- TFileTransport：以文件形式进行传输；
- TMemoryTransport：将内存用于I/O，java实现时内部实际使用了简单的ByteArrayOutputStream；
- TZlibTransport：使用zlib进行压缩， 与其他传输方式联合使用，当前无java实现；
Thrift支持的服务模型
- TSimpleServer：简单的单线程服务模型，常用于测试；
- TThreadPoolServer：多线程服务模型，使用标准的阻塞式IO；
- TNonblockingServer：多线程服务模型，使用非阻塞式IO（需使用TFramedTransport数据传输方式）；
Thrift实际上是实现了C/S模式，通过代码生成工具将thrift文生成服务器端和客户端代码（可以为不同语言），从而实现服务端和客户端跨语言的支持。用户在Thirft文件中声明自己的服务，这些服务经过编译后会生成相应语言的代码文件，然后客户端调用服务，服务器端提供服务便可以了。
一般将服务放到一个.thrift文件中，服务的编写语法与C语言语法基本一致，在.thrift文件中有主要有以下几个内容：变量声明（variable）、数据声明（struct）和服务接口声明（service, 可以继承其他接口）。
client端和sever端代码要调用编译.thrift生成的中间文件。
下面分析cpp文件下面的CppClient.cpp和CppServer.cpp代码。
先给出thrift文件中的内容：
// 包含头文件
include “shared.thrift”
// 指定目标语言
namespace cpp tutorial
// 定义变量
const i32 INT32CONSTANT = 9853
// 定义结构体
struct Work {
1: i32 num1 = 0,
2: i32 num2,
3: Operation op,
4: optional string comment,
}
// 定义服务
service Calculator extends shared.SharedService {
/**
* A method definition looks like C code. It has a return type, arguments,
* and optionally a list of exceptions that it may throw. Note that argument
* lists and exception lists are specified using the exact same syntax as
* field lists in struct or exception definitions.
*/
void ping(),
i32 add(1:i32 num1, 2:i32 num2),
i32 calculate(1:i32 logid, 2:Work w) throws (1:InvalidOperation ouch),
/**
* This method has a oneway modifier. That means the client only makes
* a request and does not listen for any response at all. Oneway methods
* must be void.
*/
oneway void zip()
}
在client端，用户自定义CalculatorClient类型的对象（用户在.thrift文件中声明的服务名称是Calculator， 则生成的中间代码中的主类为CalculatorClient）， 该对象中封装了各种服务，可以直接调用（如client.ping()）, 然后thrift会通过封装的rpc调用server端同名的函数。
在server端，需要实现在.thrift文件中声明的服务中的所有功能，以便处理client发过来的请求。
自己理解的thrift：
就是一个黑盒子，用python写的客户端可以调用java写的服务端。
为什么要存在.thrift? 因为要实现这个黑盒子。
然后来介绍一下Thrift IDL
基本类型
thrift不支持无符号类型，因为很多编程语言不存在无符号类型，比如python
byte: 有符号字节
i16: 16位有符号整数
i32: 32位有符号整数
i64: 64位有符号整数
double: 64位浮点数
string: 字符串
容器类型
集合中的元素可以是除了service之外的任何类型，包括exception。
list: 一系列由T类型的数据组成的有序列表，元素可以重复
set: 一系列由T类型的数据组成的无序集合，元素不可重复
map<K, V>: 一个字典结构，key为K类型，value为V类型，相当于python中的{k:v}
结构体(struct)
就像C语言一样，thrift也支持struct类型，目的就是将一些数据聚合在一起，方便传输管理。struct的定义形式如下：
struct People {
1: string name;
2: i32 age;
3: string sex;
}
枚举(enum)
枚举的定义形式和c语言的enum定义差不多，例如：
enum Sex {
MALE,
FEMALE
}
异常(exception)
thrift支持自定义exception，规则和struct一样，如下：
exception RequestException {
1: i32 code;
2: string reason;
}
服务(service)
thrift定义服务相当于Java中创建Interface一样，创建的service经过代码生成命令之后就会生成客户端和服务端的框架代码。定义形式如下：
service HelloWordService {
// service中定义的函数，相当于Java interface中定义的函数
string doAction(1: string name, 2: i32 age);
}
类型定义
thrift支持类似C++一样的typedef定义，比如：
typedef i32 Integer
typedef i64 Long
注意，末尾没有逗号或者分号
常量(const)
thrift也支持常量定义，使用const关键字，例如：
const i32 MAX_RETRIES_TIME = 10
const string MY_WEBSITE = "http://qifuguang.me";
末尾的分号是可选的，可有可无，并且支持16进制赋值
命名空间
thrift的命名空间相当于python中的package的意思，主要目的是组织代码。thrift使用关键字namespace定义命名空间，这点跟C很像。例如：
namespace java com.winwill.thrift
格式是：namespace 语言名 路径， 注意末尾不能有分号。
文件包含
thrift也支持文件包含，相当于C/C++中的include，python中的import。使用关键字include定义，例 如：
include "global.thrift"
注释
thrift注释方式支持shell风格的注释，支持C/C++风格的注释，即#和//开头的语句都单当做注释，/**/包裹的语句也是注释。
可选与必选
thrift提供两个关键字required，optional，分别用于表示对应的字段时必填的还是可选的。例如：
struct People {
1: required string name;
2: optional i32 age;
}
表示name是必填的，age是可选的。
生成代码
知道了怎么定义thirtf文件之后，我们需要用定义好的thrift文件生成我们需要的目标语言的源码，本文以生成java源码为例。假设现在定义了如下一个thrift文件：
namespace java com.winwill.thrift
enum RequestType {
SAY_HELLO, //问好
QUERY_TIME, //询问时间
}
struct Request {
1: required RequestType type; // 请求的类型，必选
2: required string name; // 发起请求的人的名字，必选
3: optional i32 age; // 发起请求的人的年龄，可选
}
exception RequestException {
1: required i32 code;
2: optional string reason;
}
// 服务名
service HelloWordService {
string doAction(1: Request request) throws (1:RequestException qe); // 可能抛出异常。
}
在终端运行如下命令(前提是已经安装thrift)：
thrift --gen java Test.thrift
则在当前目录会生成一个gen-java目录，该目录下会按照namespace定义的路径名一层层生成文件夹，到gen-java/com/winwill/thrift/目录下可以看到生成的4个Java类。
可以看到，thrift文件中定义的enum，struct，exception，service都相应地生成了一个Java类，这就是能支持Java语言的基本的框架代码。
服务端实现
上面代码生成这一步已经将接口代码生成了，现在需要做的是实现HelloWordService的具体逻辑，实现的方式就是创建一个Java类，implements com.winwill.thrift.HelloWordService，例如：
package com.winwill.thrift;
import org.apache.commons.lang3.StringUtils;
import org.apache.thrift.TException;
import java.util.Date;
/**
* @author qifuguang
* @date 15/9/11 15:53
*/
public class HelloWordServiceImpl implements com.winwill.thrift.HelloWordService.Iface {
// 实现这个方法完成具体的逻辑。
public String doAction(com.winwill.thrift.Request request) throws com.winwill.thrift.RequestException, TException {
System.out.println("Get request: " + request);
if (StringUtils.isBlank(request.getName()) || request.getType() == null) {
throw new com.winwill.thrift.RequestException();
}
String result = "Hello, " + request.getName();
if (request.getType() == com.winwill.thrift.RequestType.SAY_HELLO) {
result += ", Welcome!";
} else {
result += ", Now is " + new Date().toLocaleString();
}
return result;
}
}
运行之后看到控制台的输出为：
Running server...
客户端请求
现在服务已经启动，可以通过客户端向服务端发送请求了，客户端的代码如下：
package com.winwill.thrift;
import org.apache.thrift.protocol.TBinaryProtocol;
import org.apache.thrift.protocol.TProtocol;
import org.apache.thrift.transport.TSocket;
import org.apache.thrift.transport.TTransport;
/**
* @author qifuguang
* @date 15/9/11 16:13
*/
public class HelloWordClient {
public static void main(String[] args) throws Exception {
TTransport transport = new TSocket("localhost", 8888);
TProtocol protocol = new TBinaryProtocol(transport);
// 创建client
com.winwill.thrift.HelloWordService.Client client = new com.winwill.thrift.HelloWordService.Client(protocol);
transport.open(); // 建立连接
// 第一种请求类型
com.winwill.thrift.Request request = new com.winwill.thrift.Request()
.setType(com.winwill.thrift.RequestType.SAY_HELLO).setName("winwill2012").setAge(24);
System.out.println(client.doAction(request));
// 第二种请求类型
request.setType(com.winwill.thrift.RequestType.QUERY_TIME).setName("winwill2012");
System.out.println(client.doAction(request));
transport.close(); // 请求结束，断开连接
}
}
运行客户端代码，得到结果：
Hello, winwill2012, Welcome!
Hello, winwill2012, Now is 2015-9-11 16:37:22
并且此时，服务端会有请求日志：
Running server...
Get request: Request(type:SAY_HELLO, name:winwill2012, age:24)
Get request: Request(type:QUERY_TIME, name:winwill2012, age:24)
可以看到，客户端成功将请求发到了服务端，服务端成功地将请求结果返回给客户端，整个通信过程完成。
怎么用thrift生成目标代码？
thrift -r --gen py mdd_cityqueue.thrift
yum install thrift # 安装thrift到linux
# py代表这是生成python代码
# 执行后，会在当前目录生成gen-py目录