如何使用c++和gRPC实现流式(streaming) RPC？ (双向通信)

发布日期： 2026-01-22 阅读量： 作者： 穿越時空

gRPC双向流（Bidi Streaming）支持客户端与服务器在单个RPC中同时异步收发多条消息，需在.proto中声明双stream，用async C++ API配合CompletionQueue手动管理读写协程及回调，漏调Read()或Write()将导致流停滞。

什么是 gRPC 双向流（Bidi Streaming）

gRPC 双向流 RPC 允许客户端和服务器在同一个 RPC 调用中**同时发送和接收多个消息**，连接保持打开，直到任意一方关闭。它对应 Protocol Buffer 中的 stream 关键字出现在请求和响应两侧：rpc Chat(stream ChatMessage) returns (stream ChatMessage);。这不是“先发后收”或“发一次收多次”，而是真正的并发读写——你得自己管理读/写协程或回调，否则容易卡死。

如何定义并生成双向流接口

关键在 .proto 文件里声明双 stream，且必须用 async C++ API（同步 API 不支持双向流）。生成代码时需启用 C++ 插件，并确保 grpc_cpp_plugin 版本与 libgrpc 匹配，否则 AsyncReaderWriter 类型可能缺失或签名不一致。

定义示例：

service ChatService {
  rpc Chat(stream ChatMessage) returns (stream ChatMessage);
}
message ChatMessage {
  string content = 1;
  int64 timestamp = 2;
}

生成命令要包含 --grpc_out 和 --plugin=protoc-gen-grpc=.../grpc_cpp_plugin
生成后你会得到 ChatService::AsyncService 和客户端 stub 的 AsyncChat 方法，返回类型是 std::unique_ptr<:clientasyncreaderwriter chatmessage>>

客户端如何发起并驱动双向流

客户端必须显式启动读写循环：先调用 Write() 发送首条消息（或空消息触发流建立），再立即调用 Read() 启动异步接收；后续靠 OnReadDone() 和 OnWriteDone() 回调交替推进。漏掉任一 Read() 或重复 Write() 而没等完成，都会导致流挂起或崩溃。

必须用 Compl etionQueue 驱动异步事件，不能混用多个队列处理同一 stream
Write() 第二个参数是 void* 标签，用于区分不同操作；建议用 this 或枚举值，避免裸指针误释放
调用 WritesDone() 表示客户端不再发消息，但服务端仍可继续发；之后收到 status.ok() == true 且无更多 Read() 时才算真正结束
常见错误：Read() 后没再调用下一次 Read() → 流停滞；Write() 前未检查 write_ok_ → 写入失败被忽略

服务端如何响应并维持双向流

服务端用 AsyncService 的 RequestChat() 接收新流，拿到 ServerAsyncReaderWriter 对象后，必须立刻调用其 Read() 启动接收，再根据业务逻辑决定何时 Write()。注意：所有 Read()/Write() 都是异步且需配对回调，不能在回调里直接阻塞等待另一端。

不要在 OnReadDone() 回调里直接调用 Write() 并期望立刻发出——必须再次 Write() + Next() 才生效
若需广播消息（如聊天室），要把 ServerAsyncReaderWriter 指针安全存入容器，但注意生命周期：客户端断连时该对象会被销毁，需监听 Finish() 状态
性能陷阱：频繁小包 Write() 会放大 TCP 小包问题，可考虑缓冲+定时 flush，但需权衡延迟
调试提示：抓包看 HTTP/2 DATA 帧是否双向持续流动；若只有 client→server 有数据，大概率是 server 忘了 Read() 或 Write() 没触发完成队列

双向流的本质不是“自动管道”，而是由你手动拼接的一组异步读写原语——漏掉一次 Read()，整个流就静默了。最易错的永远是“以为发完就完了”，其实只是刚开了个门。

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