gRPC入门教程：简介

RPC

远程过程调用(Remote Procedure Call,RPC)，是一种计算机通信协议，它允许一个计算机程序通过网络调用另一个计算机程序中的子程序（也就是远程过程），并获取返回值。RPC是分布式计算的重要基础，使得分布式计算应用更加方便和高效。

flowchart LR

G[[APP1]] --调用--> A
A --获得结果--> G
A(Client) --序列化--> B[stub]
B --反序列化--> A
B --发送--> C((WWW))
C --接收--> B
C --接收--> D[skeleton]
D --发送--> C
D --反序列化--> E(Server)
E --结果序列化--> D
E --执行--> F[[APP2]]
F --返回结果--> E

基本原理

• 远程调用：客户端调用远程服务端的方法就像调用本地方法一样，客户端将参数传递给远程方法，远程方法执行后将结果返回给客户端。
• 接口定义：RPC的实现需要定义一个接口，客户端调用远程方法时，需要知道该方法的接口定义，以便于构造调用请求，并解析响应。

基本实现逻辑

• 定义远程方法接口：包括方法名称、参数类型、返回值类型等信息。
• 生成stub和skeleton代码：客户端和服务端分别生成stub（桩）和skeleton（骨架）代码。stub用于客户端，负责将请求序列化为网络传输格式，并发送给服务端；skeleton用于服务端，负责接收请求，进行反序列化，执行远程方法，并将结果序列化为网络传输格式返回给客户端。
• 网络传输：客户端通过stub将请求发送给服务端，服务端通过skeleton接收请求并处理，然后将结果返回给客户端。

关键技术

• 序列化与反序列化：由于远程调用需要通过网络传输数据，因此需要将对象转换为二进制流进行传输（序列化），并在接收端将二进制流转换回对象（反序列化）。
• 网络传输协议：RPC可以使用多种网络传输协议，如TCP、HTTP等。不同的协议有不同的特点和适用场景。
• 异常处理：在RPC调用过程中，可能会遇到各种异常情况，如网络故障、服务不可用等。因此，RPC框架需要提供完善的异常处理机制。

常见的RPC框架

• Apache Thrift：一种轻量级的跨语言RPC通信方案，支持多达25种编程语言。
• gRPC：由Google开发的一款语言中立、平台中立、开源的远程过程调用（RPC）系统。
• Dubbo：一款高性能的Java RPC框架，广泛应用于中国的大型互联网公司中。

gRPC

gRPC是一个由Google在2015年开源的高性能、开源的RPC框架。它基于HTTP/2协议，利用Protocol Buffers（简称Protobuf）作为接口定义语言（IDL），提供了一种简单、快速、高效的方式来连接服务。

基本特点

• 高性能：gRPC使用Protobuf作为序列化机制，比JSON更高效，减少了数据传输的大小和时间。其处理速度可以比JSON序列化快8倍，消息小60%到80%。
• 低延迟：基于HTTP/2的流式传输，支持多路复用，可以同时在一个TCP连接上处理多个请求，减少了网络延迟。
• 跨语言和平台：gRPC支持多种编程语言，包括C++、Java、Python、Go、C#、Node.js等，以及多种平台，如Linux、Windows、macOS等。
• 丰富的功能：支持身份验证、跟踪、负载平衡和健康检查等核心功能，有助于构建健壮的分布式系统。

工作原理

• 定义服务：通过Protocol Buffers定义服务接口和消息类型，使得服务的调用者和提供者可以进行高效的数据交换。
• 生成代码：根据Protocol Buffers定义的服务接口，gRPC工具会生成服务端和客户端的代码，大大简化了开发过程。
• 调用远程方法：客户端通过gRPC客户端库发送请求到服务器，请求中包含了调用的服务名、方法名以及参数。服务器通过gRPC服务器库接收请求，调用相应的处理函数处理请求，并返回结果。

应用场景

• 微服务架构：gRPC设计为低延迟和高吞吐量通信，非常适用于效率至关重要的轻型微服务。
• 分布式系统：在分布式系统中，gRPC可以帮助不同服务之间进行有效的通信和协作。
• 移动和Web应用：gRPC也适用于将移动设备和浏览器客户端连接到后端服务，提供高效的通信方式。