揭秘gRPC：释放闪电般的通信能力

本文主要是介绍揭秘gRPC：释放闪电般的通信能力，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

在我们深入讨论gRPC的细节之前，澄清远程通信领域各种术语之间的关系非常重要，这有时可能令人困惑。

RPC — 远程过程调用

根据维基百科的定义，“在分布式计算中，远程过程调用（RPC）是指计算机程序导致在不同地址空间中执行过程（子程序），通常在共享网络上的另一台计算机上，就好像它是一个正常的（本地）过程调用，程序员没有明确编写远程交互的详细信息。”

简而言之，这是一种让一个计算机程序请求另一个程序执行某项任务的方式，即使它们位于不同的计算机上也可以。这有点像在您的程序中调用一个函数，尽管它是在不同的机器上执行的。这是一种过程调用，就好像它在同一台机器上一样，但实际上不在同一台机器上，RPC库/框架负责抽象化所有这些复杂性。

RPC流程

RPC框架负责屏蔽底层的传输方法（TCP或UDP）、序列化方法（XML/JSON/二进制）和通信细节。服务调用者可以像调用本地接口一样调用远程服务提供者，而不必关心底层通信。这涉及到调用的细节和过程。

REST

REST代表表述性状态传输，是一种用于设计网络应用程序的成熟架构风格。RESTful API使用HTTP请求执行CRUD（创建、读取、更新、删除）操作，通常表示为URL。REST API以其简单性和使用GET、POST、PUT和DELETE等标准HTTP方法而闻名。

HTTP

HTTP（超文本传输协议）是互联网上的数据通信基础。它定义了消息的格式和传输方式，以及Web服务器和浏览器如何响应各种命令。HTTP随着时间的推移发生了演变，不同版本提供了各种功能和改进：

1.HTTP/1.0： HTTP的第一个版本非常简单，缺少许多现代功能。在HTTP/1.0中，每个请求都需要一个新的TCP连接，导致效率低下。2.HTTP/1.1：通过引入保持活动连接的机制，HTTP/1.1改进了HTTP/1.0，允许多个请求和响应在单个TCP连接上发送，从而减少了延迟。然而，它仍然存在一些限制，比如“头部阻塞”问题，其中一个慢速请求可以阻止同一连接中的后续请求，导致“瀑布”效应。3.HTTP/2： HTTP/2引入了二进制帧机制，允许多路复用、请求优先级和头部压缩。这些增强显著提高了网络通信的效率和速度。它通过允许在单个连接内有多个并发流来消除“头部阻塞”问题。4.HTTP/3：最新版本HTTP/3通过使用QUIC传输协议进一步提高性能。它侧重于减少延迟，特别是在存在高丢包率或不可靠网络的情况下。HTTP/3设计得比其前身更具弹性和高效性。

所以现在我们了解了这些术语。让我们开始吧！

什么是gRPC？

gRPC（这里的“g”代表什么？）是一种进程间通信技术，允许您连接、调用、操作和调试分布式异构应用程序，就像进行本地函数调用一样简单。

当您开发gRPC应用程序时，首先要做的是定义一个服务接口。服务接口定义包含有关如何消费服务的信息，允许消费者调用哪些远程方法，调用这些方法时要使用什么方法参数和消息格式，等等。我们在服务定义中指定的语言称为接口定义语言（IDL）。

gRPC使用协议缓冲区作为定义服务接口的IDL。协议缓冲区是一种与语言无关、平台中立、可扩展的机制，用于序列化结构化数据。

gRPC架构

是什么让gRPC拥有闪电般的性能？以下是内部情况：

1.HTTP/2： 2015年，HTTP/2取代了HTTP/1.1，提供

了多路复用功能，允许多个请求和响应共享单个连接，提高了效率。

1.请求/响应多路复用：由于HTTP/2的二进制帧，gRPC可以在单个连接内处理多个请求和响应，彻底改变了通信效率。2.头部压缩： HTTP/2的HPack策略压缩头部，减小了有效负载大小。再加上gRPC的高效编码，这使性能非常出色。

Protobuf：秘密武器

gRPC效率游戏中的关键因素之一是协议缓冲区，简称Protobuf。Protobuf定义数据结构和函数合同。客户端和服务器都需要使用相同的Protobuf语言，这是它们如何相互理解的方式。协议缓冲区（ProtoBuf）在gRPC框架内发挥三个主要作用：定义数据结构、指定服务接口，并通过序列化和反序列化增强传输效率。

gRPC的优势有哪些

除了有一个非常可爱的吉祥物外。采用gRPC的原因在于其独特的优势：

1.进程间通信的效率：与JSON或XML不同，gRPC使用基于协议缓冲区的二进制协议进行通信，提高了速度。它建立在HTTP/2之上，使其成为最高效的进程间通信技术之一。2.明确定义的服务接口和模式： gRPC鼓励优先进行合同定义，优先考虑服务接口定义，而不是深入研究实现细节。这种简单性、一致性、可靠性和可扩展性定义了应用程序开发体验。3.强类型和多语言支持： gRPC使用协议缓冲区来定义服务，清晰地指定了应用程序之间通信的数据类型。这有助于提高稳定性，并减少运行时和互操作性错误。此外，gRPC可以与各种编程语言无缝集成，为开发人员提供了选择其首选语言的灵活性。4.双向流和内置功能： gRPC本地支持客户端和服务器端的流式处理，简化了流式服务和客户端的开发。它还内置了对关键功能的支持，如身份验证、加密、弹性（包括截止日期和超时）、元数据交换、压缩、负载均衡和服务发现。5.云原生集成和成熟性：作为Cloud Native Computing Foundation（CNCF）的一部分，gRPC与现代框架和技术无缝集成，成为通信的首选选择。CNCF中的项目，如Envoy，支持gRPC，并且许多监控工具，包括Prometheus，与gRPC应用程序有效地配合使用。此外，gRPC在Google进行了广泛测试，并被广泛采用。