深入浅出：gRPC与RPC技术详解
深入浅出：gRPC与RPC技术详解
RPC（远程过程调用）是一种重要的通信机制，它使得程序能够像调用本地函数一样调用远程服务。而gRPC作为基于HTTP/2的高性能RPC框架，更是广泛应用于微服务架构中。本文将从RPC的基础概念出发，深入讲解gRPC的工作原理及其使用方法。
一、远程过程调用协议简介
1、RPC的本质
首先，我们探讨一下什么是RPC。RPC，全称为Remote Procedure Call Protocol，直译来看就是远程过程调用协议。
讲得通俗一些：
- RPC是一种通信机制
- RPC实现了客户端/服务器通信模型
官方的定义可能会这样解释：它是一种协议，可以使程序能在网络上请求远程计算机上的服务，而无须关心底层网络技术细节。
RPC的构架可以分为三个层次：
- 用户与服务器（负责业务逻辑，并调用本地的存根程序）
- 存根程序（Stub）（负责封装和解封装约定语法和语义）
- RPC运行时（RPCRuntime）（管理网络通信的最底层）
下面的示意图说明了典型的开发情景：前端代码调用后端服务
2、RPC解决的核心问题
RPC的设计解决了几个关键问题：
- 协议一致性问题：举例来说，如何确保前端和后端能够就“0为是，1为否”的约定达成共识。
- 传输协议的弹性：当面对网络错误、数据重传、丢失或性能瓶颈时，RPC如何应对。
- 服务的发现机制：客户端应如何发现可用的服务器服务、访问哪个端口等。服务器可能会启动多个远程调用服务，监听在随机端口，客户端需要一种机制来探测这些服务。
3、RPC的使用场景
两个经典的应用示例包括：
- 即时通讯软件
- 微服务架构
4、RPC的工作流程
从调用到结果接收，RPC的过程概述如下：
- 调用方（Client）发起本地调用式的远程请求；
- 客户端存根（Client stub）接收请求，将调用的方法名、参数等序列化为可网络传输的消息；
- 客户端存根发送序列化后的消息给服务端；
- 服务端存根（Server stub）接受消息并反序列化，以获取调用的方法名和参数；
- 服务端存根执行本地调用获取结果；
- 服务端返回执行结果给它的存根；
- 服务端存根序列化执行结果，发送回客户端；
- 客户端存根反序列化结果，并返回给客户端调用方；
- 调用方（Client）得到最终的RPC调用执行结果。
5、RPC与HTTP的差异点
RPC和HTTP对比不完全是同等级别的比较，更恰当的是将RPC和"HTTP+RestFul"放在一起对比。
- 传输协议方面：RPC不限于HTTP，它还可以选择TCP进行传输，而HTTP只工作在自身的协议之上。
- 传输效率方面：RPC包含了HTTP2的特性，使得它在传输效率上优于标准的HTTP1。
- 性能消耗方面：得益于HTTP2的特性（如二进制传输、头部压缩等），RPC在性能上的消耗相较于HTTP1会更低。
- 负载均衡方面：大多数RPC框架自带负载均衡策略，而传统的HTTP方案则通常需要通过Nginx/HAProxy等工具实现。
- 服务治理方面：RPC框架能实现自动通知和服务调整，而HTTP则往往需要手动通知和修改配置。
二、深入了解gRPC
1、gRPC概述
简单来说，gRPC是一个开源的RPC框架，它建立在HTTP2的基础设施之上，因而自然具备了HTTP2的一系列优势：
- 二进制分帧的数据传输
- 多路复用
- 服务端推送
- 头部压缩
2、gRPC的通信流程
如下图所示，通过gRPC进行远程服务调用时，客户端（client）仅需gRPC存根，通过Proto Request请求gRPC服务器，服务器则通过Proto Response(s)返回结果。
三、了解JSON-RPC接口
JSON-RPC是一种简洁的使用JSON格式数据的RPC传输协议，它通过HTTP进行通信。Postman是API开发中常用的工具，能够轻松实现JSON-RPC接口的测试与使用。
四、如何调试gRPC
Apifox提供基于.proto文件的gRPC接口调试功能，支持包含一元调用和流式调用。项目创建时，选择「gRPC项目」并导入.proto文件，即可开始调试，无需编写额外代码。
导入.proto文件之前，需要确认是否有其他依赖的.proto文件，并添加相应的依赖路径。
一元调用
通过将gRPC URL填入地址栏并点击「调用」按钮，即可实现一元调用。
流式调用
流式调用包括服务端流、客户端流和双向流。调用成功后，用户可以在消息标签区编写并发送消息。Apifox展示了时间线视图，按顺序分布显示调用状态、发送的消息和收到的消息。点击具体消息可以方便地查看详细信息。
知识扩展：
- REST API简介 - RESTful Web服务
- 分布式系统框架对比：gRPC vs Dubbo