什么是 gRPC
作者：互联网
rpc(远程过程调用)是一个古老而新颖的名词，他几乎与http协议同时或更早诞生，也是互联网数据传输过程中非常重要的传输机制。
利用这种传输机制，不同进程(或服务)间像调用本地进程中的方法一般进行交互，而无需关心实现细节。
rpc的主要实现流程为：
1、客户端本地方法调用客户端stub(方法存根)。这个调用发生在客户端本地，并把调用参数推送到栈中。
2、客户端stub (方法存根)将这些参数打包，通过系统调用发送到服务器机器。打包的过程通常可以采用xml、json、二进制编码。打包的过程被称为marshalling。
3、客户端本地操作系统发送信息到目标服务器(可以通过自定义tcp协议或Http协议传输)。
4、服务器系统将信息传送到服务端stub(方法存根)
5、服务端stub (服务端方法存根) 解析信息。解析信息的过程可以称为 unmarshalling。
6、服务器stub (服务端方法存根) 调用程序，并通过类似的方式返回客户端。
为了让不同的客户端均能访问服务器，许多标准化的rpc组件往往会使用接口描述语言的形式，以便方便跨平台、跨语言的远程过程调用的实现。
图1：RPC 调用流程
参考维基百科：https://zh.wikipedia.org/wiki/%E9%81%A0%E7%A8%8B%E9%81%8E%E7%A8%8B%E8%AA%BF%E7%94%A8
二、什么时候使用RPC？
HTTP和RPC是现代微服务架构中普遍采用的两种数据传输方式，在某种场合几乎都是可以完全替换的，但又具有各自不同的特点。
1、HTTP协议是一种规范、开放、通用性非常强、标准的传输协议，几乎所有的语言都支持，如果要确保各类平台都能无缝的访问数据，可以考虑使用HTTP协议。例如目前常用的RestFul规约，定义好请求方法、数据格式并以Json的形式返回参数，能够让前后端之间的对接非常便捷；之前的开发者或许用wsdl、soap的形式比较多，也都是HTTP协议的一种应用。
2、RPC协议不仅仅是一种服务间传输的协议，也能使用于进程间的数据传输，它能极大的降低微服务间的通信成本，屏蔽通信细节，让调用者能够像调用本地方法一般调用远程方法。 相对而言，RPC可能无法在网页端提供支持，也并非所有的语言都实现了这种接口描述语言，让开发过程会相对繁琐，因此它的使用范围相对较小。虽然gRPC目前已经提供了web版的gRPC，但由于浏览器的兼容性等问题，也限制了他的应用。
三、什么是gRPC
gRPC可以通俗的理解为google对于RPC的一种实现形式。
参见gRPC官网的解释：
gRPC是可以在任何环境中运行的现代开源高性能RPC框架。它可以通过可插拔的支持来有效地连接数据中心内和跨数据中心的服务，以实现负载平衡，跟踪，运行状况检查和身份验证。它也适用于分布式计算的最后一英里，以将设备，移动应用程序和浏览器连接到后端服务。
它包括四个主要特点：
简单的服务定义：gRPC基于Protobuf协议构建，该协议提供了一个强大的二进制序列化工具集和语言定义服务。
跨语言和平台工作：可自动为多语言或平台生成符合相应习惯的客户端和服务端存根
快速启动并扩展：只需一行代码即可安装运行时环境和生成环境、并通过该框架可扩展到数百万rpc请求。
双向流和集成身份验证：基于http/2的传输机制以及双向流传输和完全集成的可插入式身份验证机制。
gRPC目前广泛应用于各大互联网公司的微服务架构中，也是CNCF基金会孵化的开源基础设施组件。其官网为https://grpc.io/；开源项目地址为https://github.com/grpc/grpc。
官网提供了详细的文档说明，几乎可以开箱即用，只需简单配置就能满足你的应用需求。在开源项目中也提供了完善的各种语言实现的sample示例代码，能极大的方便开发者的使用。
在gRPC中，使用的传输协议为HTTP/2，使用的数据传输的格式为Protobuf协议。
四、什么是Protobuf
Protobuf全称为Protocal Buffers，是一种序列化协议实现，与只类似的还有thrift。这是一种与语言中立、与实现无关、可扩展的序列化数据格式，不仅仅可以用于通信协议传输过程，也同样适用于数据存储过程。它灵活高效、性能优良、更加快速和简单。在使用Protobuf的实践中，只需定义要处理数据的数据结构，就能利用Protobuf生成相关的代码。只需使用Protobuf对数据结构进行描述(IDL)，即可在各种不同的语言或不同的数据流中对结构化数据进行轻松读写。
在上面的图1 RPC调用流程中，使用红色字体标注的(1)中，在客户端套接字和服务端套接字之间进行数据交换的数据传输机制就可以使用Protobuf。
Protocol Buffers最早是有谷歌发明用于解决索引服务器之间request/response协议的。通过慢慢发展发展和演进，目前已经具有了更多的特性：
自动生成的序列化和反序列化代码避免了手动解析的需要。(官方提供自动生成代码工具，各个语言平台的基本都有)
除了用于 RPC(远程过程调用)请求之外，人们开始将 protocol buffers 用作持久存储数据的便捷自描述格式(例如，在Bigtable中)。
服务器的 RPC 接口可以先声明为协议的一部分，然后用 protocol compiler 生成基类，用户可以使用服务器接口的实际实现来覆盖它们。
由于protocal buffers诞生之初主要是为了解决服务器新旧协议之间兼容性问题，所以命名为"协议缓冲区"，不过目前显然已经超出了缓冲含义的范围。而Protobuf中的术语，则使用"message"来指代在协议传输过程中定义的抽象化对象，也显然不再仅仅只是原始含义的消息所能囊括的。
五、Proto3协议简述
当我们使用Visual Studio 2019创建一个.NET Core下的gRPC项目时，可以看到，项目会自带一个ProtosGreet.proto文件，这便是gRPC使用的Protobuf的接口描述文件，通过定义这个描述文件，可以为生成对应的服务端、客户端方法存根，让方法调用过程更加简单。
1、基本的数据类型对应关系
目前最新版本的Protobuf协议为proto3协议，在这个新版的协议中，提供了以下数据类型，可以方便的对应到我们日常使用的数据类型。
2、关键字
1)分配字段编号
在proto协议中，每个消息定义中的字段都有唯一的编号，用来表示消息二进制格式中的字段，且使用消息类型后不应更改。可以使用的最小编号为1，最大编号为2^29^-1 或 536,870,911，但不包括 19000 到 19999(FieldDescriptor :: kFirstReservedNumber 到 FieldDescriptor :: kLastReservedNumber)，因为它们是为 Protocol Buffers实现保留的。
2)重复字段(repeated)
在消息中定义重复字段(repeated 关键字)，允许一个message 字段中重复数值，可以理解为数组对象。
3)保留字段(reserved)
Protobuf中提供了保留字段(reserved 关键字)，如果在老版本的proto文件中定义了一些字段，而在新版本的协议中移除了这些字段，有可能出现协议文件不匹配的问题，则可以使用reserved关键字。这样当协议数据不匹配时，编译器会提示错误。
图2 使用保留字段时，会提示错误
3、枚举
允许在消息中定义枚举类型。也可以将枚举类型嵌套在message中。当使用枚举类型时，需要注意：
枚举为 0 的是作为零值，当不赋值的时候，就会是零值。
为了和 proto2 兼容。在 proto2 中，零值必须是第一个值。 4、消息嵌套 在proto协议中，允许嵌套组合为更加复杂的消息。
message SearchResponse { repeated Result results = 1; } message Result { string url = 1; string title = 2; repeated string snippets = 3; }
5、定义服务(Services)
在proto中，如果需要对外提供接口方法，则需要使用Services。定义好services之后，protocol buffer编译器将使用所选语言生成服务接口代码和客户端与服务端方法存根。例如，
service Greeter { // Sends a greeting rpc SayHello (HelloRequest) returns (HelloReply); }
这里就定义了一个SayHello的方法存根。该方法将返回一个名称为 HelloReply 的消息。
如果需要定义无参数方法，或返回值为 void 的方法，需要使用* google.protobuf.Empty** 对象，并在头部的命名空间中，引用默认的协议文件 google/protobuf/empty.proto. *例如:
option csharp_namespace = "TestGRPC_Client"; import "google/protobuf/empty.proto"; package Greet; // The greeting service definition. service Greeter { // Sends a greeting rpc SayHello (HelloRequest) returns (HelloReply); rpc Listen (google.protobuf.Empty) returns (google.protobuf.Empty);//启动监听 }
同样，也可以使用 import 引用其他协议文件。
参考《https://github.com/halfrost/Halfrost-Field/blob/master/contents/Protocol/Protocol-buffers-encode.md》
六、什么是HTTP/2
gRPC 的客户端与服务端之间的通信机制，并没有采用TCP造轮子，而是重用了HTTP/2的传输协议。HTTP2.0是超文本传输协议HTTP的下一代协议，也是在传统开发者最为熟悉的HTTP/1.1 协议格式基础上进行的升级。 与1.1相比，他提供了新的二进制格式、多路复用机制、Header压缩、服务端推送等特色，让协议请求过程能够达到更好的性能提升。限于篇幅，这里就不再赘述了。
标签：协议,Protobuf,gRPC,什么,RPC,存根,客户端 来源： https://www.cnblogs.com/lzjsky/p/16436758.html