gRPC定义
gRPC，全程是Google Remote Procedure Call，是由Google开发并开源，是一种高性能、通用的开源远程过程调用RPC框架。
gRPC原理
gRPC架构由以下几个主要组件构成：
1.服务定义（Service Definition）
gRPC使用接口描述语言（IDL）来定义服务接口和消息结构。
IDL提供了一种统一的方式来描述服务和消息，使得不同语言的开发者可以根据IDL生成对应的客户端和服务器端代码。
2.代码生成器（Code Generator）
基于服务定义的IDL文件，gRPC提供了代码生成器工具，可以根据IDL文件自动生成客户端和服务器端的代码。
生成的代码包含了接口的实现、序列化和反序列化的逻辑，提供了对应语言的API和运行时支持。
3.传输层（Transport Layer）
gRPC使用HTTP/2作为底层的传输协议，HTTP/2是一种二进制协议，相比于传统的HTTP/1.x协议，它具有更低的延迟和更高的吞吐量。
HTTP/2支持多路复用，允许多个请求和响应在同一个TCP连接上同时进行，减少了网络连接的开销。
4.序列化和反序列化（Serialization/Deserialization）
gRPC使用Protocol Buffers（ProtoBuf）作为默认的序列化和反序列化机制。
ProtoBuf是一种轻量级的结构化数据交换格式，能够将结构化数据序列化为二进制格式进行传输。
5.服务器端（Server）
gRPC服务器端负责接收和处理客户端发起的RPC请求。
服务器端根据服务定义生成的代码实现服务接口中的方法，并根据接收到的请求进行相应的处理。
6.客户端（Client）
gRPC客户端负责发起RPC请求并接收服务器端的响应。
客户端根据服务定义生成的代码调用相应的方法，并将请求参数传递给服务器端。
gRPC工作流程
与许多 RPC 系统类似，gRPC 也是基于以下理念：定义一个服务，指定其能够被远程调用的方法，包含参数和返回类型。
在服务端实现这个接口，并运行一个 gRPC 服务器来处理客户端调用，在客户端拥有一个存根能够像服务端一样的方法。
远程过程调用流程图，如下图所示：
主要会包含如下步骤：
- 调用客户端句柄，执行传送参数；
- 调用本地系统内核发送网络消息；
- 消息传送到远程主机上；
- 服务器句柄得到消息并取得参数；
- 执行远程过程；
- 执行的过程将结果返回服务器句柄；
- 服务器句柄返回结果，调用远程系统内核；
- 消息传回本地主机上；
- 客户端句柄由内核接收消息；
- 客户接收句柄返回的数据。
RPC使用示例
下面是一个简单的RPC使用示例，以展示客户端和服务器端之间的远程过程调用。
1.定义服务接口和消息结构
创建一个名为Calculator.proto的ProtoBuf文件，其中定义了一个计算器服务的接口和消息结构。
syntax = "proto3";
package com.example.grpc;
service Calculator {
rpc Add(AddRequest) returns (AddResponse) {}
}
message AddRequest {
int32 operand1 = 1;
int32 operand2 = 2;
}
message AddResponse {
int32 sum = 1;
}
2.生成代码
使用 Protocol Buffer 编译器 protoc 来生成Java代码。
protoc --java_out=. Calculator.proto
3.实现服务接口
package com.example.grpc;
import io.grpc.stub.StreamObserver;
public class CalculatorImpl extends CalculatorGrpc.CalculatorImplBase {
@Override
public void add(AddRequest request, StreamObserver<AddResponse> responseObserver) {
int sum = request.getOperand1() + request.getOperand2();
AddResponse response = AddResponse.newBuilder().setSum(sum).build();
responseObserver.onNext(response);
responseObserver.onCompleted();
}
}
4.启动 gRPC 服务器
package com.example.grpc;
import io.grpc.Server;
import io.grpc.ServerBuilder;
import java.io.IOException;
public class Server {
public static void main(String[] args) throws IOException, InterruptedException {
Server server = ServerBuilder.forPort(50051)
.addService(new CalculatorImpl())
.build();
server.start();
System.out.println("Server started on port 50051");
server.awaitTermination();
}
}
5.创建 gRPC 客户端
package com.example.grpc;
import io.grpc.ManagedChannel;
import io.grpc.ManagedChannelBuilder;
public class Client {
public static void main(String[] args) {
ManagedChannel channel = ManagedChannelBuilder.forAddress("localhost", 50051)
.usePlaintext()
.build();
CalculatorGrpc.CalculatorBlockingStub stub = CalculatorGrpc.newBlockingStub(channel);
AddRequest request = AddRequest.newBuilder()
.setOperand1(5)
.setOperand2(3)
.build();
AddResponse response = stub.add(request);
System.out.println("Sum: " + response.getSum());
channel.shutdown();
}
}
在上述示例中，我们创建了一个 gRPC 服务器，并实现了计算器服务的接口。然后，我们创建了一个 gRPC 客户端，使用该客户端向服务器发送 AddRequest 请求，并接收 AddResponse 响应。
作者简介
陈睿|mikechen，10年+大厂架构经验，BAT资深面试官，就职于阿里巴巴、淘宝、百度等一线互联网大厂。
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