RPC之GRPC：什么是GRPC、GRPC的优缺点、GRPC使用场景

简介

gRPC是一个现代的开源高性能远程过程调用(RPC)框架，可以在任何环境中运行。它可以高效地连接数据中心内和跨数据中心的服务，支持负载平衡、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，将设备、移动应用程序和浏览器连接到后端服务。
gRPC最初是由Google创建的，它使用了一个通用的RPC基础设施称为Stubby，用于连接大量微服务在其数据中心内部和之间运行了十多年。2015年3月， Google决定构建Stubby的下一个版本，并将其开源。gRPC现在在许多组织中使用， 谷歌将为从微服务到计算的“最后一英里”的用例提供动力 （移动的、Web和物联网）。

GRPC的特性与优缺点

基于HTTP/2

HTTP/2 提供了连接多路复用、双向流、服务器推送、请求优先级、首部压缩等机制。可以节省带宽、降低TCP链接次数、节省CPU，帮助移动设备延长电池寿命等。gRPC 的协议设计上使用了HTTP2 现有的语义，请求和响应的数据使用HTTP Body 发送，其他的控制信息则用Header 表示。

IDL使用ProtoBuf

gRPC使用ProtoBuf来定义服务，ProtoBuf是由Google开发的一种数据序列化协议（类似于XML、JSON、hessian）。ProtoBuf能够将数据进行序列化，并广泛应用在数据存储、通信协议等方面。压缩和传输效率高，语法简单，表达力强。

多语言支持

gRPC支持多种语言（C, C++, Python, PHP, Nodejs, C#, Objective-C、Golang、Java），并能够基于语言自动生成客户端和服务端功能库。目前已提供了C版本grpc、Java版本grpc-java 和 Go版本grpc-go，其它语言的版本正在积极开发中，其中，grpc支持C、C++、Node.js、Python、Ruby、Objective-C、PHP和C#等语言，grpc-java已经支持Android开发。

gRPC优缺点

优点
protobuf二进制消息，性能好/效率高（空间和时间效率都很不错），gRPC消息使用一种有效的二进制消息格式protobuf继续宁序列化。Protobuf在服务器和客户机上的序列化非常快。Protobuf序列化之后的消息体积很小，能够有效负载，在移动应用程序等有限宽带场景中显得很重要。与采用文本格式的json相比，采用二进制格式的protobuf在速度上可以达到前者的5倍

proto文件生成目标代码，简单易用，所有gRPC框架都为代码生成提供了一流的支持。gRPC的开发核心是*.proto文件，它定义了gRPC服务和消息的约定。根据这个文件，gRP框架将生成服务基类，消息和完整的客户端代码。通过在服务器和客户端之间共享*.proto文件，可以从端到端生成消息和客户端代码。客户端的代码生成消除了客户端和服务器上的重复消息，并为您创建了一个强类型的客户端。无需编写客户端代码，可在具有许多服务和应用程序中节省大量开发时间。

序列化反序列化直接对应程序中的数据类，不需要解析后在进行映射(XML,JSON都是这种方式)

支持向前兼容（新加字段采用默认值）和向后兼容（忽略新加字段），简化升级

支持多种语言（可以把proto文件看做IDL文件）

Netty等一些框架集成

缺点

当下，不能从浏览器调用gRPC服务 ,gRPC Web是gRPC团队的一项附加技术，它在浏览器中提供有限的gRPC支持。gRPC Web由两部分组成：支持所有现代浏览器的JavaScript客户端和服务器上的gRPC Web代理。gRPC Web客户端调用代理，代理将在gRPC请求上转发到gRPC服务器。gRPC Web并非支持所有gRPC功能。不支持客户端和双向流，并且对服务器流的支持有限。

GRPC尚未提供连接池，需要自行实现

尚未提供“服务发现”、“负载均衡”机制

因为基于HTTP2，绝大部多数HTTP Server、Nginx都尚不支持，即Nginx不能将GRPC请求作为HTTP请求来负载均衡，而是作为普通的TCP请求。（nginx1.9版本已支持）

Protobuf二进制可读性差（貌似提供了Text_Fromat功能）

使用场景

微服务：gRPC设计为低延迟和高吞吐量通信，非常适用效率至关重要的轻型微服务

点对点实时通信：gRPC可以实时推送消息而无需轮询

多语言混合开发环境：支持所有流行开发语言

网络受限环境：使用Protobuf(一种轻量级消息格式)序列化gRPC消息。gRPC消息始终小于等效的JSON消息