Rpc 基本概念

RPC（Remote Procedure Call）远程过程调用是一种通过网络从远程计算机程序上请求服务，而不需要了解底层网络技术的协议，简单的理解是一个节点请求另一个节点提供的服务。RPC 只是一套协议，基于这套协议规范来实现的框架都可以称为 RPC 框架，比较典型的有 Dubbo、Thrift 和 gRPC。

RPC 是远程过程调用的方式之一，涉及调用方和被调用方两个进程的交互。因为 RPC 提供类似于本地方法调用的形式，所以对于调用方来说，调用 RPC 方法和调用本地方法并没有明显区别。

一个完整的 RPC 框架包含了服务注册发现、负载、容错、序列化、协议编码和网络传输等组件。不同的 RPC 框架包含的组件可能会有所不同，但是一定都包含 RPC 协议相关的组件，RPC 协议包括序列化、协议编解码器和网络传输栈，如下图所示：

RPC 协议一般分为公有协议和私有协议。例如，HTTP、SMPP、WebService 等都是公有协议。如果是某个公司或者组织内部自定义、自己使用的，没有被国际标准化组织接纳和认可的协议，往往划为私有协议，例如 Thrift 协议和蚂蚁金服的 Bolt 协议。

RPC 和 HTTP 区别

RPC 和 HTTP 都是微服务间通信较为常用的方案之一，其实 RPC 和 HTTP 并不完全是同一个层次的概念，它们之间还是有所区别的。

RPC 是远程过程调用，其调用协议通常包括序列化协议和传输协议。序列化协议有基于纯文本的 XML 和 JSON、二进制编码的 Protobuf 和 Hessian。传输协议是指其底层网络传输所使用的协议，比如 TCP、HTTP。
可以看出 HTTP 是 RPC 的传输协议的一个可选方案，比如说 gRPC 的网络传输协议就是 HTTP。HTTP 既可以和 RPC 一样作为服务间通信的解决方案，也可以作为 RPC 中通信层的传输协议（此时与之对比的是 TCP 协议）。

Go 语言原生有 RPC 包，RPC 过程调用实现起来非常简单。服务端只需实现对外提供的远程过程方法和结构体，然后将其注册到 RPC 服务中，客户端就可以通过其服务名称和方法名称进行 RPC 方法调用。

gRPC 特点

在 gRPC 的客户端应用可以想调用本地对象一样直接调用另一台不同的机器上的服务端的应用的对象或者方法，这样在创建分布式应用的时候更容易。

语言无关，支持多种语言；
基于 IDL 文件定义服务，gRPC 使用 protocol buffer 作为接口定义语言（IDL）来描述服务接口和有效负载消息的结构。通过 proto3 工具生成指定语言的数据结构、服务端接口以及客户端 Stub。
通信协议基于标准的 HTTP/2 设计，支持双向流、消息头压缩、单 TCP 的多路复用、服务端推送等特性，这些特性使得 gRPC 在移动端设备上更加省电和节省网络流量；
序列化支持 PB（Protocol Buffer）和 JSON，PB 是一种语言无关的高性能序列化框架，基于 HTTP/2 + PB, 保障了 RPC 调用的高性能。

gRPC 使用和上面 RPC 使用方法类似，首先定义服务，指定其能够被远程调用的方法，包括参数和返回类型，这里使用 protobuf 来定义服务。在服务端实现定义的服务接口，并运行一个 gRPC 服务器来处理客户端调用。

1. 什么是grpc

gRpc 是一个高性能、开源和通用的 RPC 框架，面向移动和 HTTP/2 设计。目前提供 C、Java 和 Go 语言版本，分别是：grpc, grpc-java, grpc-go. 其中 C 版本支持 C, C++, Node.js, Python, Ruby, Objective-C, PHP 和 C# 支持.
gRPC 基于 HTTP/2 标准设计，带来诸如双向流、流控、头部压缩、单 TCP 连接上的多复用请求等特。这些特性使得其在移动设备上表现更好，更省电和节省空间占用。
参考：grpc官方文档英文版https://grpc.io/docs/
grpc官方文档中文版https://doc.oschina.net/grpc

2. 为什么我们要用grpc

生态好：背靠Google。还有比如nginx也对grpc提供了支持，参考链接
跨语言：跨语言，且自动生成sdk
性能高：比如protobuf性能高过json, 比如http2.0性能高过http1.1
强类型：编译器就给你解决了很大一部分问题
流式处理（基于http2.0）：支持客户端流式，服务端流式，双向流式

3. grpc 的优点是怎么实现的

3.1 grpc性能高：protobuf为什么比json性能高？

1. 什么是protobuf？

Protobuf是由Google开发的二进制格式，用于在不同服务之间序列化数据。是一种IDL（interface description language）语言

2. 他比json快多少？

快六倍，参考链接

3. 为什么protobuf比json快？

protobuf的二进制数据流和json数据流如下图

对比json数据和protobuf数据格式可以知道
体积小-无需分隔符：TLV存储方式不需要分隔符（逗号，双引号等）就能分隔字段，减少了分隔符的使用
体积小-空字段省略：若字段没有被设置字段值，那么该字段序列化时的数据是完全不存在的，即不需要进行编码，而json会传key和空值的value
体积小-tag二进制表示：是用字段的数字值然后转换成二进制进行表示的，比json的key用字符串表示更加省空间
编解码快：tag的里面存储了字段的类型，可以直接知道value的长度，或者当value是字符串的时候，则用length存储了长度，可以直接从length后取n个字节就是value的值，而如果不知道value的长度，我们就必须要做字符串匹配
细化了解protobuf的编码可以去看：varint 和 zigzag编码方式

3.2 grpc性能高：http2.0为什么比http1.1性能高？

多路复用

http2.0和http 1.* 还有 http1.1pipling的对比
示意图

http/1.* ：一次请求，一个响应，建立一个连接用完关闭，每一个请求都要建立一个连接
http1.1 pipeling: Pipeling解决方式为，若干个请求排队串行化单线程处理，后面的请求等待前面请求的返回才能获得执行机会，一旦有某请求超时等，后续请求只能被阻塞，毫无办法，也就是人们常说的线头阻塞
http2: 多个请求可同时在一个连接上并行执行。某个请求任务耗时严重，不会影响到其它连接的正常执行
grpc 多路复用还有哪些优点

减少了tcp的连接，降低了服务端和客户端对于内存，cpu等的压力
减少了tcp的连接，保证了不频繁触发tcp重新建立，这样就不会频繁有慢启动
减少了tcp的连接，使网络拥塞情况得以改善

为什么http/1.1不能实现多路复用而http2.0可以？

因为http/1.1传输是用的文本，而http2.0用的是二进制分帧传输

2. 头部压缩

固定字段压缩：http可以通过http对body进行gzip压缩，这样可以节省带宽，但是报文中header也有很多字段没有进行压缩，比如cookie， user agent accept，这些有必要进行压缩
避免重复：大量请求和响应的报文里面又很多字段值是重复的，所以有必要避免重复性
编码改进：字段是ascii编码，效率低，改成二进制编码可以提高
以上通过HPACK算法来进行实现，算法主要包含三个部分

静态字典：将常用的header字段整成字典,比如{“:method”:”GET”} 就可以用单个数字 2来表示
动态字典：没有在静态字典里面的一些头部字段，则用动态字典
Huffman 编码：压缩编码

3. 二进制分帧

在二进制分帧层上，HTTP 2.0 会将所有传输的信息分割为更小的消息和帧,并对它们采用二进制格式的编码，其中HTTP1.x的首部信息会被封装到Headers帧，而我们的request body则封装到Data帧里面。
这样分帧以后这些帧就可以乱序发送，然后根据每个帧首部的流标识符号进行组装
对比http/1.1因为是基于文本以换行符分割每一条key：value则会有以下问题：

一次只能处理一个请求或者响应，因为这种以分隔符分割消息的数据，在完成之前不能停止解析
解析这种数据无法预知需要多少内存，会给服务端有很大压力

4,. 服务器主动推送资源

由于支持服务器主动推送资源，则可以省去一部分请求。比如你需要两个文件1.html,1.css，如果是http1.0则需要请求两次，服务端返回两次。但是http2.0则可以客户端请求一次，然后服务端直接回吐两次

来源：
https://blog.csdn.net/Jailman/article/details/126056469
https://zhuanlan.zhihu.com/p/377860784?ivk_sa=1024320u

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