gRPC 入门指南

什么是 gRPC

gRPC 是由 Google 开源的高性能 RPC 框架，基于 HTTP/2 和 Protocol Buffers。它支持多种编程语言，提供双向流、流控、认证等特性。

Protocol Buffers

定义服务

使用 .proto 文件定义服务和消息结构：

syntax = "proto3";

package user;

service UserService {
    rpc GetUser (GetUserRequest) returns (User);
    rpc ListUsers (ListUsersRequest) returns (ListUsersResponse);
    rpc UpdateUser (UpdateUserRequest) returns (User);
    rpc WatchUser (WatchUserRequest) returns (stream UserEvent);
}

message GetUserRequest {
    string user_id = 1;
}

message User {
    string id = 1;
    string name = 2;
    string email = 3;
    int64 created_at = 4;
}

message ListUsersRequest {
    int32 page = 1;
    int32 page_size = 2;
}

message ListUsersResponse {
    repeated User users = 1;
    int32 total = 2;
}

数据类型

.proto 类型	Go 类型	Java 类型	说明
double	float64	double	64位浮点
float	float32	float	32位浮点
int32	int32	int	变长编码
int64	int64	long	变长编码
string	string	String	UTF-8 字符串
bytes	[]byte	ByteString	字节数组

四种通信模式

一元 RPC（Unary）

请求-响应模式，类似传统 HTTP：

rpc GetUser(GetUserRequest) returns (User);

服务端流式

服务端持续发送数据流：

// 服务端
func (s *server) WatchUser(req *pb.WatchUserRequest, stream pb.UserService_WatchUserServer) error {
    for {
        event := getUserEvent(req.UserId)
        if err := stream.Send(event); err != nil {
            return err
        }
        time.Sleep(1 * time.Second)
    }
}

客户端流式

客户端持续发送数据流：

rpc UploadLogs(stream LogEntry) returns (UploadResponse);

双向流式

双方可以独立发送数据：

rpc Chat(stream ChatMessage) returns (stream ChatMessage);

func (s *server) Chat(stream pb.ChatService_ChatServer) error {
    for {
        msg, err := stream.Recv()
        if err == io.EOF {
            return nil
        }
        if err != nil {
            return err
        }
        // 处理消息并回复
        stream.Send(&pb.ChatMessage{...})
    }
}

gRPC vs REST

特性	gRPC	REST
协议	HTTP/2	HTTP 1.1/2
数据格式	Protocol Buffers（二进制）	JSON/XML（文本）
接口定义	强类型（.proto）	无标准（常用 OpenAPI）
流式通信	原生支持	需 WebSocket
浏览器支持	需 gRPC-Web	原生
调试工具	需特殊工具	curl / Postman
性能	高（二进制 + HTTP/2）	中等

中间件（Interceptor）

// 服务端拦截器：日志记录
func loggingInterceptor(ctx context.Context, req interface{},
    info *grpc.UnaryServerInfo, handler grpc.UnaryHandler) (interface{}, error) {
    log.Printf("gRPC call: %s", info.FullMethod)
    start := time.Now()
    resp, err := handler(ctx, req)
    log.Printf("gRPC call %s completed in %v", info.FullMethod, time.Since(start))
    return resp, err
}

// 注册拦截器
server := grpc.NewServer(
    grpc.UnaryInterceptor(loggingInterceptor),
)

最佳实践

• 使用 google/protobuf/wrappers.proto 处理可选字段
• 合理设置消息大小限制（默认 4MB）
• 启用 gzip 压缩减少带宽
• 使用健康检查协议实现服务探活
• 谨慎设计 proto 文件，字段号一旦发布不宜修改