【Go系列】RPC和grpc

承上启下

介绍完了Go怎么实现RESTFul api，不可避免的，今天必须得整一下rpc这个概念。rpc是什么呢，很多人都想把rpc和http一起对比，但是他们不是一个概念。RPC是一种思想，可以基于tcp，可以基于udp也可以基于http。我们详细学习下把。

开始学习

RPC，听起来是不是有点像“人品差”？别误会，这里的RPC可是“远程过程调用”的缩写，它可是一个让我们的代码能够隔空打牛、远程操控的神奇技能！

什么是RPC？

简单来说，RPC就是让你在本地调用一个函数，却能够远程执行另一台机器上的代码。想象一下，你在家里的沙发上按了一个遥控器，结果远在千里之外的咖啡机开始给你煮咖啡，是不是很神奇？RPC就是这么个神奇的“遥控器”。

Go如何实现RPC？

在Go语言中，实现RPC就跟泡方便面一样简单。以下是泡面的步骤：

1. 准备调料包（定义服务）：首先，你需要定义一个服务，也就是你的远程函数。这就像把调料包准备好，等着加水泡。

type HelloService struct{}func (p *HelloService) Hello(request string, reply *string) error {*reply = "hello, " + requestreturn nil
}

烧开水（注册服务）：然后，你需要把服务注册到RPC服务器上，就像把调料包放进烧开的水里。

rpc.RegisterName("HelloService", new(HelloService))

泡方便面（启动服务器）：接下来，启动RPC服务器，等待客户端调用。

lis, _ := net.Listen("tcp", ":1234")
rpc.Accept(lis)

品尝美味（调用服务）：最后，客户端就可以远程调用你的服务了，就像品尝美味的方便面。

client, _ := rpc.Dial("tcp", "localhost:1234")
var reply string
err := client.Call("HelloService.Hello", "world", &reply)

grpc库的使用

说到RPC，怎能不提/grpc/这个库呢？它可是RPC界的“老干妈”，让RPC变得更加美味。

gRPC，这个由Google开发的高性能、开源的RPC框架。gRPC基于HTTP/2协议，使用Protocol Buffers作为接口定义语言，支持多种编程语言。以下是gRPC的详细介绍：

1. gRPC的特点

• 多语言支持：gRPC支持多种编程语言，包括C++、Java、Python、Go、Ruby、C#、Node.js等。
• 基于HTTP/2：gRPC使用HTTP/2作为传输协议，支持双向流、流控、头部压缩等特性，使得通信更加高效。
• 协议缓冲（Protocol Buffers）：gRPC使用Protocol Buffers来定义服务接口和消息格式，它是一种轻量级的数据交换格式，可以跨平台和语言使用。
• 同步和异步：gRPC客户端提供了同步和异步的API，可以根据需要选择不同的调用方式。
• 负载均衡：gRPC原生支持负载均衡，可以通过名称解析来发现服务实例。
• 认证：gRPC支持多种认证机制，如SSL/TLS、JWT等。

2. gRPC的工作流程

1. 定义服务：使用Protocol Buffers定义服务接口和消息类型。

   syntax = "proto3";service YourService {rpc YourMethod (YourRequest) returns (YourResponse);
   }message YourRequest {// request fields
   }message YourResponse {// response fields
   }
   

2. 生成代码：使用Protocol Buffers编译器protoc生成服务端和客户端的代码。

   protoc --go_out=plugins=grpc:. your_service.proto
   

3. 实现服务端：实现生成的服务端接口。

   type server struct{}func (s *server) YourMethod(ctx context.Context, in *pb.YourRequest) (*pb.YourResponse, error) {// implement the method
   }func main() {lis, err := net.Listen("tcp", ":50051")if err != nil {log.Fatalf("failed to listen: %v", err)}s := grpc.NewServer()pb.RegisterYourServiceServer(s, &server{})if err := s.Serve(lis); err != nil {log.Fatalf("failed to serve: %v", err)}
   }
   

4. 实现客户端：使用生成的客户端代码调用服务。

   conn, err := grpc.Dial("localhost:50051", grpc.WithInsecure(), grpc.WithBlock())
   if err != nil {log.Fatalf("did not connect: %v", err)
   }
   defer conn.Close()
   c := pb.NewYourServiceClient(conn)ctx, cancel := context.WithTimeout(context.Background(), time.Second)
   defer cancel()
   r, err := c.YourMethod(ctx, &pb.YourRequest{})
   if err != nil {log.Fatalf("could not greet: %v", err)
   }
   log.Printf("Response: %s", r.GetField())
   

3. gRPC的四种调用类型

• 简单RPC：客户端发送一个请求到服务器，并等待响应，就像普通的函数调用。
• 服务器流式RPC：客户端发送一个请求到服务器，并获取一个流来读取一系列消息。客户端读取直到没有更多的消息。
• 客户端流式RPC：客户端写入一系列消息并发送到服务器，一旦客户端完成消息写入，它等待服务器读取这些消息并返回一个响应。
• 双向流式RPC：双方使用读写流发送一系列消息。两个流独立操作，因此客户端和服务器可以按照自己喜欢的顺序读写。

4. gRPC的安全性和认证

gRPC支持以下安全性措施：

• 传输安全性：通过TLS/SSL来保证传输过程中的数据加密。
• 认证：gRPC支持基于Token的认证机制，如OAuth 2.0。
• 权限和审计：可以通过中间件来添加权限检查和审计日志。

5. gRPC的负载均衡

gRPC支持以下负载均衡策略：

• 名称解析：gRPC客户端可以使用名称解析来发现服务实例。
• 轮询：简单的轮询策略，将请求轮流分配到不同的服务器。
• 基于权重的轮询：根据服务器的权重分配请求。
• 故障转移：在主服务器故障时，请求会被转发到备用服务器。

restful与rpc

通过以上的介绍，我们都了解RPC（远程过程调用）和HTTP（超文本传输协议）是完全不同的概念，我们反倒是可以跟Restful API进行对比，：

RPC与HTTP的区别：

1. 目的与设计哲学：

• RPC：旨在实现远程函数调用，让远程服务调用看起来像本地函数调用一样简单。
• HTTP：是一种用于传输超媒体文档的应用层协议，主要用于Web浏览器和服务器之间的通信。

2. 通信方式：

• RPC：通常采用二进制协议，数据传输效率较高。
• HTTP：采用文本格式（如JSON、XML），可读性较好，但传输效率相对较低。

3. 传输协议：

• RPC：可以使用多种传输协议，如TCP、UDP，甚至HTTP。
• HTTP：默认使用HTTP/1.1或HTTP/2，基于TCP。

4. 性能：

• RPC：通常提供更低的延迟和更高的吞吐量，因为它通常使用更高效的序列化/反序列化机制。
• HTTP：由于HTTP协议的文本特性，性能通常不如RPC。

5. 客户端和服务端实现：

• RPC：需要特定的客户端和服务端库来处理消息的序列化和反序列化。
• HTTP：可以直接使用标准的HTTP客户端和服务器，如Web浏览器和Web服务器。

RPC与RESTful API的优缺点：

RPC的优点：

• 性能：通常RPC框架提供更高效的序列化/反序列化机制，如Protocol Buffers或MessagePack，性能更优。
• 简单性：RPC让远程调用看起来像本地函数调用，开发体验更接近于本地编程。
• 强类型：许多RPC框架支持静态类型，有助于在编译时发现错误。

RPC的缺点：

• 耦合性：RPC可能导致客户端和服务端之间的强耦合，因为它们需要共享接口定义。
• 标准化：相比RESTful API，RPC的标准化程度较低，不同框架之间可能不兼容。

RESTful API的优点：

• 无状态：RESTful API是无状态的，有助于构建可伸缩的系统。
• 标准化：基于HTTP协议，有广泛的工具和库支持。
• 可缓存：HTTP的缓存机制可以用于优化性能。

RESTful API的缺点：

• 性能：由于HTTP的文本特性，性能可能不如二进制的RPC协议。
• 复杂性：对于复杂的操作，RESTful API可能需要多个请求来完成任务，而RPC可以一个调用完成。

总的来说，RPC和RESTful API各有适用场景。RPC更适合内部服务之间的通信，特别是对性能有高要求的场景。而RESTful API更适合面向资源的Web服务，尤其是需要被Web浏览器直接访问的场景。选择哪种协议取决于具体的应用需求、性能要求和开发团队的偏好。