gRPC

Google Remote Procedure Call

gRPC 是 Google 开源的高性能 RPC 框架，基于 HTTP/2 + Protocol Buffers 实现跨语言的服务间通信。

REST vs gRPC 的传输形态

┏━━━━━━━━━━━━ REST API ━━━━━━━━━━━━┓
┃                                  ┃
┃  Client ━━ JSON ━━▶ Server       ┃  HTTP/1.1，文本格式，可读
┃                                  ┃  每个请求独立连接
┃  POST /api/users                 ┃
┃  { "name": "Alice" }             ┃
┃                                  ┃
┗━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┛


┏━━━━━━━━━━━━━ gRPC ━━━━━━━━━━━━━━━┓
┃                                  ┃
┃  Client ━━ protobuf ━━▶ Server   ┃  HTTP/2，二进制，不可读
┃                                  ┃  单连接多路复用
┃  UserService.CreateUser(...)     ┃  支持四种流式模式
┃                                  ┃
┗━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┛

基础概念

四种通信模式

gRPC 通过 .proto 中的 stream 关键字决定每个方法的模式：

Unary（一元）

最常见的”请求-响应”，类似 REST。

rpc GetUser(GetUserRequest) returns (User);

Client ──── request ────▶ Server
Client ◀─── response ─── Server

Server Streaming（服务端流）

客户端发一次，服务端持续推送多个响应。

rpc Subscribe(SubscribeRequest) returns (stream Event);

Client ──── request ────▶ Server
Client ◀── response 1 ── Server
Client ◀── response 2 ── Server
Client ◀── response 3 ── Server
...

适用：服务端推送（通知、实时数据订阅），类似 SSE 但走 HTTP/2。

Client Streaming（客户端流）

客户端持续发多个请求，服务端最后返回一次响应。

rpc UploadLog(stream LogEntry) returns (UploadSummary);

Client ──── request 1 ──▶ Server
Client ──── request 2 ──▶ Server
Client ──── request 3 ──▶ Server
Client ◀── response ──── Server

适用：文件分块上传、批量日志上报。

Bidirectional Streaming（双向流）

客户端和服务端同时持续互发消息，顺序独立。

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

Client ◀──▶ request / response ◀──▶ Server
          （任意顺序、任意数量）

适用：聊天、实时协同、游戏状态同步。

HTTP/2 的底层优势

gRPC 选 HTTP/2 而不是 HTTP/1.1 的核心原因：

基本使用

1. 写 .proto

syntax = "proto3";

package user.v1;

service UserService {
  rpc GetUser(GetUserRequest) returns (User);
  rpc ListUsers(ListUsersRequest) returns (stream User);
}

message GetUserRequest {
  string id = 1;
}

message ListUsersRequest {
  int32 page_size = 1;
}

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

详见 Protobuf。

2. codegen 生成多语言代码

# Go
% protoc --go_out=. --go-grpc_out=. user.proto

# TypeScript（Node.js 服务端）
% protoc --ts_out=. user.proto

生成的文件包含消息类型定义和 Service 的 Stub 代码。

3. 服务端实现

import { Server, ServerCredentials } from "@grpc/grpc-js";
import { UserServiceService, UserServiceServer } from "./gen/user_grpc_pb";

const userServer: UserServiceServer = {
  getUser: (call, callback) => {
    const id = call.request.getId();
    const user = db.findUser(id);
    callback(null, user);
  },
  listUsers: (call) => {
    for (const u of db.listUsers()) {
      call.write(u);
    }
    call.end();
  },
};

const server = new Server();
server.addService(UserServiceService, userServer);
server.bindAsync("0.0.0.0:50051", ServerCredentials.createInsecure(), () => {
  server.start();
});

4. 客户端调用

import { credentials } from "@grpc/grpc-js";
import { UserServiceClient } from "./gen/user_grpc_pb";
import { GetUserRequest } from "./gen/user_pb";

const client = new UserServiceClient(
  "localhost:50051",
  credentials.createInsecure(),
);

const req = new GetUserRequest();
req.setId("1");

client.getUser(req, (err, user) => {
  if (err) throw err;
  console.log(user.getName());
});

浏览器方案：gRPC-Web 与 ConnectRPC

gRPC 原生无法跑在浏览器（浏览器 fetch / XHR 拿不到 HTTP/2 trailer），两种主流方案：

调试工具

gRPC 的二进制格式不能用浏览器 DevTools 直接看，常用工具：

与其他方案的对比