什么是grpc
详细文档：
https://doc.oschina.net/grpc?t=58008
- 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。
- gRPC 默认使用 protocol buffers
- 参考：grpc官方文档英文版 和 grpc官方文档中文版
- github : https://github.com/grpc/grpc-go
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
grpc 的优点是怎么实现的
grpc性能高：protobuf为什么比json性能高？
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
他比json快多少？
- 快六倍，参考链接
为什么protobuf比json快？
- protobuf的二进制数据流如下图
json格式
{"content":"test","user":"test","user_id":"test"}
- 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
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
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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
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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
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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
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grpc 多路复用还有哪些优点
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- 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
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为什么http/1.1不能实现多路复用而http2.0可以？
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- 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
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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
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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
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编码改进：字段是ascii编码，效率低，改成二进制编码可以提高
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以上通过HPACK算法来进行实现，算法主要包含三个部分
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- 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。
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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
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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：
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- 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
protobuf 使用
上面我们也说protobuf 的各种优势，但其实他在我们实际应用到底怎么用呢？
微服务架构中，由于每个服务对应的代码库是独立运行的，无法直接调用，彼此间的通信就是个大问题.
gRPC可以实现将大的项目拆分为多个小且独立的业务模块，也就是服务。各服务间使用高效的protobuf协议进行RPC调用，gRPC默认使用protocol buffers，这是google开源的一套成熟的结构数据序列化机制
可以用proto files创建gRPC服务，用message类型来定义方法参数和返回类型，相当于提前定义好接口，并且这个接口一但更改，客户端和服务端都要改
当然也可以使用其他数据格式如JSON,甚至不用gRpc 直接用http 也可以，之所以用gRpc和protobuf是因为他的这些优点
当然如果服务不是特别多，直接http 反而更为方便
protoc 是什么
protoc是 protocol compiler，是protocol 编译器。
当我们从 https://github.com/protocolbu...官网安装protobuf后，在命令行，就会有一个 protoc shell脚本命令。
目前 protoc 编译器支持的语言有以下几种。
我们使用protoc 命令行可以把.proto 文件转译成各种编程语言对应的源码，包含数据类型定义、调用接口等。
protoc 命令把.proto文件转成go的过程有两步
- 解析.proto文件，转译成protobuf的原生数据结构在内存中保存；
- 把protobuf相关的数据结构传递给相应语言的编译插件，由插件负责根据接收到的protobuf原生结构渲染输出特定语言的模板。（对应go的protoc-gen-go）
安装
到github 地址,下载即可，这里使用win64
https://github.com/protocolbuffers/protobuf/releases
下载解压后如下图
将bin目录添加到环境变量中，使其可以全局使用
测试
随便那个路径开个CMD, 输入
protoc
可以看到如下图
同时也有protoc编译工具的各个选项含义
protoc-gen-go
在官方文档里，
https://pkg.go.dev/github.com...里说明到
protoc-gen-go 是 Google protobuf编译器生成 Go 代码的插件。
因为protoc编译器，默认没有包含go语言代码生成器，所以需要单独安装插件
安装后会在GOPATH目录下生成可执行文件，protobuf的编译器插件protoc-gen-go，等下执行protoc命令会自动调用这个插件
安装
执行命令
go get -u github.com/golang/protobuf/protoc-gen-go
会自动下载到，你的$GOPATH/pkg/mod里，自动在go.mod文件中添加依赖
proto 语法
详细参考：
https://developers.google.cn/protocol-buffers/docs/proto3?hl=zh-cn
https://segmentfault.com/a/1190000007917576
https://developers.google.com/protocol-buffers/docs/gotutorial
hello World
写一个最基本的hello world gRpc 服务，
创建项目的基本步骤
# 创建项目目录
mkdir gRpc
# 切换到项目目录
cd gRpc
# 创建RPC协议目录
mkdir proto
# 初始化go模块配置，用来管理第三方依赖, 本例子，项目模块名是：gRpc
go mod init gRpc
# 添加依赖
go get -u github.com/golang/protobuf/protoc-gen-go
由于之前已经已经下载过，所有这个命令只会在go.mod文件中增加依赖
此时的目录结构
定义服务接口
定义服务，其实就是通过protobuf语法定义语言平台无关的接口。
文件：gRpc/proto/helloworld.proto
// 指定的当前proto语法的版本，有2和3,这里用 3
// 这个必须在第一行
syntax = "proto3";
// 指定包名和目录
// 这种不会 在 xxx.pb.go 文件插入包名,并且目录是当前目录不会创建文件夹
// 需要自己修改包名
// option go_package = "./";
// 这种会 在 xxx.pb.go 文件插入包名,并且会创建helloworld 文件夹
option go_package = "./gRpc";
// 定义Greeter服务
service Greeter {
// 定义SayHello方法，接受HelloRequest消息， 并返回HelloResponse消息
rpc SayHello (HelloRequest) returns (HelloResponse) {};
}
// 定义HelloRequest消息
message HelloRequest {
// name字段
string name = 1;
}
// 定义HelloResponse消息
message HelloResponse {
// message字段
string message = 1;
}
Greeter服务提供了一个SayHello接口，请求SayHello接口，
需要传递一个包含name字段的HelloRequest消息，
返回包含message字段的HelloResponse消息。
编译proto协议文件生成 xxx.pb.go 文件
上面通过proto定义的接口，没法直接在代码中使用，因此需要通过protoc编译器，将proto协议文件，编译成go语言代码。
# 切换到helloworld项目根目录，执行命令
protoc -I proto/ --go_out=plugins=grpc:proto proto/helloworld.proto
如果出现问题：参考文章最后的解决办法
protoc命令参数说明:
- -I 指定代码输出目录，忽略服务定义的包名，否则会根据包名创建目录
- --go_out 指定代码输出目录，格式：--go_out=plugins=grpc:目录名
- 命令最后面的参数是proto协议文件
编译成功后在proto目录生成了/helloworld/helloworld.pb.go文件，里面包含了，我们的服务和接口定义。
添加依赖
可以看到上面有很多依赖错误，使用
go mod tidy
更新下依赖
实现服务端代码并启动
文件： server.go
package main
import (
"log"
"net"
"golang.org/x/net/context"
// 导入grpc包
"google.golang.org/grpc"
"google.golang.org/grpc/reflection"
// 导入刚才我们生成的代码所在的proto包。
pb "gRpc/proto/gRpc"
)
// 定义server，用来实现proto文件，里面实现的Greeter服务里面的接口
type server struct{}
// 实现SayHello接口
// 第一个参数是上下文参数，所有接口默认都要必填
// 第二个参数是我们定义的HelloRequest消息
// 返回值是我们定义的HelloResponse消息，error返回值也是必须的。
func (s *server) SayHello(ctx context.Context, in *pb.HelloRequest) (*pb.HelloResponse, error) {
// 创建一个HelloResponse消息，设置Message字段，然后直接返回。
return &pb.HelloResponse{Message: "Hello " + in.Name}, nil
}
func main() {
// 监听127.0.0.1:50051地址
lis, err := net.Listen("tcp", "127.0.0.1:50051")
if err != nil {
log.Fatalf("failed to listen: %v", err)
}
// 实例化grpc服务端
s := grpc.NewServer()
// 注册Greeter服务
pb.RegisterGreeterServer(s, &server{})
// 往grpc服务端注册反射服务
reflection.Register(s)
// 启动grpc服务
if err := s.Serve(lis); err != nil {
log.Fatalf("failed to serve: %v", err)
}
}
启动服务端
# 切换到项目根目录，运行命令
go run server.go
实现客户端代码
文件：client.go
package main
import (
"log"
"time"
"golang.org/x/net/context"
// 导入grpc包
"google.golang.org/grpc"
// 导入刚才我们生成的代码所在的proto包。
pb "gRpc/proto/gRpc"
)
const (
defaultName = "makalo"
)
func main() {
// 连接grpc服务器
conn, err := grpc.Dial("localhost:50051", grpc.WithInsecure())
if err != nil {
log.Fatalf("did not connect: %v", err)
}
// 延迟关闭连接
defer conn.Close()
// 初始化Greeter服务客户端
c := pb.NewGreeterClient(conn)
// 初始化上下文，设置请求超时时间为1秒
ctx, cancel := context.WithTimeout(context.Background(), time.Second)
// 延迟关闭请求会话
defer cancel()
// 调用SayHello接口，发送一条消息
r, err := c.SayHello(ctx, &pb.HelloRequest{Name: "makalo"})
if err != nil {
log.Fatalf("could not greet: %v", err)
}
// 打印服务的返回的消息
log.Printf("Greeting: %s", r.Message)
}
运行
# 切换到项目根目录，运行命令
go run client.go
运行结果，至此我们已经完成 rpc 通信
目录结构
PS F:\go\src\gRpc> tree /F
文件夹 PATH 列表
卷序列号为 8DFC-EB47
F:.
│ client.go 客户端代码
│ go.mod go mod 文件
│ go.sum go mod 依赖关系文件
│ server.go 服务端代码
│
└─proto
│ helloworld.proto rpc协议文件
│
└─gRpc
helloworld.pb.go rpc协议go版本的代码
中间出现的错误
'protoc-gen-go' 不是内部或外部命令，也不是可运行的程序
protoc -I proto/ --go_out=plugins=grpc:proto proto/helloworld.proto
去看看你的 $GOPATH/bin有没有 protoc-gen-go.exe，文件如果没有，就说虽然它下载了代码库但是，并没有编译
我们上面添加依赖的链接是
github.com/golang/protobuf/protoc-gen-go
我们到 $GOPATH/pkg/mod，按照上面目录依次往下找即可，找到源码库
找到之后进入这代码库，重新编译生成可执行文件名称为protoc-gen-go.exe
go build -o protoc-gen-go.exe main.go
将这个可执行文件剪切到$GOPATH/bin（其他目录也可以，只要能全局调用，只不过，这个目录我们一开始最开始搭环境的时候就配置了环境变量）
vscode 中无法识别 protoc 命令
重启vscode 终端
protoc-gen-go: unable to determine Go import path for "helloworld.proto"
protoc-gen-go: unable to determine Go import path for "helloworld.proto"
Please specify either:
• a "go_package" option in the .proto source file, or
• a "M" argument on the command line.
See https://developers.google.com/protocol-buffers/docs/reference/go-generated#package for more information.
--go_out: protoc-gen-go: Plugin failed with status code 1.
需要指定 go_package 参数
option go_package = "./helloworld";
参考：
https://developers.google.cn/protocol-buffers/docs/gotutorial?hl=zh-cn