背景

gRPC是google開源的高性能跨語言的RPC方案。gRPC的設(shè)計(jì)目標(biāo)是在任何環(huán)境下運(yùn)行，支持可插拔的負(fù)載均衡，跟蹤，運(yùn)行狀況檢查和身份驗(yàn)證。它不僅支持?jǐn)?shù)據(jù)中心內(nèi)部和跨數(shù)據(jù)中心的服務(wù)調(diào)用，它也適用于分布式計(jì)算的最后一公里，將設(shè)備，移動(dòng)應(yīng)用程序和瀏覽器連接到后端服務(wù)。

• https:///

• https://github.com/grpc/grpc

GRPC設(shè)計(jì)的動(dòng)機(jī)和原則

• https:///blog/principles

個(gè)人覺得官方的文章令人印象深刻的點(diǎn)：

• 內(nèi)部有Stubby的框架，但是它不是基于任何一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的

• 支持任意環(huán)境使用，支持物聯(lián)網(wǎng)、手機(jī)、瀏覽器

• 支持stream和流控

HTTP/2是什么

在正式討論gRPC為什么選擇HTTP/2之前，我們先來簡單了解下HTTP/2。

HTTP/2可以簡單用一個(gè)圖片來介紹：來自：https:///

可以看到：

• HTTP/1里的header對(duì)應(yīng)HTTP/2里的 HEADERS frame

• HTTP/1里的payload對(duì)應(yīng)HTTP/2里的 DATA frame

在Chrome瀏覽器里，打開 chrome://net-internals/#http2，可以看到http2鏈接的信息。目前很多網(wǎng)站都已經(jīng)跑在HTTP/2上了，包括alibaba。

gRPC over HTTP/2

準(zhǔn)確來說gRPC設(shè)計(jì)上是分層的，底層支持不同的協(xié)議，目前gRPC支持：

• gRPC over HTTP2

• gRPC Web

但是大多數(shù)情況下，討論都是基于gRPC over HTTP2。

下面從一個(gè)真實(shí)的gRPC SayHello請(qǐng)求，查看它在HTTP/2上是怎樣實(shí)現(xiàn)的。用wireshark抓包：

可以看到下面這些Header：

• Header: :authority: localhost:50051

• Header: :path: /helloworld.Greeter/SayHello

• Header: :method: POST

• Header: :scheme: http

• Header: content-type: application/grpc

• Header: user-agent: grpc-java-netty/1.11.0

然后請(qǐng)求的參數(shù)在DATA frame里：

• GRPC Message: /helloworld.Greeter/SayHello, Request

簡而言之，gGRPC把元數(shù)據(jù)放到HTTP/2 Headers里，請(qǐng)求參數(shù)序列化之后放到 DATA frame里。

基于HTTP/2 協(xié)議的優(yōu)點(diǎn)

HTTP/2 是一個(gè)公開的標(biāo)準(zhǔn)

Google本身把這個(gè)事情想清楚了，它并沒有把內(nèi)部的Stubby開源，而是選擇重新做?，F(xiàn)在技術(shù)越來越開放，私有協(xié)議的空間越來越小。

HTTP/2 是一個(gè)經(jīng)過實(shí)踐檢驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)

HTTP/2是先有實(shí)踐再有標(biāo)準(zhǔn)，這個(gè)很重要。很多不成功的標(biāo)準(zhǔn)都是先有一大堆廠商討論出標(biāo)準(zhǔn)后有實(shí)現(xiàn)，導(dǎo)致混亂而不可用，比如CORBA。HTTP/2的前身是Google的SPDY，沒有Google的實(shí)踐和推動(dòng)，可能都不會(huì)有HTTP/2。

HTTP/2 天然支持物聯(lián)網(wǎng)、手機(jī)、瀏覽器

實(shí)際上先用上HTTP/2的也是手機(jī)和手機(jī)瀏覽器。移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)推動(dòng)了HTTP/2的發(fā)展和普及。

基于HTTP/2 多語言客戶端實(shí)現(xiàn)容易

只討論協(xié)議本身的實(shí)現(xiàn)，不考慮序列化。

• 每個(gè)流行的編程語言都會(huì)有成熟的HTTP/2 Client

• HTTP/2 Client是經(jīng)過充分測試，可靠的

• 用Client發(fā)送HTTP/2請(qǐng)求的難度遠(yuǎn)低于用socket發(fā)送數(shù)據(jù)包/解析數(shù)據(jù)包

HTTP/2支持Stream和流控

在業(yè)界，有很多支持stream的方案，比如基于websocket的，或者rsocket。但是這些方案都不是通用的。

HTTP/2里的Stream還可以設(shè)置優(yōu)先級(jí)，盡管在rpc里可能用的比較少，但是一些復(fù)雜的場景可能會(huì)用到。

基于HTTP/2 在Gateway/Proxy很容易支持

• nginx對(duì)gRPC的支持：https://www./blog/nginx-1-13-10-grpc/

• envoy對(duì)gRPC的支持：https://www./docs/envoy/latest/intro/arch_overview/grpc#

HTTP/2 安全性有保證

• HTTP/2 天然支持SSL，當(dāng)然gRPC可以跑在clear text協(xié)議（即不加密）上。

• 很多私有協(xié)議的rpc可能自己包裝了一層TLS支持，使用起來也非常復(fù)雜。開發(fā)者是否有足夠的安全知識(shí)？使用者是否配置對(duì)了？運(yùn)維者是否能正確理解？

• HTTP/2 在公有網(wǎng)絡(luò)上的傳輸上有保證。比如這個(gè)CRIME攻擊，私有協(xié)議很難保證沒有這樣子的漏洞。

HTTP/2 鑒權(quán)成熟

• 從HTTP/1發(fā)展起來的鑒權(quán)系統(tǒng)已經(jīng)很成熟了，可以無縫用在HTTP/2上

• 可以從前端到后端完全打通的鑒權(quán)，不需要做任何轉(zhuǎn)換適配

比如傳統(tǒng)的rpc dubbo，需要寫一個(gè)dubbo filter，還要考慮把鑒權(quán)相關(guān)的信息通過thread local傳遞進(jìn)去。rpc協(xié)議本身也需要支持?？傊?，非常復(fù)雜。實(shí)際上絕大部分公司里的rpc都是沒有鑒權(quán)的，可以隨便調(diào)。

基于HTTP/2 的缺點(diǎn)

• rpc的元數(shù)據(jù)的傳輸不夠高效

  盡管HPAC可以壓縮HTTP Header，但是對(duì)于rpc來說，確定一個(gè)函數(shù)調(diào)用，可以簡化為一個(gè)int，只要兩端去協(xié)商過一次，后面直接查表就可以了，不需要像HPAC那樣編碼解碼。 可以考慮專門對(duì)gRPC做一個(gè)優(yōu)化過的HTTP/2解析器，減少一些通用的處理，感覺可以提升性能。

• HTTP/2 里一次gRPC調(diào)用需要解碼兩次

  一次是HEADERS frame，一次是DATA frame。

• HTTP/2 標(biāo)準(zhǔn)本身是只有一個(gè)TCP連接，但是實(shí)際在gRPC里是會(huì)有多個(gè)TCP連接，使用時(shí)需要注意。

gRPC選擇基于HTTP/2，那么它的性能肯定不會(huì)是最頂尖的。但是對(duì)于rpc來說中庸的qps可以接受，通用和兼容性才是最重要的事情。

• 官方的benchmark：https:///docs/guides/benchmarking.html

• https://github.com/hank-whu/rpc-benchmark

Google制定標(biāo)準(zhǔn)的能力

近10年來，Google制定標(biāo)準(zhǔn)的能力越來越強(qiáng)。下面列舉一些標(biāo)準(zhǔn)：

• HTTP/2

• WebP圖片格式

• WebRTC 網(wǎng)頁即時(shí)通信

• VP9/AV1 視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)

• Service Worker/PWA

當(dāng)然google也并不都會(huì)成功，很多事情它想推也失敗了，比如Chrome的Native Client。

gRPC目前是k8s生態(tài)里的事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)。 gRPC是否會(huì)成為更多地方，更大領(lǐng)域的RPC標(biāo)準(zhǔn)？

為什么會(huì)出現(xiàn)gRPC

準(zhǔn)確來說為什么會(huì)出現(xiàn)基于HTTP/2的RPC？

個(gè)人認(rèn)為一個(gè)重要的原因是，在Cloud Native的潮流下，開放互通的需求必然會(huì)產(chǎn)生基于HTTP/2的RPC。即使沒有g(shù)RPC，也會(huì)有其它基于HTTP/2的RPC。

gRPC在Google的內(nèi)部也是先用在Google Cloud Platform和公開的API上：https://opensource.google.com/projects/grpc

盡管gRPC它可能替換不了內(nèi)部的RPC實(shí)現(xiàn)，但是在開放互通的時(shí)代，不止在k8s上，gRPC會(huì)有越來越多的舞臺(tái)可以施展。