2. gRPC 基础回顾：Protocol Buffers 定义、一元RPC、服务端流式RPC、客户端流式RPC、双向流式RPC

在深入事务边界之前，必须牢固掌握 gRPC 的通信基石。本章将系统回顾 Protocol Buffers 的定义语法以及四种 RPC 模式，为后续讨论分布式事务中的消息流、状态同步与边界划分建立统一的技术语境。

2.1 Protocol Buffers 定义与核心语法

Protocol Buffers（protobuf）是 gRPC 的接口定义语言（IDL）与序列化协议。一个典型的 .proto 文件包含消息结构、字段编号、字段类型以及服务接口声明。

2.1.1 消息定义示例

syntax = "proto3";

package transaction.v1;

// 订单请求
message OrderRequest {
  string order_id = 1;
  string user_id = 2;
  double amount = 3;
  int32 quantity = 4;
  map<string, string> metadata = 5;
}

// 订单响应
message OrderResponse {
  string transaction_id = 1;
  bool success = 2;
  string message = 3;
  int64 timestamp = 4;
}

2.1.2 字段规则与类型速查

2.2 一元 RPC（Unary RPC）

一元 RPC 是最基础的请求-响应模式：客户端发送一个请求，服务端返回一个响应。语义上等价于 HTTP/1.1 的 POST 请求，但基于 HTTP/2 和 protobuf 序列化，延迟更低。

2.2.1 服务定义

service OrderService {
  // 一元 RPC：创建订单
  rpc CreateOrder(OrderRequest) returns (OrderResponse);
}

2.2.2 适用场景与事务边界

• 适用： 简单查询、单记录写入、幂等校验。
• 事务边界： 一次 RPC 调用对应一个本地数据库事务；若涉及多个资源，需引入分布式事务协调器。
• 超时处理： 客户端应设置合理超时（如 5s），超时后需考虑是否重试或回滚。

2.3 服务端流式 RPC（Server Streaming RPC）

客户端发送一个请求，服务端返回一个消息流。适用于服务端需要推送多条数据的场景，如批量查询结果、事件订阅。

2.3.1 服务定义

service OrderService {
  // 服务端流式：查询订单历史
  rpc ListOrders(OrderRequest) returns (stream OrderResponse);
}

2.3.2 事务场景分析

2.4 客户端流式 RPC（Client Streaming RPC）

客户端发送一个消息流，服务端在接收完所有消息后返回一个响应。适用于批量上传、日志聚合、大数据写入等场景。

2.4.1 服务定义

service OrderService {
  // 客户端流式：批量提交订单
  rpc BatchCreateOrders(stream OrderRequest) returns (OrderResponse);
}

2.4.2 事务边界挑战

• 原子性： 客户端流中的每条消息是否属于同一个事务？通常需要客户端在流结束时显式声明“提交”或“回滚”。
• 缓冲策略： 服务端应设计缓冲区，在流未结束时暂存数据，避免每条消息都开启独立事务。
• 错误处理： 流中某条消息校验失败，是否整体回滚？建议使用 oneof 在流末尾携带事务控制指令。

message BatchRequest {
  oneof request_type {
    OrderRequest order = 1;
    CommitRequest commit = 2;   // 提交事务
    RollbackRequest rollback = 3; // 回滚事务
  }
}

2.5 双向流式 RPC（Bidirectional Streaming RPC）

客户端和服务端可以独立发送和接收消息流，两者完全异步。这是 gRPC 最灵活的模式，也是分布式事务协调中最常用的模式。

2.5.1 服务定义

service TransactionCoordinator {
  // 双向流式：事务协调
  rpc Coordinate(stream TransactionEvent) returns (stream TransactionResult);
}

2.5.2 四种 RPC 模式对比

2.6 四种 RPC 模式与事务边界关系图

下图展示了四种 RPC 模式在分布式事务中的典型交互拓扑，帮助理解不同模式对事务边界划分的影响。

2.7 本章小结

• Protocol Buffers 是 gRPC 的 IDL 与序列化基础，oneof 和 map 在事务场景中尤为实用。
• 一元 RPC 适合简单事务，但需处理超时与幂等。
• 服务端流式 RPC 适用于事件推送，事务边界由流结束信号界定。
• 客户端流式 RPC 适用于批量事务，需在流末尾显式提交或回滚。
• 双向流式 RPC 是分布式事务协调的核心模式，支持异步、全双工的事务协商。