1. gRPC 概述

gRPC 是 Google 开源的高性能远程过程调用（RPC）框架，基于 HTTP/2 协议和 Protocol Buffers（protobuf）序列化协议。它允许客户端应用像调用本地函数一样直接调用另一台机器上的服务端方法，屏蔽了网络通信、序列化、反序列化等底层细节。在微服务架构、跨语言服务通信和移动端-后端交互场景中，gRPC 已成为事实标准之一。

1.1 gRPC 与 REST 对比

REST 是资源导向的架构风格，而 gRPC 是动作导向的 RPC 框架。两者在协议、数据格式、性能、代码生成等方面存在显著差异。下表从关键维度进行对比：

1.2 gRPC 核心概念

理解 gRPC 需要掌握三个核心抽象：Service、RPC 和 Message。它们共同构成了 gRPC 的契约体系。

• Service（服务）：一组 RPC 方法的逻辑集合，在 .proto 文件中通过 service 关键字定义。每个服务对应一个网络端点。
• RPC（远程过程调用）：服务中的具体方法，定义了请求和响应的消息类型以及通信模式（一元、流式等）。
• Message（消息）：结构化数据载体，使用 protobuf 定义字段类型和编号，是 RPC 方法的输入和输出。

以下是一个典型的 proto 契约示例：

syntax = "proto3";

package auth;

// 定义用户认证服务
service AuthService {
  // 一元 RPC：登录
  rpc Login (LoginRequest) returns (LoginResponse);
  // 服务端流 RPC：获取用户操作日志
  rpc GetAuditLogs (AuditLogRequest) returns (stream AuditLogEntry);
}

// 登录请求消息
message LoginRequest {
  string username = 1;
  string password = 2;
}

// 登录响应消息
message LoginResponse {
  string token = 1;
  int64 expires_at = 2;
}

// 审计日志条目消息
message AuditLogEntry {
  string action = 1;
  string timestamp = 2;
  string detail = 3;
}

1.3 gRPC 应用场景

gRPC 在以下场景中展现出明显优势：

1. 微服务间通信：低延迟、高吞吐，支持多种流式模式，适合服务网格（Service Mesh）架构。
2. 多语言异构系统：protobuf 支持 C++、Go、Java、Python、Node.js 等十余种语言，跨语言调用无需额外适配。
3. 实时数据流处理：如物联网设备数据上报、金融行情推送、日志实时采集等。
4. 移动端-后端通信：二进制协议体积小，节省带宽和电量，配合 HTTP/2 多路复用减少连接数。
5. 权限验证与审计：通过拦截器（Interceptor）在 RPC 调用链中注入认证、授权、日志等横切关注点，这正是本课程的核心主题。

下图展示了 gRPC 在微服务架构中的典型位置与通信模式：