gRPC和ProtoBuf - 技术栈

gRPC介绍

gRPC是一个高性能、开源且通用的RPC框架，它基于HTTP/2标准协议和Protocol Buffers进行数据序列化，支持多种编程语言。

rpc和http区别

传输协议：RPC可以基于TCP或HTTP协议，而HTTP服务则工作在HTTP协议之上。
效率和性能消耗：由于RPC可以使用自定义的TCP协议，请求报文体积可以更小，或者使用HTTP2协议来减少报文体积，从而提高传输效率。HTTP在1.1版本中可能包含较多无用信息，而2.0版本则可以简化封装，适合作为RPC使用。在性能消耗方面，RPC可以基于Thrift等高效二进制传输方式，而HTTP大多使用JSON，可能在字节大小和序列化耗时上更消耗性能。

ProtoBuf和json 对比

ProtoBuf在时间和空间效率上均优于JSON，具有显著的性能优势。

从时间效率上看，当处理的数据交换次数在2千以上时，ProtoBuf的编码和解码性能就已经比JSON高出很多。随着数据交换次数的增加，这种性能差异会变得更加明显。特别是在数据交换次数达到10万以上时，ProtoBuf的编解码性能远远高于JSON。这意味着在高频率的数据交互场景中，ProtoBuf能够提供更快的数据处理速度。

从空间效率上看，ProtoBuf的内存占用仅为JSON的三分之一左右。在一项对比测试中，ProtoBuf的内存占用为34，而JSON达到了106，这表明ProtoBuf在内存使用上更为高效。这在资源受限或者需要处理大量数据的场景中尤为重要，因为它可以减少系统资源的消耗。

综上所述，ProtoBuf在时间和空间效率上都表现出色，尤其是在数据量较大或处理频繁的场景下，其性能优势更加突出。这使得ProtoBuf成为了许多高性能数据交换场景的首选格式。

ProtoBuf优点

性能优异：ProtoBuf具有较小的数据体积，序列化后的数据大小可以缩小3-10倍。同时，它的序列化速度非常快，比XML和JSON快20-100倍。由于数据体积小，传输速度快，因此在带宽和速度方面会有优化。
使用简便：通过proto编译器，ProtoBuf可以自动进行序列化和反序列化操作，无需手动编写代码。
维护成本低：多平台只需维护一套对象协议文件（.proto），减少了在不同平台上的维护成本。
向后兼容性好：ProtoBuf支持对数据结构进行更新，而不必破坏旧数据格式，因此具有良好的向后兼容性。
加密性好：在Http传输中，抓包只能看到字节内容，无法直接查看明文信息，提高了数据的安全性。
跨平台、跨语言支持：ProtoBuf支持多种编程语言，包括Java, Python, Objective-C, C++, Dart, Go, Ruby, C#等，并且具有良好的可扩展性。

ProtoBuf的缺点

不适合用于对基于文本的标记文档（如HTML）建模，因为文本不适合描述数据结构。
通用性较差：虽然Json和Xml已成为多种行业标准的编写工具，但ProtoBuf只是Google公司内部的工具，其通用性相对较差。
自解耦性差：ProtoBuf以二进制数据流方式存储，无法直接阅读，需要通过.proto文件才能了解到数据结构。
阅读性差：生成出来的模型文件是不允许修改的（protoBuf官方建议），如果有新增字段，都必须依赖于.proto文件重新进行生成，导致生成出来的模型无论从可读性还是易用性上来说都是较差的。

proto文件基础介绍

Protocol Buffers（简称ProtoBuf）是Google开发的一种数据序列化协议，它能够将结构化数据序列化为二进制格式，用于数据存储或网络传输。以下是proto文件的基础介绍：

消息定义：在proto文件中，使用message关键字定义一个数据结构，这类似于C++中的class、Java中的Class或Go中的struct。消息中承载的数据对应于每个字段，每个字段都有一个名字和类型。
字段规则：

required：表示必填字段，如果这些字段未设置，会导致编解码异常。
optional：表示可选字段，对应生成的是指针类型。
repeated：表示可重复字段，这些字段的值顺序会被保留，在Go中通常被定义为切片类型。

文件规范：创建proto文件时，应使用全小写字母命名，多个单词之间用下划线连接。例如：lower_snake_case.proto。书写代码时应使用2个空格的缩进。注释可以使用单行注释（//）或多行注释（/* */）。
语法指定：在文件首行指定该proto文件所采用的语法版本，如syntax = "proto3";表示使用proto3语法。
编解码原理：ProtoBuf通过Thrift编码和解码数据，这是一种紧凑的二进制格式，可以有效地用于网络传输和文件存储。

以下是一个简单的文件示例：

bash 复制代码

syntax = "proto3";


message Error {

  int32 code = 1;

  string message = 2;

}



message Request {

  string id = 1;

  string data = 2;

}



message Response {

  Error error = 1;

  string result = 2;

}



service MyService {

  rpc GetData (Request) returns (Response);

}

在上面的示例中，我们定义了一个名为MyService的service，它包含一个名为GetData的rpc方法。该方法接受一个Request类型的参数，并返回一个Response类型的结果。

通过这样的定义，我们可以使用proto生成对应语言的代码，以便在客户端和服务端之间进行RPC通信。客户端可以调用服务端上的GetData方法，并传递一个Request对象作为参数，服务端将返回一个Response对象作为结果。