C++ 程序员一定要会的 RPC 框架：gRPC 从原理到实战，一次写通服务端和客户端

在分布式系统里，服务之间到底是怎么"像函数调用一样通信"的？

本文从 gRPC 的设计思想讲起，系统梳理它的能力、优缺点和真实使用场景，并用 C++ 实现一个完整可跑的 gRPC 服务端和客户端，一步到位，帮你真正理解 gRPC 在工程中的价值。

Github: github.com/grpc/grpc 官方文档：grpc.io/docs/langua...

为什么越来越多的系统在用 gRPC？

在早期的服务通信中，我们最常见的方案无非两种：

一种是 HTTP + JSON ，简单直观，但性能和规范性始终是瓶颈；

另一种是自己造 RPC 轮子，成本高、维护难、协议混乱。

gRPC 的出现，本质上就是在解决一个问题：
如何让跨进程、跨机器的服务调用，像本地函数调用一样自然？

gRPC 是 Google 开源的一套高性能 RPC 框架，核心特点有三个：

基于 HTTP/2
使用 Protocol Buffers 作为接口描述和序列化协议
强约束的接口定义

这三个设计，决定了 gRPC 天生就不是"写给小脚本用的"，而是面向中大型系统、微服务架构的通信基础设施。

优点和缺点

优点：

性能好，延迟低
接口规范清晰，适合团队协作
工具链成熟，自动生成代码
对微服务非常友好

缺点：

学习成本高于 REST
调试不如 HTTP 直观
对浏览器不友好（需要 gRPC-Web）
protobuf 一旦设计不好，后期改动成本高

一句话总结：
gRPC 非常适合"服务与服务之间"，但并不适合"直接暴露给人类使用"。

C++ gRPC 实战：从 0 到跑起来

下面用一个最简单的 HelloService，演示完整流程。

安装 gRPC 环境

bash 复制代码

sudo apt-get update
sudo apt-get install -y build-essential autoconf libtool pkg-config
# 安装 protobuf 编译器
sudo apt-get install -y libprotobuf-dev protobuf-compiler
# 安装 gRPC 库和插件
sudo apt-get install -y libgrpc++-dev libgrpc-dev

定义 proto 文件（hello.proto）

proto 复制代码

syntax = "proto3";

package hello;

service HelloService {
  rpc SayHello (HelloRequest) returns (HelloReply);
}

message HelloRequest {
  string name = 1;
}

message HelloReply {
  string message = 1;
}

生成 C++ 代码：

bash 复制代码

protoc --grpc_out=. --plugin=protoc-gen-grpc=`which grpc_cpp_plugin` hello.proto
protoc --cpp_out=. hello.proto

C++ 服务端实现

cpp 复制代码

#include <iostream>
#include <memory>
#include <string>

#include <grpcpp/grpcpp.h>
#include "hello.grpc.pb.h"

using grpc::Server;
using grpc::ServerBuilder;
using grpc::ServerContext;
using grpc::Status;

class HelloServiceImpl final : public hello::HelloService::Service {
public:
    Status SayHello(ServerContext* context,
                    const hello::HelloRequest* request,
                    hello::HelloReply* reply) override {
        reply->set_message("Hello, " + request->name());
        return Status::OK;
    }
};

int main() {
    std::string server_address("0.0.0.0:50051");
    HelloServiceImpl service;

    ServerBuilder builder;
    builder.AddListeningPort(server_address, grpc::InsecureServerCredentials());
    builder.RegisterService(&service);

    std::unique_ptr<Server> server(builder.BuildAndStart());
    std::cout << "Server listening on " << server_address << std::endl;

    server->Wait();
    return 0;
}

编译并启动服务

bash 复制代码

# 单文件编译
g++ -std=c++11 main.cpp hello.pb.cc hello.grpc.pb.cc \
-o hello_server \
`pkg-config --cflags --libs grpc++ grpc protobuf` \
-lgrpc++_reflection \
-lpthread

# 运行
./hello_server

C++ 客户端调用测试

c 复制代码

#include <iostream>
#include <memory>
#include <string>

#include <grpcpp/grpcpp.h>
#include "hello.grpc.pb.h"

using grpc::Channel;
using grpc::ClientContext;
using grpc::Status;

class HelloClient {
public:
    HelloClient(std::shared_ptr<Channel> channel)
        : stub_(hello::HelloService::NewStub(channel)) {}

    std::string SayHello(const std::string& name) {
        hello::HelloRequest request;
        request.set_name(name);

        hello::HelloReply reply;
        ClientContext context;

        Status status = stub_->SayHello(&context, request, &reply);
        if (status.ok()) {
            return reply.message();
        } else {
            return "RPC failed";
        }
    }

private:
    std::unique_ptr<hello::HelloService::Stub> stub_;
};

int main() {
    HelloClient client(
        grpc::CreateChannel("localhost:50051",
                             grpc::InsecureChannelCredentials()));

    std::cout << client.SayHello("gRPC C++") << std::endl;
    return 0;
}

编译并运行

bash 复制代码

# 单文件编译
g++ -std=c++11 main.cpp hello.pb.cc hello.grpc.pb.cc \
-o hello_client \
`pkg-config --cflags --libs grpc++ grpc protobuf` \
-lgrpc++_reflection \
-lpthread

# 运行
./hello_client

启动服务端，再运行客户端，你会看到：

复制代码

Hello, gRPC C++

写在最后

很多人学 gRPC，卡在"看懂文档，却不知道怎么落地"。

真正跑通一次 C++ 服务端和客户端，你会发现：

gRPC 并不神秘，它只是把"服务调用"这件事，做得更像工程，而不是脚本。

如果你正在做 分布式系统、微服务、基础设施，gRPC 值得你认真掌握。