目录

1. gRPC协议介绍及构成

协议分层

协议关键字段

2. 示例：Greeter 服务

步骤1：定义 .proto 文件

步骤2：生成代码

3. Java代码示例

依赖配置（Maven pom.xml）

服务端实现

客户端实现

运行流程

关键机制

对比 REST API

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官网：https://grpc.io/

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1. gRPC协议介绍及构成

gRPC（Google Remote Procedure Call）是基于 HTTP/2 和 Protocol Buffers 的高性能RPC框架，核心构成如下：

协议分层

1. 传输层：基于 HTTP/2，支持多路复用、双向流、头部压缩。
2. 数据编码层：使用 Protocol Buffers（二进制序列化协议），高效压缩数据。
3. 接口定义层：通过 .proto 文件定义服务接口和消息结构。
4. 通信模式：

• • Unary RPC：单次请求-响应。
  • Server Streaming：服务端返回流式响应。
  • Client Streaming：客户端发送流式请求。
  • Bidirectional Streaming：双向流式通信。

协议关键字段

• HTTP/2 请求头：

• • :method：固定为 POST。
  • :path：标识服务方法，格式为 /包名.服务名/方法名（如 /example.Greeter/SayHello）。
  • content-type：固定为 application/grpc+proto。

• Trailer 头：用于传递状态码（如 grpc-status）和错误信息。

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2. 示例：Greeter 服务

步骤1：定义 .proto 文件

syntax = "proto3";
package example;

service Greeter {
  rpc SayHello (HelloRequest) returns (HelloResponse) {}
}

message HelloRequest {
  string name = 1;
}

message HelloResponse {
  string reply = 1;
}

步骤2：生成代码

使用 protoc 生成Java代码（需安装 protoc 和 grpc-java插件）：

protoc --java_out=./src/main/java --grpc-java_out=./src/main/java greeter.proto

生成的文件包括：

• HelloRequest.java / HelloResponse.java：消息类。
• GreeterGrpc.java：包含服务端接口和客户端存根。

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3. Java代码示例

依赖配置（Maven pom.xml）

<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>io.grpc</groupId>
        <artifactId>grpc-netty</artifactId>
        <version>1.50.0</version>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>io.grpc</groupId>
        <artifactId>grpc-protobuf</artifactId>
        <version>1.50.0</version>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>io.grpc</groupId>
        <artifactId>grpc-stub</artifactId>
        <version>1.50.0</version>
    </dependency>
</dependencies>
<build>
    <extensions>
        <extension>
            <groupId>kr.motd.maven</groupId>
            <artifactId>os-maven-plugin</artifactId>
            <version>1.7.0</version>
        </extension>
    </extensions>
    <plugins>
        <plugin>
            <groupId>org.xolstice.maven.plugins</groupId>
            <artifactId>protobuf-maven-plugin</artifactId>
            <version>0.6.1</version>
            <configuration>
                <protocArtifact>com.google.protobuf:protoc:3.21.7:exe:${os.detected.classifier}</protocArtifact>
                <pluginId>grpc-java</pluginId>
                <pluginArtifact>io.grpc:protoc-gen-grpc-java:1.50.0:exe:${os.detected.classifier}</pluginArtifact>
            </configuration>
            <executions>
                <execution>
                    <goals>
                        <goal>compile</goal>
                        <goal>compile-custom</goal>
                    </goals>
                </execution>
            </executions>
        </plugin>
    </plugins>
</build>

服务端实现

import io.grpc.Server;
import io.grpc.ServerBuilder;
import example.GreeterGrpc;
import example.HelloRequest;
import example.HelloResponse;

public class GreeterServer {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 创建服务端，监听端口 50051
        Server server = ServerBuilder.forPort(50051)
                .addService(new GreeterImpl())
                .build()
                .start();

        System.out.println("Server started on port 50051");
        server.awaitTermination();
    }

    // 实现服务接口
    static class GreeterImpl extends GreeterGrpc.GreeterImplBase {
        @Override
        public void sayHello(HelloRequest request, StreamObserver<HelloResponse> responseObserver) {
            // 处理请求并返回响应
            String reply = "Hello " + request.getName();
            HelloResponse response = HelloResponse.newBuilder().setReply(reply).build();
            responseObserver.onNext(response);
            responseObserver.onCompleted();
        }
    }
}

客户端实现

import io.grpc.ManagedChannel;
import io.grpc.ManagedChannelBuilder;
import example.GreeterGrpc;
import example.HelloRequest;
import example.HelloResponse;

public class GreeterClient {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建到服务端的通道
        ManagedChannel channel = ManagedChannelBuilder.forAddress("localhost", 50051)
                .usePlaintext() // 简化示例，禁用TLS
                .build();

        // 创建客户端存根
        GreeterGrpc.GreeterBlockingStub stub = GreeterGrpc.newBlockingStub(channel);

        // 发送请求并接收响应
        HelloRequest request = HelloRequest.newBuilder().setName("Alice").build();
        HelloResponse response = stub.sayHello(request);

        System.out.println("Server reply: " + response.getReply());

        // 关闭通道
        channel.shutdown();
    }
}

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运行流程

1. 启动服务端：运行 GreeterServer，监听端口 50051。
2. 启动客户端：运行 GreeterClient，发送请求并打印结果。
3. 输出结果：

Server reply: Hello Alice

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关键机制

• HTTP/2 多路复用：多个请求共享一个TCP连接，降低延迟。
• Protobuf 序列化：二进制格式，体积小、解析快。
• 代码生成：根据 .proto 自动生成客户端和服务端代码，减少手写逻辑。

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对比 REST API

场景	gRPC 方案	REST 方案
实时聊天	双向流式	轮询或 WebSocket
批量文件上传	客户端流式	分块上传
大规模微服务通信	高效二进制协议	JSON over HTTP/1.1