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深入了解gRPC

"grpc"

Posted by yueLng on 2018-01-15

gRPC是基于HTTP/2协议的，要想了解gRPC，就需要理解HTTP/2协议

HTTP/1.x 的问题

  • Parser 1.x是基于文本协议的，对机器并不友好，所以读取HTTP header 会耗费性能
  • Request/Response 1.x 一问一答的固定交互模式，必须等待连接返回，因此网络连接效率不高
  • push 推送一般用Long polling或者websocket

HTTP/2
Stream： 一个双向流，一条连接可以有多个 streams。
Message： 也就是逻辑上面的 request，response。
Frame:：数据传输的最小单位。每个 Frame 都属于一个特定的 stream 或者整个连接。一个 message 可能有多个 frame 组成。

  • Frame Format Frame的结构定义如下
1
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7
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9
+-----------------------------------------------+
|                 Length (24)                   |
+---------------+---------------+---------------+
|   Type (8)    |   Flags (8)   |
+-+-------------+---------------+-------------------------------+
|R|                 Stream Identifier (31)                      |
+=+=============================================================+
|                   Frame Payload (0...)                      ...
+---------------------------------------------------------------+

Length：也就是 Frame 的长度，默认最大长度是 16KB，如果要发送更大的 Frame，需要显式的设置 max frame size。
Type：Frame 的类型，譬如有 DATA，HEADERS，PRIORITY 等。
Flag 和 R：保留位，可以先不管。
Stream Identifier：标识所属的 stream，如果为 0，则表示这个 frame 属于整条连接。
Frame Payload：根据不同 Type 有不同的格式。

  • Multiplexing

一条连接可以包含多个 streams，多个 streams 发送的数据互相不影响。
Stream 可以被 client 和 server 单方面或者共享使用。
Stream 可以被任意一段关闭。
Stream 会确定好发送 frame 的顺序，另一端会按照接受到的顺序来处理。
Stream 用一个唯一 ID 来标识。

如果需要加大一条连接上的并发可以调大 SETTINGS_MAX_CONCURRENT_STREAMS

  • Priority
    stream 有优先级，方便对端为不同的请求分配不同的资源

  • Flow Control
    Flow control 是单向的。Receiver 可以选择给 stream 或者整个连接设置 window size。
    Flow control 是基于信任的。Receiver 只是会给 sender 建议它的初始连接和 stream 的 flow control window size。
    Flow control 不可能被禁止掉。当 HTTP/2 连接建立起来之后，client 和 server 会交换 SETTINGS frames，用来设置 flow control window size。
    Flow control 是 hop-by-hop，并不是 end-to-end 的，也就是我们可以用一个中间人来进行 flow control。

  • HPACK
    为了减少header头数据传输大小

GRPC
gRPC 通常有四种模式，unary，client streaming，server streaming 以及 bidirectional streaming，对于底层 HTTP/2 来说，它们都是 stream，并且仍然是一套 request + response 模型。

  • Request
  • Response
  • Protobuf

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