第4章：gRPC 通信基础

好，咱们进入微服务通信的重头戏——gRPC。说实话，我在做微服务拆分时，最头疼的就是服务之间怎么说话。RESTful API 用久了，总觉得有点「笨重」。后来接触到 gRPC，嗯，真香。

4.1 gRPC 简介

gRPC 是 Google 开源的高性能 RPC 框架。它基于 HTTP/2 协议，默认用 Protobuf 做序列化。说白了，就是让两个服务像调用本地方法一样通信。

我刚开始用 gRPC 时，有个直觉：它比 REST 快。后来压测发现，同样业务场景下，gRPC 的吞吐量能高出 3-5 倍。为什么？因为 Protobuf 是二进制格式，比 JSON 小太多了。

我记得有个项目，团队用 REST 接口传大对象，每次序列化都要几十毫秒。换成 gRPC 后，延迟直接降到个位数。你想想看，这对高并发场景意味着什么。

4.2 Protobuf 语法

Protobuf 是 gRPC 的「语言」。你得先定义好 .proto 文件，然后生成代码。我习惯把 .proto 文件放在单独的项目里，方便共享。

4.2.1 基本语法

先看一个最简单的例子：

syntax = "proto3";

message HelloRequest {
  string name = 1;
}

message HelloResponse {
  string message = 1;
}

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

这里要注意几点：

• syntax = "proto3" 必须写在第一行
• 每个字段后面有个数字，那是字段编号，不能重复
• service 定义 RPC 方法

4.2.2 常用数据类型

Protobuf 类型	C# 对应类型	说明
int32	int	32位整数
int64	long	64位整数
float	float	32位浮点数
double	double	64位浮点数
string	string	UTF-8 字符串
bool	bool	布尔值
bytes	ByteString	二进制数据
repeated	List<T>	数组/列表

我曾经踩过一个坑：用 int32 存时间戳。后来发现 2038 年问题，赶紧改成 int64。嗯，设计 .proto 文件时，时间戳最好用 google.protobuf.Timestamp 类型。

4.2.3 嵌套消息与枚举

message Order {
  int32 id = 1;
  string customer_name = 2;
  repeated OrderItem items = 3;
  OrderStatus status = 4;

  message OrderItem {
    string product_name = 1;
    int32 quantity = 2;
    double price = 3;
  }

  enum OrderStatus {
    PENDING = 0;
    PROCESSING = 1;
    COMPLETED = 2;
    CANCELLED = 3;
  }
}

嵌套消息让结构更清晰。我一般把关联紧密的字段放在一起，比如订单和订单项。枚举值从 0 开始，这是 Protobuf 的约定。

4.3 .NET Core 中 gRPC 服务端搭建

好，理论讲完了，咱们动手。在 .NET Core 里搭建 gRPC 服务端，其实很简单。

4.3.1 创建项目

dotnet new grpc -n GrpcServer
cd GrpcServer

这个模板会自动生成一个示例项目。你会看到 Protos 文件夹，里面有个 greet.proto 文件。我建议你删掉它，换成自己的 .proto 文件。

4.3.2 配置 .proto 文件

把刚才的 Greeter 服务定义保存为 Protos/greeter.proto。然后在 .csproj 文件里加上：

<ItemGroup>
  <Protobuf Include="Protos\greeter.proto" GrpcServices="Server" />
</ItemGroup>

这里 GrpcServices="Server" 表示只生成服务端代码。客户端项目用 Client。

4.3.3 实现服务

public class GreeterService : Greeter.GreeterBase
{
    private readonly ILogger<GreeterService> _logger;

    public GreeterService(ILogger<GreeterService> logger)
    {
        _logger = logger;
    }

    public override Task<HelloResponse> SayHello(HelloRequest request, ServerCallContext context)
    {
        _logger.LogInformation($"收到请求: {request.Name}");

        return Task.FromResult(new HelloResponse
        {
            Message = $"你好, {request.Name}!"
        });
    }
}

注意，这里继承的是自动生成的 Greeter.GreeterBase 类。方法名和 .proto 文件里定义的要一致。

4.3.4 注册服务

在 Program.cs 里：

var builder = WebApplication.CreateBuilder(args);

builder.Services.AddGrpc();

var app = builder.Build();

app.MapGrpcService<GreeterService>();

app.Run();

就这么简单。启动后，gRPC 服务就运行在默认端口 5000 上了。

4.4 .NET Core 中 gRPC 客户端搭建

服务端搭好了，客户端怎么调用？

4.4.1 创建客户端项目

dotnet new console -n GrpcClient
cd GrpcClient

4.4.2 添加引用

在 .csproj 里加上：

<ItemGroup>
  <Protobuf Include="..\GrpcServer\Protos\greeter.proto" GrpcServices="Client" />
  <PackageReference Include="Google.Protobuf" Version="3.21.0" />
  <PackageReference Include="Grpc.Net.Client" Version="2.49.0" />
  <PackageReference Include="Grpc.Tools" Version="2.49.0" />
</ItemGroup>

这里引用了服务端的 .proto 文件，但 GrpcServices="Client" 表示生成客户端代码。

4.4.3 调用服务

using Grpc.Net.Client;
using GrpcClient;

var channel = GrpcChannel.ForAddress("https://localhost:5001");
var client = new Greeter.GreeterClient(channel);

var response = await client.SayHelloAsync(new HelloRequest
{
    Name = "小明"
});

Console.WriteLine(response.Message);

你看，调用远程服务就像调用本地方法一样。这就是 RPC 的魅力。

4.5 避坑指南

最后分享几个我踩过的坑：

• 证书问题：开发环境用 HTTP，生产环境必须用 HTTPS。gRPC 默认要求加密连接。
• 超时设置：客户端调用时记得设置超时，不然服务端挂了客户端会一直等。
• 字段编号：一旦发布，不要修改已有字段的编号。否则旧客户端会解析错误。
• 流式调用：如果数据量大，考虑用服务端流或双向流，别一股脑全塞进一个请求里。

我记得有一次，线上服务突然报错，查了半天发现是 .proto 文件里加了个新字段，但编号和旧字段冲突了。从那以后，我每次修改 .proto 文件都会仔细检查编号。

好了，gRPC 的基础就讲到这里。下一章咱们聊聊更高级的通信模式——流式调用和拦截器。你想想看，如果服务端能主动推送数据，是不是比轮询优雅多了？