彻底掌握优雅的 gRPC 接口调试方式

柔光的暖阳◎ 2024-03-17 16:25 20阅读 0赞

目前市面上能够兼容 **[gRPC][]** 接口的接口调试与管理工具十分有限，而 gRPC 现已广泛应用于微服务架构中，并且可以预见的是，它会变得越来越流行。

作为业界领先的接口管理工具，**Apifox 现已上线 gRPC 接口调试能力**，全面兼容以下四种调用类型：

*  Unary：一元调用
 *  Server Streaming：服务端流
 *  Client Streming：客户端流
 *  Bidirectional Streaming：双向流

也许你对 gRPC 接口还不太熟悉，那么我们不妨先来简单了解一下！

### **什么是 gRPC？** ###

**[gRPC][]** 是一个由谷歌开发的现代开源高性能 **RPC 远程过程调用** *（ Remote Procedure Calls）* **框架**，具备良好的兼容性，可在多个开发环境下运行。

#### **gRPC 的应用场景** ####

相较于目前主流的 HTTP API 接口，gRPC 接口采用了**领先的 HTTP/2 底层架构设计作为底层传输协议**，能够在大规模数据传输场景（例如视频流传输）和大量服务相互调用的微服务架构场景下大展身手。

**数据交换采用轻量化的 Protobuf 序列化协议**，使得它能够在资源受限场景（常见于手机等移动端设备）提供更快的数据处理速度的同时，减少网络传输的数据量并节省网络带宽，从而降低功耗并提升电池寿命。

在正式开始介绍 gRPC 之前，我们不妨先弄清楚到底什么是 RPC 以及它的作用，这对于后续的理解十分有帮助。

### **什么是 RPC？** ###

**[RPC][]** 协议是一种**远程过程调用的实现方式**。假设现在有两台服务器 A 和 B。部署在 A 服务器上的服务，想调用正在 B 服务器上运行的另一个进程。但由于双方服务并不在一个内存空间而导致无法直接调用，那么就必须通过网络通讯来达到调用效果。

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要建立网络通讯无非是在传输层发起 TCP 连接。TCP 的握手机制确保了数据包能可靠地传输给对方，并且它具备以下三个特点：**面向连接、可靠、基于字节流**。前面两种特性都可以胜任这个场景，但唯独在**基于字节流**这一点恐怕值得商榷。为什么？

因为**它没有边界**。字节流本质上是在传输层双向通道中流淌的数据，也就是计算机能够理解的二进制 0 1 数据。所以当发送端使用 TCP 发送“南京市”+“长江大桥”字符时，接收端有可能收到的就是“南京市长”+“江大桥”，也有可能是“南京市长江大桥”等。

过于简单的 TCP 连接过程无法保证信息的唯一性和确定性，因此才需要在数据中定义**消息头、消息体**，并且发送方与接收方共同认可这套沟通方式，由此衍生出了HTTP 协议和 RPC 调用等方案，**它们本质上都是对数据的传递和调用方式作出了规范化定义，避免出现信息失真**。

例如现在有一个购物网站，存在**订单服务**与**用户服务（例如账号管理）** 两项微服务。订单服务需要查询到用户服务下的一些数据，但是两者相隔离。此时订单服务就必须通过远程调用的方式获取数据。

下图的示例中，**服务端（用户服务）** 仅需暴露出一个能够调用数据库的 getConsumerByld() 函数，**客户端（订单服务）** 使用 RPC 便能够像在本地中直接调用 getConsumerByld() 函数并获取到所需的响应结果。RPC 成功隐藏了内部通信的复杂性，为双方提供了稳定统一的接口，使得开发者只需要关注业务逻辑，而无需关注底层网络通信细节。

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而 gRPC 本质上就是一种由**谷歌发布并开源的 RPC 框架**。

### **gRPC 的优势有哪些?** ###

#### **先进的传输协议** ####

HTTP/2 在 2015 年稍早于 gRPC 发布，因此 gRPC 很自然的将这一先进的传输协议作为底层基础，**从而使得它具备更高效的传输性能**，并且还能够支持流式调用，为许多实时数据传输场景（例如股票数据、语音通讯、游戏场景）提供支持，天然领先许多在千禧年之际发布的古早 RPC 框架。发起连接时会建立连接池，面对多条连接时能够显著提升网络请求性能。

#### **科学的设计理念** ####

同时 gRPC 采用了体积更小的 Protobuf 序列化协议保存结构体数据。Protocol Buffers 是一种跨语言、跨平台的数据结构序列化协议。相比 JSON 或 XML 协议，**它更加轻量级，因此在传输数据时更加高效**。

同时这也决定了 gRPC 接口必定遵循 API First 理念，因为在开发工作开始前就需要在文件中定义服务接口，包含客户端如何使用服务、调用时所需传递的参数。**gRPC 接口可以根据已定义的 .proto 文件自动生成客户端和服务端的通信方式，大大简化了开发过程**。

#### **良好的兼容性** ####

gRPC 不依赖于任何特定的技术或语言栈，因此可以被广泛地应用到不同的开发环境之中。它支持多种编程语言，包括 Java、C++、Python、Go 等现代流行的编程语言。它可以在轻松地不同语言之间进行通信，这为多语言的微服务架构提供了有力支持。

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虽然 gRPC 有着许多优势，但是大部分外部使用者对于 HTTP 接口更加熟悉（这也导致了 gRPC 的生态繁荣度并不如 REST/HTTP 协议），因此 gRPC 主要的应用场景是团队内部微服务间的通讯与连接，**并不适合将服务公开至外部使用**。并且若想要成功调用 gRPC，还可能涉及到内部系统的参数传递过程。另一个比较大的缺点便是**浏览器并不支持 gRPC 服务调用**，需要借助扩展或专业的接口调用工具（比如说 Apifox）才能进行接口协作。

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### **Apifox gRPC 接口调试功能** ###

**[Apifox][]** 目前已上线 gRPC 接口调试功能，我们将通过一个示例场景简要演示如何在 Apifox 中新建 gRPC 项目并针对接口发起调试。

注意：gRPC 接口管理功能要求 Apifox 版本号**大于等于 2.3.0** 。

在 Apifox 中点击「新建项目」按钮，选择 gRPC 类型，填写项目名称后轻点「新建」按钮。

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导入定义 gRPC 接口所使用的服务、方法和消息的 .proto 文件。你可以将文件拖拽至其中或使用文件在线 URL 完成导入。

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Apifox 将基于 .proto 文件内容生成对应的接口信息。示例接口中自带了一元调用、服务端流、客户端流和双向流四种调用方法。

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#### **发起一元调用** ####

一元调用指的是在一个请求中发送一个消息，并接收一个消息作为响应。相较于 JSON ，gRPC 使用 Protocol Buffers（ProtoBuf）作为默认的序列化框架，可以更加紧凑地表述数据，提升传输速度。且 gRPC 使用 HTTP/2 作为底层传输协议，直接应用 HPACK 压缩算法对 Header 中的信息进行处理，在网络传输中减少了头部的大小，从而节省了带宽资源。这对于传输小型数据或需要实时响应的场景十分友好。  
选择 SayHello 方法，在接口地址中填写 grpcb.in:9000。然后点击「自动生成」按钮生成请求体，轻点「调用」即可查看返回响应。

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在 Apifox 中，你可以非常便捷地将接口地址提取至「环境」，以便团队内的其它成员或项目中的其它接口发起调用请求。

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**发起流式调用**

服务端流、客户端流和双向流都被被称为流式调用。它允许客户端和服务器之间建立一个持久的双工流式连接，并通过流式传输来进行数据的读取和写入。流式调用的主要特点是可以在一个连接上发送和接收多个消息，支持持续交互和大规模数据传输，常用于交易所股票数据、视频语音通讯与在线游戏场景。

**服务端流**

正如同它在图标中所表示的意思一样，服务端流表示：一次发送，返回多个响应数据。例如订阅一分钟之内的所有股票的成交价格数据。

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**客户端流**

在这种模式下，客户端可以连续地发送多个请求消息给服务器，而不需要等待服务器的立即响应。发起调用后，你可以持续在 Message 中持续填写请求信息，然后点击“发送”按钮。服务器在处理完所有请求后，发送一个单独的响应消息给客户端。

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**双向流**

双向流允许客户端和服务器之间建立持久的双向通信，并可以同时传输多个消息。常见于在线游戏与实时视频通话软件，适用于实时通信和大规模数据传输场景。发起调用后客户端与服务端之间将持续保持会话，发送不同的请求内容后实时获得响应。

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**gRPC 接口协作**

Apifox 能够基于 .proto 文件渲染出更适合人类阅读的 gRPC 接口文档，使得接口更容易在团队中进行协作。你可以点击接口右侧的菜单按钮获取协作链接，将它分享给其它团队成员对齐接口的调试方法。

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Apifox 的 gRPC 接口调试功能正**处于 Beta 公开测试阶段**，目前的功能只是我们迈出的第一步，后续也会持续迭代更新。**[Apifox][]** 作为 API 一体化协作平台，希望为不同的 API 技术提供同样优秀的体验。

[gRPC]: https://apifox.com/apiskills/introduction-to-grpc/
[RPC]: https://apifox.com/apiskills/introduction-to-rpc-interfaces/
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[Apifox]: https://apifox.com/apiskills/interface-debugging-tools/
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