【gRPC】HTTP/2协议，HTTP/1.x中线头阻塞问题由来，及HTTP/2中的解决方案，RPC、Protobuf、HTTP/2 的关系及核心知识点汇总
HTTP/2协议特点
gRPC基于HTTP/2协议，原因：
- 多路复用：允许在同一个TCP连接上并行传输多个请求和响应，即多个gRPC调用可以通过同一个连接同时进行，避免了HTTP/1.x中常见的线头阻塞问题，减少了连接建立和关闭的开销，提高了性能和连接利用率。
- 二进制分帧：HTTP/2将数据分割成二进制帧，每个帧都有自己的类型、标志和内容。gRPC利用这种机制可以更高效地传输数据，使数据的传输更加有序和可靠，并且能够在应用层对数据进行更细粒度的管理。
- 流控制：HTTP/2提供了流控制机制，允许客户端和服务器控制数据流的速率，以防止发送方发送过快导致接收方缓冲区溢出。gRPC借助这一机制来管理数据的传输速率，确保通信的稳定性和可靠性。
- 头部压缩：HTTP/2使用HPACK算法等对头部进行压缩，减少了头部信息的传输大小，提高了传输效率。对于gRPC来说，这有助于减少元数据的传输开销，特别是在频繁进行RPC调用时，可以显著降低网络带宽占用。
菜鸟教程总结版：
多路复用：HTTP/2 允许同时发送多个请求和响应，而不是像 HTTP/1.1 一样只能一个一个地处理。
这样可以减少延迟，提高效率，提高网络吞吐量。二进制传输：HTTP/2 使用二进制协议，与 HTTP/1.1 使用的文本协议不同。
二进制协议可以更快地解析，更有效地传输数据，减少了传输过程中的开销和延迟。头部压缩：HTTP/2 使用 HPACK 算法对 HTTP 头部进行压缩，减少了头部传输的数据量，从而减少了网络延迟。服务器推送：HTTP/2 支持服务器推送，允许服务器在客户端请求之前推送资源，以提高性能。改进的安全性：HTTP/2 默认使用 TLS（Transport Layer Security）加密传输数据，提高了安全性。兼容 HTTP/1.1：HTTP/2 可以与 HTTP/1.1 共存，服务器可以同时支持 HTTP/1.1 和 HTTP/2。
如果客户端不支持 HTTP/2，服务器可以回退到 HTTP/1.1。
HTTP/1.x中线头阻塞在HTTP/2中被解决
产生原因
- 同一个 TCP 连接上的请求必须按顺序发送，服务器也会按顺序处理请求并返回响应。
- HTTP/1.1 虽引入 长连接，允许复用 TCP 连接，但浏览器默认对同一域名仅建立 6-8 个并发连接（不同浏览器策略不同）
- 当页面需要加载大量资源（如图片、CSS、JS 等）时，大量请求会被分配到有限的连接中，导致每个连接上的请求队列过长，加剧阻塞问题。
所以解决思路大致有两条线：1. 改变接收的硬性顺序规定，实现并行；2. 压缩数据大小
HTTP/2解决方案
-
引入 多路复用
- 同一 TCP 连接中并行处理多个请求，响应
- 请求和响应被拆分为独立的 二进制帧，并且由于这里二进制分帧都含有自己的标识，可以实现混乱传输，最后到达时重新组装
gRPC、Protobuf、HTTP/2 的关系及核心知识点汇总表：
| 技术维度 | Protobuf (Protocol Buffers) | HTTP/2 | gRPC |
|---|---|---|---|
| 定义 | 语言无关的数据序列化协议（Google 开发） | HTTP 协议 | 高性能开源 RPC 框架（Google 开发） |
| 核心功能 | 结构化数据的高效序列化/反序列化（生成二进制消息） | 二进制分帧、多路复用、头部压缩、流控制 | 远程过程调用（定义服务接口 & 自动生成代码） |
| 数据格式 | 二进制格式（体积小、解析快） | 二进制协议（帧结构） | 基于 Protobuf 消息（默认）或其他格式 |
| 传输协议 | 不依赖特定传输层（可与任何协议结合） | 基于 TCP，支持 TLS 加密 | 强制基于 HTTP/2（利用其所有特性） |
| 主要用途 | 跨语言数据交换、存储（如微服务间通信） | 通用 Web 通信（替代 HTTP/1.x） | 构建高性能分布式系统（API、微服务） |
| 关键优势 | 1. 序列化效率极高（比 JSON/XML 快 3-10 倍） 2. 自动生成强类型代码 3. 向后兼容（支持字段增删） | 1. 多路复用（彻底解决线头阻塞） 2. 头部压缩（HPACK） 3. 二进制分帧 4. 流控制 | 1. 基于 HTTP/2 的高性能传输 2. 自动生成客户端/服务器代码 3. 支持流式通信 4. 丰富的拦截器机制 |
| 典型应用场景 | 1. 微服务间数据交换 2. 移动应用与后端通信 3. 缓存数据存储 | 1. 现代 Web 应用（如 SPA） 2. API 网关 3. 推送通知系统 | 1. 跨语言微服务通信 2. 边缘计算（低延迟需求） 3. 设备与云端通信 |
| 关系 | gRPC 默认使用 Protobuf 定义服务接口和消息格式 | HTTP/2 是 gRPC 的底层传输协议 | gRPC = Protobuf（接口定义 + 消息序列化） + HTTP/2（网络传输） |
总结逻辑：
- Protobuf 是数据格式层，负责高效序列化。
- HTTP/2 是传输协议层，提供高性能通信能力。
- gRPC 是应用框架层，整合两者并提供完整 RPC 解决方案。
https://github.com/0voice