gRPC: подробнее

gRPC — реализует парадигму удаленного вызова процедур (RPC), где клиент вызывает методы на сервере так, будто они находятся в одном процессе.

Преимущество gRPC: строгая типизация и контрактное программирование. В gRPC контракт является исполняемым кодом. Это снижает количество ошибок и ускоряет разработку.

Protocol Buffers

Процесс разработки с gRPC всегда начинается с проектирования контракта в proto-файлах.

Контракт (.proto файл) — единая точка, в которой описываются:

структуры данных (сообщения),
методы сервисов,
входные и выходные параметры.

На основе proto-файлов автоматически генерируется клиентский и серверный код для разных языков, что снижает риски несовместимости и ускоряет разработку.

Protobuf — наиболее часто используемый IDL для gRPC. Здесь хранятся данные и функциональные контракты в виде прото-файла

Файл proto действует как промежуточный контракт для клиента, чтобы вызвать любые доступные функции с сервера.

Protobuf также имеет собственные механизмы, в отличие от обычного REST API, который просто отправляет строки JSON в виде байтов.

gRPC Interceptors

Interceptor ("перехватчик")— компонент, который позволяет внедрять пользовательскую логику в обработку вызовов gRPC на стороне клиента / сервера. Предоставляет механизм для изменения запросов и ответов, а также для выполнения доп действий ( логирование, аутентификация, авторизация и сбор метрик)

Аналогия: фильтры в веб-фреймворках или перехватчики в HTTP-клиентах

Типы

Client-side: перехватывают исходящие вызовы от клиента к серверу. Работают на стороне клиента и могут модифицировать запросы перед отправкой, обрабатывать ответы и ошибки.
Server-side: перехватывают входящие вызовы на сервере. Выполняются до передачи запроса бизнес-логике и после формирования ответа, но перед отправкой клиенту.

Связь с Protocol Buffers

Независимость от контракта.

Interceptors работают на более высоком уровне абстракции, чем конкретные proto-сообщения. Они оперируют:

Именами сервисов и методов
Метаданными вызовов
Статусами выполнения
Таймингами и ошибками

Не требуют знания конкретных структур данных, определенных в proto-файлах → универсальные и применимы ко всем сервисам в системе.

Protocol Buffers определяют ЧТО передается,
Interceptors определяют КАК обрабатываются вызовы.

Сценарии использования

проверка токенов, валидация прав доступа к методам, добавление учетных данных в метаданные.
сбор статистики по времени выполнения, количеству вызовов, ошибкам. Интеграция с системами мониторинга.
централизованное логирование входящих и исходящих вызовов, трассировка запросов в распределенных системах.
Retry-логика, таймауты, circuit breakers, балансировка нагрузки на клиентской стороне.
проверка корректности запросов, преобразование данных, кэширование ответов.

gRPC в микросервисной архитектуре

gRPC — связующий слой для микросервисов. Полезен:

для внутренней коммуникации (быстрая и строгая),
в системах с многоязычной средой (Go, Java, Python, .NET),
в кейсах, где нужна низкая задержка и потоковые данные.
больше количество взаимодействий между сервисами

Сравнение:

REST — для публичных API (простота, человекочитаемость);
GraphQL — для гибких клиентских запросов;
gRPC — для service-to-service обмена внутри системы.

gRPC и Kafka

gRPC — про синхронные вызовы. Kafka — про асинхронный обмен событиями. Обычно дополняют друг друга:

gRPC обрабатывает пользовательский запрос «здесь и сейчас»;
Kafka распространяет событие дальше (например, «ЗаказСоздан»).

В архитектурах встречается гибрид: gRPC для онлайн-коммуникации, Kafka для фоновой обработки и интеграций.

Пример 1: система заказов. Клиент → gRPC → Сервис А → Kafka → Сервис Б, Сервис В

Клиент через gRPC создает заказ
Сервис заказов обрабатывает команду "создать заказ"
Публикует событие "OrderCreated" в Kafka
Сервисы уведомлений и аналитики получают событие из Кафка

В онлайн-сценариях gRPC и Kafka могут работать параллельно:

gRPC-стриминг используется для передачи данных в реальном времени конкретному клиенту
Kafka распределяет события по всем заинтересованным сервисам.

Пример 2: торговая платформа, стриминг данных + gRPC API

Данные: Источники → Kafka → Обработчики API: Клиенты ↔ gRPC ↔ Сервис запросов

Ценные бумаги идут потоком в Kafka
Processing services анализируют данные
gRPC API используется для клиентских запросов текущих цен

Примеры архитектур с gRPC

Банковская система: gRPC связывает микросервисы обработки платежей, управления счетами и проверки безопасности.

Онайн-магазин: Сервисы каталога товаров, корзины, заказов и инвентаря общаются через gRPC. Высокая пропускная способность позволяет обрабатывать тысячи запросов в секунду.

Приложение для доставки: gRPC-streaming для получения обновлений о местоположении курьера в реальном времени. Эффективное использование сети важно для мобильных устройств.

Стриминговый сервис: gRPC управляет коммуникацией между сервисами рекомендаций, биллинга и контент-доставки. Двунаправленные стримы - для управления видеопотоками.

Производительность и оптимизация

gRPC быстрее REST благодаря:

Protobuf: меньше размер сообщений, быстрее сериализация;
HTTP/2: мультиплексирование, сжатие заголовков, постоянные соединения;
Keep-alive и пулы соединений: меньше накладных расходов (на установку TCP-соединений), gRPC поддерживает одно соединение для множества вызовов.

Рекомендации:

Использование потоков для больших объемов данных
Настройка таймаутов и дедлайнов на каждый вызов
Балансировка нагрузки на уровне соединений (через Envoy/Istio).
Сжатие сообщений для экономии трафика

Балансировка и Service Mesh

Проблема gRPC — долгоживущие соединения. Простое round-robin по TCP не работает эффективно. Решения:

L7-прокси (Envoy, Istio, Linkerd),
service mesh для маршрутизации и ретраев,
клиентская балансировка через gRPC-Load Balancing.

В системах gRPC часто завязан на mesh-инфраструктуру.

Безопасность в gRPC

gRPC изначально ориентирован на защищённые каналы:

TLS по умолчанию — все соединения зашифрованы;
mTLS — взаимная аутентификация сервисов (не только клиент проверяет сервер, но и сервер проверяет клиента);
Метаданные — передача токенов (JWT, OAuth2, API-ключи). ;
Интерсепторы ("перехватчики") — проверка прав доступа (сервер может проверять для каждого метода), логирование, метрики;
Короткоживущие токены и регулярное обновление сертификатов снижают риск компрометации. Инфраструктура открытых ключей (PKI) управляет жизненным циклом сертификатов.

Мониторинг и отладка

Для gRPC нужны специальные инструменты:

Health checking protocol — встроенные проверки для оркестраторов и балансировщиков нагрузки;
Метрики производительности — количество вызовов, latency, размеры сообщений, коды ошибок (Prometheus + Grafana);
Трассировка — OpenTelemetry для распределённых запросов;
Инструменты отладки:
- grpcurl — CLI-аналог curl;
- BloomRPC — GUI-клиент для тестирования API.
Логирование интерсепторов — для централизованного сбора вызовов и ошибок.

Ограничения и когда НЕ стоит использовать gRPC

Браузеры напрямую не поддерживают gRPC (нужен gRPC-web).
Для публичных API REST проще (человекочитаемость, отладка).
GraphQL лучше для клиентских приложений с гибкими требованиями к данным.
В монолитах или простых интеграциях gRPC избыточен.
Если нужен текстовый формат сообщений (чтение «на глаз»), REST/JSON предпочтительнее.

Материалы

Видео

Книги

Изучаем OpenTelemetry: современный мониторинг систем (2025) - Паркер Остин, Янг Тед

Protocol Buffers​

gRPC Interceptors​

Типы​

Связь с Protocol Buffers​

Сценарии использования​

gRPC в микросервисной архитектуре​

gRPC и Kafka​

Примеры архитектур с gRPC​

Производительность и оптимизация​

Балансировка и Service Mesh​

Безопасность в gRPC​

Мониторинг и отладка​

Ограничения и когда НЕ стоит использовать gRPC​

Материалы​

Видео​

Книги​