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天水，古称秦州、上邽，是甘肃省辖地级市，甘肃省人民政府批复确定的甘肃省域副中心城市。截至2019年末，辖2个区、5个县，总面积1.43万平方公里，全市常住人口336.89万，城镇人口142.46万。 [1] 

天水地处中国西部地区、甘肃省东南部、秦岭西段、渭水中游，是关中平原城市群次核心城市、丝绸之路经济带重要节点城市、全国老工业基地和重要的装备制造业基地之一。截至2019年，有省级工程技术研究中心16家，国家级企业重点实验室1家，省级企业重点实验室6家；有天水师范学院、甘肃林业职业技术学院、甘肃工业职业技术学院、甘肃机电职业技术学院等普通高校5所。 [1-2] 

天水历史文化悠久，是中华民族和华夏文明的重要发祥地、“三皇之首”伏羲氏的诞生地、伏羲文化的发祥地、国家历史文化名城，有8000多年的文明史、3000多年的文字记载史、2700多年的建城史，有“羲皇故里”之称。以伏羲文化、大地湾文化、秦早期文化、麦积山石窟文化和三国古战场文化为代表的“五大文化”，构成了天水丰富的历史文化资源。截至2020年10月，天水市有文物保护单位470处，其中国家级17处、省级54处。 [1]  [3] 

2019年，天水市实现生产总值632.67亿元，同比增长6.7%。 [2]  2020年，天水市实现地区生产总值666.90亿元，比2019年增长5.2%。

1. 鉴于进程间通信技术在构建现代云原生应用程序时所存在的这些限制，人们开始寻求更好的消息协议。

1.2.4　gRPC的起源

长期以来，谷歌有一个名为 Stubby 的通用 RPC 框架，用来连接成千上万的微服务，这些微服务跨多个数据中心并且使用完全不同的技术来构建。Stubby 的核心 RPC 层每秒能处理数百亿次的互联网请求。Stubby 有许多很棒的特性，但无法标准化为业界通用的框架，这是因为它与谷歌内部的基础设施耦合得过于紧密。

2015 年，谷歌发布了开源 RPC 框架 gRPC，这个 RPC 基础设施具有标准化、可通用和跨平台的特点，旨在提供类似 Stubby 的可扩展性、性能和功能，但它主要面向社区。

在此之后，gRPC 的受欢迎程度陡增，很多大型公司大规模采用了 gRPC，如 Netflix、Square、Lyft、Docker、CoreOS 和思科。接着，gRPC 加入了云原生计算基金会（Cloud Native Computing Foundation，CNCF），这是最受欢迎的开源软件基金会之一，它致力于让云原生计算具备通用性和可持续性。gRPC 从 CNCF 生态系统项目中获得了巨大的发展动力。

下面看一下相对于传统进程间通信协议，选择使用 gRPC 的一些关键原因。

1.2.5　选择gRPC的原因

gRPC 是一种支持互联网规模的进程间通信技术，可以弥补传统进程间通信技术的大多数缺点。鉴于 gRPC 所带来的收益，越来越多的现代应用程序和服务器将其进程间通信协议替换成了 gRPC。在面对如此众多的可选方案时，为什么选择 gRPC 作为通信协议呢？下面详细介绍 gRPC 的关键优势。

1. gRPC 的优势

   gRPC 的优势是它被越来越多的人所采用的关键所在，主要有以下几个方面。

   提供高效的进程间通信

   　　gRPC 没有使用 JSON 或 XML 这样的文本化格式，而是使用一个基于 protocol buffers 的二进制协议与 gRPC 服务和客户端通信。同时，gRPC 在 HTTP/2 之上实现了 protocol buffers，从而能够更快地处理进程间通信。这样一来，gRPC 就变成了最高效的进程间通信技术之一。

   具有简单且定义良好的服务接口和模式

   　　gRPC 为应用程序开发提供了一种契约优先的方式。也就是说，首先必须定义服务接口，然后才能去处理实现细节。因此，与 RESTful 服务定义中的 OpenAPI/Swagger 和 SOAP Web 服务中的 WSDL 不同，gRPC 提供了简单但一致、可靠且可扩展的应用程序开发体验。

   属于强类型

   　　因为使用 protocol buffers 来定义 gRPC 服务，所以 gRPC 服务契约清晰定义了应用程序间进行通信所使用的类型。这样一来，在构建跨多个团队和技术类型的云原生应用程序时，对于其所产生的大多数运行时错误和互操作错误，可以通过静态类型来克服，因此分布式应用程序的开发更加稳定。

   支持多语言

   　　gRPC 支持多种编程语言。基于 protocol buffers 的服务定义是语言中立的。因此，我们可以选择任意一种语言，它们都能与现有的 gRPC 服务或客户端进行互操作。

   支持双工流

   　　gRPC 在客户端和服务器端都提供了对流的原生支持，这些功能都被整合到了服务定义本身之中。因此，开发流服务或流客户端变得非常容易。与传统的 RESTful 服务消息风格相比，gRPC 的关键优势就是能够同时构建传统的请求–响应风格的消息以及客户端流和服务器端流。

   具备内置的商业化特性

   　　gRPC 提供了对商业化特性的内置支持，如认证、加密、弹性（截止时间和超时）、元数据交换、压缩、负载均衡、服务发现等（第 5 章会讨论这些功能）。

   与云原生生态系统进行了集成

   　　gRPC 是 CNCF 的一部分，大多数现代框架和技术对 gRPC 提供了原生支持。例如，CNCF 下的很多项目（如 Envoy）支持使用 gRPC 作为通信协议。另外，对于横切性的特性，比如度量指标和监控，gRPC 也得到了大多数工具的支持，比如使用 Prometheus 来监控 gRPC 应用程序。

   业已成熟并被广泛采用

   　　通过在谷歌进行的大量实战测试，gRPC 已发展成熟。许多大型科技公司采用了 gRPC，如 Square、Lyft、Netflix、Docker、CoreOS 和思科等。

   与其他技术一样，gRPC 也存在一定的劣势。在开发应用程序时，了解这些方面非常有用。
    

2. gRPC 的劣势

   下面介绍 gRPC 的一些劣势，在选择它来构建应用程序时，需要注意以下 3 点。

   gRPC 可能不太适合面向外部的服务

   　　大多数的外部消费者可能对 gRPC、REST 或 HTTP 等协议很陌生。因此，如果希望将应用程序或服务通过互联网暴露给外部客户端，gRPC 可能不是最适合的协议。gRPC 服务具有契约驱动、强类型的特点，这可能会限制我们向外部暴露的服务的灵活性，同时消费者的控制权会削弱很多（这与 1.2.6 节讨论的 GraphQL 协议有所不同）。按照设计，gRPC 网关将是克服该问题的解决方案。第 8 章会对此进行详细讨论。

   巨大的服务定义变更是复杂的开发流程

   　　在现代的服务间通信场景中，模式修改很常见。如果出现巨大的 gRPC 服务定义变更，通常需要重新生成客户端代码和服务器端代码。这需要整合到现有的持续集成过程中，可能会让整个开发生命周期复杂化。但是，大多数 gRPC 服务定义的变更可以在不破坏服务契约的情况下完成，而且只要不引入破坏性的变更，gRPC 就可以与使用不同版本 proto 的客户端和服务器端进行交互。因此，大多数情况并不需要重新生成代码。

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