面试题：网络编程之微服务架构下常用网络通信协议

Question

在微服务架构下，常见的网络通信协议有哪些？请简要说明它们各自的特点及适用场景，例如 HTTP/1.1、HTTP/2 和 gRPC 等。

Answer 1

HTTP/1.1

• 特点：
  • 文本格式：报文以文本形式传输，可读性强，便于调试。
  • 无状态：服务器不保留客户端状态，每次请求独立处理，降低服务器负担，但对于需要跟踪状态的应用，需额外处理（如使用 cookie、session）。
  • 队头阻塞：同一连接下，请求按顺序处理，若前面请求响应慢，会阻塞后续请求。
  • 缓存机制：有较为完善的缓存控制头字段，可实现强缓存和协商缓存，能有效减少重复请求。
• 适用场景：适用于简单的 Web 应用、对可读性要求高的场景，如网页浏览、RESTful API 接口。因为其无状态和缓存机制有利于实现多平台、多设备的访问，且文本格式便于开发和维护。

HTTP/2

• 特点：
  • 二进制分帧：将报文分解为二进制帧，提高传输效率，且可在一个连接上并发处理多个请求和响应。
  • 多路复用：解决 HTTP/1.1 的队头阻塞问题，多个请求和响应可同时在一个连接上交错传输，提高了连接利用率。
  • 头部压缩：采用 HPACK 算法对请求和响应头部进行压缩，减少头部传输大小，加快传输速度。
  • 服务器推送：服务器可主动向客户端推送资源，提前将客户端可能需要的资源发送过去，提高用户体验。
• 适用场景：适用于高并发的 Web 应用场景，特别是对性能要求较高的应用，如大型电商网站、在线视频平台等。多路复用和头部压缩等特性可显著提升性能。

gRPC

• 特点：
  • 基于 HTTP/2：继承了 HTTP/2 的多路复用、二进制分帧等优点，保证高效传输。
  • 强类型定义：使用 Protocol Buffers 定义服务接口和消息结构，具有强类型特性，提高代码的可读性和可维护性，同时生成多种语言的代码，方便不同语言的微服务间通信。
  • 高性能：序列化和反序列化速度快，数据传输体积小，适用于性能敏感的场景。
  • 双向流：支持客户端和服务器之间的双向流通信，适用于实时通信场景，如聊天应用、物联网设备通信等。
• 适用场景：适用于内部微服务之间的通信，尤其是对性能、强类型有要求，且多语言开发的场景。例如大型分布式系统、云原生应用等，其高性能和多语言支持能有效降低开发和维护成本。