微服务架构在现代软件开发中变得越来越流行，它将一个单体应用程序分割为多个相对独立的小服务，这些服务可以独立开发、部署和维护。为了让这些分布在不同地方的服务协同工作，服务之间需要通过通信协议进行交互。通常，HTTP 和 RPC（Remote Procedure Call，远程过程调用）是两个常见的微服务通信方式。在选择这两者之间时，开发者需要根据具体情况，仔细权衡各种因素。
HTTP 协议的内部使用场景
HTTP 协议广泛用于微服务间的通信，其主要原因之一是其通用性和易用性。HTTP 是基于请求-响应模型的协议，适用于多数应用场景，尤其是在跨服务之间传输标准化的数据时。HTTP 通信的典型应用包括 RESTful API，在微服务架构中，这种方式通常用来实现服务的暴露接口，以便其他服务能够使用它提供的功能。
比如，假设有一个电商系统被分成多个服务模块，包括用户服务、订单服务和支付服务。在这个系统中，用户服务可能需要查询订单历史记录，订单服务就提供了一个标准化的 HTTP 接口，这个接口可以被用户服务、支付服务甚至前端用户调用。HTTP 的最大优势在于它是无状态的，可以通过标准的 GET、POST 等请求方法来实现各种类型的操作。服务之间以 JSON 格式传递数据，易于人类理解和调试。
在实际开发中，HTTP 的优势在于其广泛兼容性和成熟的工具支持。大部分编程语言都提供了非常便捷的 HTTP 客户端库。例如，Python 的 requests 库或者 JavaScript 的 axios，这些工具使得开发者可以很容易地发起 HTTP 请求。这种方式也有助于开发者在测试和调试过程中快速确定问题所在。例如，通过浏览器或 Postman 等工具，开发者可以直接发起 HTTP 请求，验证服务的响应是否符合预期。
HTTP 的另一个好处是它的可读性和广泛支持。由于数据多以 JSON 等易于理解的格式传输，因此在集成第三方服务，或者当团队成员需要快速了解系统的各部分之间如何交互时，HTTP 通信非常有用。在云计算平台中，HTTP 通常也是标准的通信方式，比如使用 Amazon API Gateway 来管理服务接口。
然而，HTTP 也存在一些缺点，例如其通信性能相对较低。由于 HTTP 通信需要携带大量元数据（例如请求头、状态码等），并且采用文本格式传输数据，因此在微服务数量众多的情况下，其性能瓶颈可能会变得明显。尤其是在数据传输量大且需要高吞吐量的场景下，HTTP 并不是最有效的选择。
RPC 协议的使用场景
RPC 作为一种远程过程调用协议，旨在让调用远程服务像调用本地函数一样简单。RPC 的主要目标是隐藏网络通信的细节，提供更加直接的调用方式。RPC 通信在微服务内部通信中的一个重要优势是其高效性，这得益于 RPC 采用了更为轻量化的数据传输格式，常见的 RPC 框架如 gRPC 使用 Protocol Buffers（一种高效的二进制序列化格式）来传输数据，极大地提高了数据通信的效率。
举个例子，在某个实时交易系统中，有一个订单管理服务和库存管理服务。订单管理服务需要在处理订单时检查库存，这个操作需要频繁调用库存服务。如果使用 HTTP，那么由于其需要处理大量的文本数据并包含很多请求头信息，这些都增加了通信的开销。而如果采用 RPC，订单管理服务可以通过序列化后的二进制数据与库存服务进行高效通信，减少带宽占用，提高整体性能。这种方式尤其适用于延迟敏感的应用，例如金融系统中的交易确认。
此外，RPC 框架通常还具有良好的接口定义功能，例如 gRPC 提供了基于 .proto 文件的接口定义和自动代码生成，这样开发者在定义好服务接口后，客户端和服务端代码可以自动生成，极大地减少了手动编写客户端请求逻辑的工作量，从而减少人为错误。
在数据中心内的微服务通信中，RPC 通常是更好的选择，因为在一个低延迟、高带宽的内部网络环境中，RPC 可以更好地发挥其性能优势。由于大部分数据中心内部的网络延迟非常低，使用 RPC 的方式可以将其延迟控制到最小。这种高效的通信方式可以让服务之间以最小的网络开销协同工作，适合那些需要高吞吐量、低延迟的内部服务调用场景。
HTTP 和 RPC 的区别
HTTP 和 RPC 在底层通信机制、数据格式和适用场景上存在显著差异。
通信模型：HTTP 通常基于请求-响应模型，即每个请求都会有一个明确的响应。而 RPC 则模拟函数调用，使得服务之间的通信看起来更像本地方法调用。RPC 在语义上更接近编程语言中的函数调用，可以有参数传递和返回值，这使得 RPC 更符合面向对象的开发风格。
数据格式：HTTP 通常使用 JSON 或 XML 作为数据传输格式，这些格式虽然可读性强，但相对较为冗余。而 RPC 通常使用二进制序列化的方式，例如 gRPC 使用的 Protocol Buffers，这种格式更加紧凑，有助于减少网络带宽的占用和提高序列化速度。
性能：在性能上，RPC 相较于 HTTP 更加高效，尤其是在数据量较大或需要频繁通信的场景中，RPC 的优势非常明显。例如，gRPC 由于采用了 HTTP/2，可以在同一个 TCP 连接上进行多路复用，这意味着它可以并行地处理多个请求而不需要创建新的连接，这对减少网络开销有很大帮助。而传统的 HTTP/1.1 需要为每个请求建立单独的连接，或保持连接，但仍然不如 HTTP/2 的多路复用高效。
兼容性和易用性：HTTP 是一种通用协议，具有广泛的兼容性，几乎所有的编程语言和框架都支持 HTTP。而 RPC 虽然更加高效，但其使用需要客户端和服务端严格遵循相同的接口定义。对于第三方集成和跨团队合作，HTTP 更加灵活和易于理解。
举例说明：电商平台中的应用场景
考虑一个典型的电商平台，这个平台包括多个服务模块，如用户管理、商品管理、订单处理、库存管理和支付服务等。我们来看看这些模块之间如何通信，选择 HTTP 还是 RPC。
在这个系统中，用户管理服务可能需要提供给外部应用访问的接口，例如前端应用程序、移动客户端，甚至是合作伙伴的系统。由于这些外部系统可能是不同的编程语言和技术栈，为了实现最大的兼容性，用户管理服务通常采用 HTTP 作为通信协议。这不仅方便开发人员调试和测试，也确保了跨平台、跨语言的可访问性。例如，用户管理服务暴露一个 GET /users/{userId} 接口来获取用户信息，前端应用可以轻松地调用这个接口并渲染用户界面。
另一方面，订单处理服务和库存管理服务之间的通信需要频繁、低延迟，并且服务之间的接口是受控的、不对外部暴露。在订单创建时，订单处理服务需要立即检查库存，这种情况下，使用 RPC 通信可以大大提高效率，因为 RPC 的二进制序列化数据传输占用的网络资源更少，并且调用更类似于本地函数调用，这种方式的低延迟、高性能特点非常适合这种高频内部服务调用的场景。
支付服务通常也是一个对外暴露的服务模块，涉及到与银行、支付网关等第三方系统的交互。这些第三方系统的接口可能也是基于 HTTP 的，因此支付服务内部可能会使用 RPC 与订单服务、用户服务通信，但与外部银行接口交互时则使用 HTTP。这种组合使用可以达到内部通信的高效性和外部交互的兼容性。
实际案例：Uber 的通信选择
Uber 作为一个大规模的分布式系统，它的微服务架构非常复杂。早期，Uber 的服务间通信主要基于 HTTP，因为它的开发和调试比较简单，也符合 Uber 早期快速开发的需求。然而，随着系统的不断扩展，服务数量激增，HTTP 通信带来的性能瓶颈和复杂的请求处理逐渐显现出来，导致系统的延迟和网络开销变得不可控。
为了解决这些问题，Uber 逐渐将服务间通信迁移到基于 RPC 的框架下，采用了一种名为 TChannel 的高效传输协议。这种协议支持多路复用，能够有效地减少网络通信的开销，并且在传输效率上远超传统的 HTTP。这种迁移大幅度提高了系统的响应速度和稳定性，尤其是在订单和司机匹配的过程中，低延迟的 RPC 通信对于提高整体用户体验至关重要。
通过这个案例可以看到，HTTP 适用于系统早期开发和需要对外部提供标准化接口的场景，而 RPC 则更加适合需要高性能和低延迟的内部服务通信。随着系统规模的扩展，Uber 逐渐在不同的服务之间根据需求选择不同的通信协议，以实现性能和兼容性的最佳平衡。
如何做出选择
在选择 HTTP 还是 RPC 作为微服务间的通信协议时，需要考虑以下几点：
性能要求：如果服务之间的通信频繁，且需要尽可能低的延迟，那么 RPC 更加适合。RPC 的二进制数据传输和多路复用机制使其具备更高的传输效率。
兼容性：如果需要与外部系统集成，或者服务需要对多种不同语言的客户端提供支持，那么 HTTP 是更好的选择。它的广泛使用和标准化使得几乎所有的编程语言都可以方便地与之交互。
数据格式和可读性：HTTP 通常使用 JSON 进行数据传输，具有较好的可读性，适合人类调试和检查。而 RPC 使用二进制数据，虽然效率高，但不易直接阅读，这对于开发和调试过程可能会带来一些额外的负担。
系统复杂性：采用 RPC 通信需要额外的学习成本，例如需要熟悉 Protocol Buffers 的定义和序列化过程，以及客户端和服务端的代码生成。如果团队对 RPC 技术不熟悉，可能会增加开发的复杂性和维护成本。而 HTTP 则是大多数开发人员都熟悉的协议，开发和调试都较为方便。
总结
HTTP 和 RPC 在微服务架构中的使用场景各有千秋，HTTP 的通用性和易于调试使其成为微服务对外暴露接口的首选，而 RPC 的高效性和类似本地调用的特性则使其更适合服务间的内部高频通信。在选择 HTTP 还是 RPC 时，开发者需要根据系统的具体需求，权衡性能、兼容性、易用性等因素，做出最合适的选择。以 Uber 为例，早期的 HTTP 通信适合快速迭代和系统扩展，而在服务数量和通信频率增加后，迁移到 RPC 则带来了显著的性能提升。这些经验教训为其他开发团队在构建和扩展微服务系统时提供了宝贵的参考。
通过对 HTTP 和 RPC 的深入比较，我们可以看到它们在不同场景中的优缺点。HTTP 提供了一种标准、通用和便于人类理解的通信方式，适合对外服务和需要调试的场景。而 RPC 更像是对远程函数调用的一种模拟，提供了类似本地调用的开发体验，更适合内部高效、低延迟的服务交互。因此，开发团队在设计系统时需要结合具体的业务需求，选择最适合的通信方式，来保证系统的高效、稳定和可维护性。
