为什么我的 Node.js gRPC 客户端需要 3 秒才能向我的 Python gRPC 服务器发送请求？

Question

让我们首先承认我是一个 gRPC 菜鸟。如果我问了一个愚蠢的问题，请继续告诉我，但只有在解释为什么它是愚蠢的之后。谢谢！ :)

概述

我正在开发一个处理图像的应用程序。影响处理结果的变量可由用户更改。我想在保持跨平台兼容性的同时提供一个好看的 GUI。因此，我决定在 Python 中实现我的图像处理，并使用 Node.js 和 Electron 作为我的 GUI。

需要一种方法来向我的 Python 后端发送和接收数据，我决定使用 gRPC。因此，我有一个 Node.js gRPC 客户端 与一个 Python gRPC 服务器。

在阅读了许多教程并了解了一些协议缓冲区之后，我能够成功地在两个程序之间传输数据。

设置

Node.js Electron 应用程序接收用户的输入，并向 Python 后端发送请求。请求的大小是一个小对象：

// From My Protocol Buffer
message DetectionSettings {
    float lowerThreshold = 1;
    float upperThreshold = 2;
    float smallestObject = 3;
    float largestObject  = 4;
    float blurAmount     = 5;

    int64 frameNumber    = 6;
    string streamSource  = 7;
}

收到此请求后，Python 应用程序会从指定的streamSource 中读取一个帧并进行处理。然后将此处理后的帧转换为 JPEG 格式并通过 gRPC 作为 Image 返回到 Node.js 应用程序：

// From My Protocol Buffer
message Image {
    bytes image_data = 1;
    int32 height = 2;
    int32 width = 3;
    int64 frame = 4;    
}

问题

我注意到在发出请求和接收到图像之间存在可变延迟。这个时间从几毫秒到近 3 秒不等！在分析 Python 代码后，我确定处理时间可以忽略不计。此外，通过 gRPC 返回Image 所需的时间也可以忽略不计。

因此，在 RPC 执行和 Python 应用程序接收调用之间存在一个有趣的延迟。以下是一些带有时间的日志，可以更好地解释正在发生的事情（括号中的数字以秒为单位）：

/* Node.js */
[160408.072] "Sending Request..."
[160408.072] "Executing RPC"
[160408.072] "RPC Executed"

/* Python */
[160411.032] [ py-backend ] Getting frame

/* Node.js */
[160411.617] "Got Data"

您可以看到，在这种情况下，从执行 Node.js RPC 到调用 Python 方法的时间约为 3 秒，而从执行 Python 方法到 Node.js 应用程序接收到Image 的时间小于 1 秒 0.o

代码

Python gRPC 服务器

# Create the server
server = grpc.server(futures.ThreadPoolExecutor(max_workers=10))

# Add our service to the server
processor_pb2_grpc.add_ProcessorServicer_to_server(
    ProcessorServicer(), server
)

server.add_insecure_port('[::1]:50053')
server.start()
server.wait_for_termination()

Node.js 客户端：

const grpc = require('grpc')
const PROTO_PATH = '../processor.proto'

const serviceConfig = {
    "loadBalancingConfig": [ {"round_robin": {} } ]
}
const options = {
    'grpc.service_config': JSON.stringify(serviceConfig)
}

const ProcessorService = grpc.load(PROTO_PATH).Processor
const client = new ProcessorService ('[::1]:50053',
    grpc.credentials.createInsecure(), options);

module.exports = client

协议缓冲区：

syntax = "proto3";

message Number {
    float value = 1;
}

message Image {
    bytes image_data = 1;
    int32 height = 2;
    int32 width = 3;
    int64 frame = 4;    
}

message DetectionSettings {
    float lowerThreshold = 1;
    float upperThreshold = 2;
    float smallestObject = 3;
    float largestObject  = 4;
    float blurAmount     = 5;

    int64 frameNumber    = 6;
    string streamSource  = 7;
}

service Processor{
    rpc GetFrame(DetectionSettings) returns (Image) {};
}

Node.js gRPC 调用：

function GetFrameBytes(detectionSettings, streamSource, frameNumber, callback)
{
    detectionSettings["streamSource"] = streamSource;
    detectionSettings["frameNumber"] = frameNumber;

    client.GetFrame(detectionSettings, (error, response) =>
    {
        if(!error){
            callback(response)
        }
        else
        {
            console.error(error);
        }
    });
}

tl;博士

到底为什么我的 Node.js 客户端请求需要这么长时间才能触发我的 Python 代码？

Answer 1

有几个因素可能会影响您观看的时间。

首先，客户端发出的第一个请求总是需要更长的时间，因为它必须进行一些连接设置工作。一般的预期是单个客户端会发出许多请求，并且设置时间将分摊到所有这些请求中。

其次，您提到您正在使用 Electron。有一些关于 gRPC for Node 在 Electron 渲染过程中使用时性能不佳的报告。在主进程或常规 Node 进程中运行代码时，您可能会看到不同的结果。

如果您尝试使用 @grpc/grpc-js 包，您可能还会有不同的运气，它是对 Node gRPC 库的完整重新实现。您当前用于加载 .proto 包的 API 在该库中不存在，但使用 @grpc/proto-loader 的替代方法适用于这两种实现，并且其他 API 相同。