golang-grpc

bởi samber

Cung cấp hướng dẫn sử dụng gRPC, cách tổ chức protobuf và các mẫu sẵn sàng cho production dành cho microservices Golang. Sử dụng khi triển khai, xem xét hoặc gỡ lỗi máy chủ/máy khách gRPC, viết tệp proto, thiết lập interceptor, xử lý lỗi gRPC với mã trạng thái, cấu hình TLS/mTLS, kiểm thử với bufconn hoặc làm việc với streaming RPC.

npx skills add https://github.com/samber/cc-skills-golang --skill golang-grpc

Persona: You are a Go distributed systems engineer. You design gRPC services for correctness and operability — proper status codes, deadlines, interceptors, and graceful shutdown matter as much as the happy path.

Modes:

  • Build mode — implementing a new gRPC server or client from scratch.
  • Review mode — auditing existing gRPC code for correctness, security, and operability issues.

Dependencies:

  • protoc: brew install protobuf
  • protoc-gen-go: go install google.golang.org/protobuf/cmd/protoc-gen-go@latest
  • protoc-gen-go-grpc: go install google.golang.org/grpc/cmd/protoc-gen-go-grpc@latest

Go gRPC Best Practices

Treat gRPC as a pure transport layer — keep it separate from business logic. The official Go implementation is google.golang.org/grpc.

This skill is not exhaustive. Please refer to library documentation and code examples for more information. Context7 can help as a discoverability platform.

Quick Reference

ConcernPackage / Tool
Service definitionprotoc or buf with .proto files
Code generationprotoc-gen-go, protoc-gen-go-grpc
Error handlinggoogle.golang.org/grpc/status with codes
Rich error detailsgoogle.golang.org/genproto/googleapis/rpc/errdetails
Interceptorsgrpc.ChainUnaryInterceptor, grpc.ChainStreamInterceptor
Middleware ecosystemgithub.com/grpc-ecosystem/go-grpc-middleware
Testinggoogle.golang.org/grpc/test/bufconn
TLS / mTLSgoogle.golang.org/grpc/credentials
Health checksgoogle.golang.org/grpc/health

Proto File Organization

Organize by domain with versioned directories (proto/user/v1/). Always use Request/Response wrapper messages — bare types like string cannot have fields added later. Generate with buf generate or protoc.

Proto & code generation reference

Server Implementation

  • Implement health check service (grpc_health_v1) — Kubernetes probes need it to determine readiness
  • Use interceptors for cross-cutting concerns (logging, auth, recovery) — keeps business logic clean
  • Use GracefulStop() with a timeout fallback to Stop() — drains in-flight RPCs while preventing hangs
  • Disable reflection in production — it exposes your full API surface
srv := grpc.NewServer(
    grpc.ChainUnaryInterceptor(loggingInterceptor, recoveryInterceptor),
)
pb.RegisterUserServiceServer(srv, svc)
healthpb.RegisterHealthServer(srv, health.NewServer())

go srv.Serve(lis)

// On shutdown signal:
stopped := make(chan struct{})
go func() { srv.GracefulStop(); close(stopped) }()
select {
case <-stopped:
case <-time.After(15 * time.Second):
    srv.Stop()
}

Interceptor Pattern

func loggingInterceptor(ctx context.Context, req any, info *grpc.UnaryServerInfo, handler grpc.UnaryHandler) (any, error) {
    start := time.Now()
    resp, err := handler(ctx, req)
    log.Printf("method=%s duration=%s code=%s", info.FullMethod, time.Since(start), status.Code(err))
    return resp, err
}

Client Implementation

  • Reuse connections — gRPC multiplexes RPCs on a single HTTP/2 connection; one-per-request wastes TCP/TLS handshakes
  • Set deadlines on every call (context.WithTimeout) — without one, a slow upstream hangs goroutines indefinitely
  • Use round_robin with headless Kubernetes services via dns:/// scheme
  • Pass metadata (auth tokens, trace IDs) via metadata.NewOutgoingContext
conn, err := grpc.NewClient("dns:///user-service:50051",
    grpc.WithTransportCredentials(creds),
    grpc.WithDefaultServiceConfig(`{
        "loadBalancingPolicy": "round_robin",
        "methodConfig": [{
            "name": [{"service": ""}],
            "timeout": "5s",
            "retryPolicy": {
                "maxAttempts": 3,
                "initialBackoff": "0.1s",
                "maxBackoff": "1s",
                "backoffMultiplier": 2,
                "retryableStatusCodes": ["UNAVAILABLE"]
            }
        }]
    }`),
)
client := pb.NewUserServiceClient(conn)

Error Handling

Always return gRPC errors using status.Error with a specific code — a raw error becomes codes.Unknown, telling the client nothing actionable. Clients use codes to decide retry vs fail-fast vs degrade.

CodeWhen to Use
InvalidArgumentMalformed input (missing field, bad format)
NotFoundEntity does not exist
AlreadyExistsCreate failed, entity exists
PermissionDeniedCaller lacks permission
UnauthenticatedMissing or invalid token
FailedPreconditionSystem not in required state
ResourceExhaustedRate limit or quota exceeded
UnavailableTransient issue, safe to retry
InternalUnexpected bug
DeadlineExceededTimeout
// ✗ Bad — caller gets codes.Unknown, can't decide whether to retry
return nil, fmt.Errorf("user not found")

// ✓ Good — specific code lets clients act appropriately
if errors.Is(err, ErrNotFound) {
    return nil, status.Errorf(codes.NotFound, "user %q not found", req.UserId)
}
return nil, status.Errorf(codes.Internal, "lookup failed: %v", err)

For field-level validation errors, attach errdetails.BadRequest via status.WithDetails.

Streaming

PatternUse Case
Server streamingServer sends a sequence (log tailing, result sets)
Client streamingClient sends a sequence, server responds once (file upload, batch)
BidirectionalBoth send independently (chat, real-time sync)

Prefer streaming over large single messages — avoids per-message size limits and lowers memory pressure.

func (s *server) ListUsers(req *pb.ListUsersRequest, stream pb.UserService_ListUsersServer) error {
    for _, u := range users {
        if err := stream.Send(u); err != nil {
            return err
        }
    }
    return nil
}

Testing

Use bufconn for in-memory connections that exercise the full gRPC stack (serialization, interceptors, metadata) without network overhead. Always test that error scenarios return the expected gRPC status codes.

Testing patterns and examples

Security

  • TLS MUST be enabled in production — credentials travel in metadata
  • For service-to-service auth, use mTLS or delegate to a service mesh (Istio, Linkerd)
  • For user auth, implement credentials.PerRPCCredentials and validate tokens in an auth interceptor
  • Reflection SHOULD be disabled in production to prevent API discovery

Performance

SettingPurposeTypical Value
keepalive.ServerParameters.TimePing interval for idle connections30s
keepalive.ServerParameters.TimeoutPing ack timeout10s
grpc.MaxRecvMsgSizeOverride 4 MB default for large payloads16 MB
Connection poolingMultiple conns for high-load streaming4 connections

Most services do not need connection pooling — profile before adding complexity.

Common Mistakes

MistakeFix
Returning raw errorBecomes codes.Unknown — client can't decide whether to retry. Use status.Errorf with a specific code
No deadline on client callsSlow upstream hangs indefinitely. Always context.WithTimeout
New connection per requestWastes TCP/TLS handshakes. Create once, reuse — HTTP/2 multiplexes RPCs
Reflection enabled in productionLets attackers enumerate every method. Enable only in dev/staging
codes.Internal for all errorsWrong codes break client retry logic. Unavailable triggers retry; InvalidArgument does not
Bare types as RPC argumentsCan't add fields to string. Wrapper messages allow backwards-compatible evolution
Missing health check serviceKubernetes can't determine readiness, kills pods during deployments
Ignoring context cancellationLong operations continue after caller gave up. Check ctx.Err()

Cross-References

  • → See samber/cc-skills-golang@golang-context skill for deadline and cancellation patterns
  • → See samber/cc-skills-golang@golang-error-handling skill for gRPC error to Go error mapping
  • → See samber/cc-skills-golang@golang-observability skill for gRPC interceptors (logging, tracing, metrics)
  • → See samber/cc-skills-golang@golang-testing skill for gRPC testing with bufconn

Thêm skills từ samber

golang-code-style
samber
Golang code style conventions — line length and breaking, variable declarations, control flow clarity, when comments help vs hurt. Use when writing or reviewing Go code, asking about style or clarity, or establishing project coding standards. Not for naming conventions (→ See `samber/cc-skills-golang@golang-naming` skill), linter configuration (→ See `samber/cc-skills-golang@golang-lint` skill), or doc comments (→ See `samber/cc-skills-golang@golang-documentation` skill).
developmentcode-review
golang-testing
samber
Production-ready Golang tests — table-driven tests, testify suites and mocks, parallel tests, fuzzing, fixtures, goroutine leak detection with goleak, snapshot testing, code coverage, integration tests, idiomatic test naming. Use when writing or reviewing Go tests, choosing a testing approach, setting up Go test CI, or debugging flaky/slow tests. For testify-specific APIs see `samber/cc-skills-golang@golang-stretchr-testify`; for measurement methodology see...
developmenttestingcode-review
golang-design-patterns
samber
Các mẫu thiết kế Golang theo phong cách bản địa — tùy chọn hàm, hàm khởi tạo, luồng lỗi và xếp tầng, quản lý tài nguyên và vòng đời, tắt máy an toàn, khả năng phục hồi, kiến trúc, tiêm phụ thuộc, xử lý dữ liệu, truyền phát, v.v. Áp dụng khi lựa chọn rõ ràng giữa các mẫu kiến trúc, triển khai tùy chọn hàm, thiết kế API hàm khởi tạo, thiết lập tắt máy an toàn, áp dụng các mẫu phục hồi, hoặc hỏi mẫu Go bản địa nào phù hợp với một vấn đề cụ thể.
developmentdesigncode-review
golang-error-handling
samber
Idiomatic Golang error handling — creation, wrapping with %w, errors.Is/As, errors.Join, custom error types, sentinel errors, panic/recover, the single handling rule, structured logging with slog, HTTP request logging middleware, and samber/oops for production errors. Built to make logs usable at scale with log aggregation 3rd-party tools. Apply when creating, wrapping, inspecting, or logging errors in Go code. For samber/oops specifics → See `samber/cc-skills-golang@golang-samber-oops`...
developmentcode-review
golang-performance
samber
Các mẫu và phương pháp tối ưu hiệu năng Golang - nếu X là điểm nghẽn, thì áp dụng Y. Bao gồm giảm cấp phát, hiệu quả CPU, bố trí bộ nhớ, tinh chỉnh GC, pooling, caching, và tối ưu đường dẫn nóng. Sử dụng khi profiling hoặc benchmark đã xác định được điểm nghẽn và bạn cần mẫu tối ưu phù hợp để khắc phục. Cũng sử dụng khi thực hiện đánh giá mã hiệu năng để đề xuất cải tiến hoặc benchmark có thể giúp xác định các cải thiện hiệu năng nhanh chóng. Không dành cho phương pháp đo lường (→...
developmentcode-review
golang-security
samber
Các phương pháp bảo mật tốt nhất và phòng ngừa lỗ hổng cho Golang. Bao gồm injection (SQL, lệnh, XSS), mật mã học, an toàn hệ thống tệp, bảo mật mạng, cookie, quản lý bí mật, an toàn bộ nhớ và ghi nhật ký. Áp dụng khi viết, xem xét hoặc kiểm tra mã Go về bảo mật, hoặc khi làm việc trên bất kỳ mã rủi ro nào liên quan đến mật mã, I/O, quản lý bí mật, xử lý đầu vào người dùng hoặc xác thực. Bao gồm cấu hình các công cụ bảo mật.
securitycode-reviewdevelopment
golang-database
samber
Hướng dẫn toàn diện về truy cập cơ sở dữ liệu Go — truy vấn tham số hóa, quét struct, cột NULL, giao dịch, mức cô lập, SELECT FOR UPDATE, connection pool, xử lý hàng loạt, truyền context và công cụ migration. Sử dụng khi viết, xem xét hoặc gỡ lỗi mã Golang tương tác với PostgreSQL, MariaDB, MySQL hoặc SQLite; để kiểm thử cơ sở dữ liệu; hoặc cho các câu hỏi về database/sql, sqlx hoặc pgx. KHÔNG tạo lược đồ cơ sở dữ liệu hoặc SQL migration.
developmentdatabase
golang-lint
samber
Các phương pháp linting tốt nhất và cấu hình golangci-lint cho các dự án Golang — chạy linters, cấu hình .golangci.yml, loại bỏ cảnh báo bằng chỉ thị nolint, diễn giải đầu ra lint, và lựa chọn linters. Sử dụng khi cấu hình golangci-lint, hỏi về cảnh báo lint hoặc loại bỏ nolint, thiết lập công cụ chất lượng mã, hoặc chọn linters. Cũng sử dụng khi người dùng đề cập đến golangci-lint, go vet, staticcheck, hoặc revive.
developmentcode-reviewtesting