Provedor gRPC e HTTP/2 (Nativo)

O Horse possui suporte nativo a gRPC e transporte HTTP/2 sem TLS (h2c) através do THorseGrpcProvider. Ele permite criar APIs gRPC Code-First, gerando o arquivo .proto de forma automática a partir dos seus contratos de serviço Delphi, ou implementar rotas HTTP/2 de altíssima performance.

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🚀 Como Funciona

O provedor realiza toda a decodificação de frames HTTP/2 (HEADERS e DATA), processa a serialização de mensagens baseadas no protocolo Protobuf por meio de RTTI híbrida rápida e atende a requisições gRPC de forma concorrente em threads físicas de socket TCP de forma 100% nativa (sem dependência de DLLs externas).

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🧬 Arquitetura Interna (Estrutura de Arquivos)

A infraestrutura nativa do provedor gRPC é dividida em units modulares com responsabilidades isoladas (SOLID):

• Horse.Provider.Grpc.pas: O core do provedor. Gerencia o socket TCP HTTP/2 Cleartext (h2c), escuta as conexões ativas concorrentes e despacha as chamadas gRPC RTTI para as instâncias de serviços.
• Horse.Grpc.Attributes.pas: Define os atributos e metadados customizados ([GrpcMessage], [GrpcService], [GrpcMethod], [ProtoMember]) usados na anotação de interfaces e classes Delphi.
• Horse.Grpc.Codec.pas: Implementa o framing LPM (Length-Prefixed Message) de 5 bytes exigido pelo protocolo gRPC (1 byte de status de compressão + 4 bytes para o tamanho do payload).
• Horse.Core.Protobuf.Serializer.pas: Motor de serialização de baixo nível responsável por ler e escrever o fluxo binário no padrão oficial do Google Protobuf.
• Horse.Core.Protobuf.Rtti.pas: Abstração de RTTI híbrida e thread-safe para Delphi e Lazarus, que converte dados da heap e propriedades de classes para payloads binários.
• horse-pb-compiler.dpr: Ferramenta de linha de comando para compilar arquivos .proto legados gerando automaticamente as units Pascal mapeadas.

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🛠️ Compilador CLI (horse-pb-compiler)

Se você já possuir um arquivo de esquema gRPC padrão .proto e quiser gerar automaticamente a unit Delphi correspondente anotada com os atributos e a interface do Horse, utilize o compilador nativo fornecido no repositório.

Como Compilar o Compilador CLI

Compile a ferramenta de linha de comando usando o compilador dcc32 do Delphi (ou fpc no Lazarus):

dcc32.exe tools/compiler/horse-pb-compiler.dpr

Isso gerará o executável horse-pb-compiler.exe (ou horse-pb-compiler no Linux).

Como Utilizar o Compilador

Para compilar um arquivo de esquema .proto (por exemplo, users.proto) para uma unit Delphi/Lazarus (users.pas), execute:

horse-pb-compiler.exe <input.proto> <output.pas>

Exemplo Prático:

Dado o arquivo users.proto abaixo:

syntax = "proto3";
package users;

message UserRequest {
  int32 id = 1;
}

message UserResponse {
  int32 id = 1;
  string name = 2;
  string email = 3;
}

service UserService {
  rpc GetUser (UserRequest) returns (UserResponse);
}

Ao executar horse-pb-compiler.exe users.proto users.pas, a unit Pascal correspondente será gerada de forma 100% automatizada e anotada com todos os atributos gRPC exigidos pelo Horse.

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🖥️ Compilador GUI (HorsePbCompilerGui)

Para compilações em massa (em lote) contendo múltiplos arquivos de esquema Protobuf em uma árvore de diretórios, o repositório fornece um utilitário visual (interface gráfica) VCL para Windows.

Como Compilar a Ferramenta Visual

Na raiz do repositório, compile o utilitário visual usando o dcc32 do Delphi:

dcc32.exe -Utools/compiler tools/gui/HorsePbCompilerGui.dpr

Isso gerará o executável HorsePbCompilerGui.exe na pasta tools/gui/.

Como Utilizar a GUI

1. Execute o arquivo HorsePbCompilerGui.exe.
2. No campo Diretório dos arquivos .proto, selecione a pasta de origem contendo os esquemas.
3. No campo Diretório de destino (.pas), selecione a pasta onde as units Pascal geradas serão salvas.
4. Marque a opção Incluir subpastas de forma recursiva se desejar processar subdiretórios preservando a estrutura de pastas original no destino.
5. Clique em Compilar em Lote. A janela exibirá no log em tempo real o status individual de cada conversão de arquivo.

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📝 Definição do Serviço (Code-First)

Para declarar o seu serviço, crie uma unit com o esquema de mensagens e interfaces anotadas com os atributos do Horse gRPC.

unit users;

{$M+}

interface

uses
  System.SysUtils,
  Horse.Grpc.Attributes;

type
  TUserRequest = class;
  TUserResponse = class;

  [GrpcMessage]
  TUserRequest = class
  private
    Fid: Integer;
  published
    [ProtoMember(1)]
    property id: Integer read Fid write Fid;
  end;

  [GrpcMessage]
  TUserResponse = class
  private
    Fid: Integer;
    Fname: string;
    Femail: string;
  published
    [ProtoMember(1)]
    property id: Integer read Fid write Fid;
    [ProtoMember(2)]
    property name: string read Fname write Fname;
    [ProtoMember(3)]
    property email: string read Femail write Femail;
  end;

  [GrpcService('users.UserService')]
  IUserService = interface(IInvokable)
    ['{1E4CA3E9-B5E3-4EF1-8B8C-29F869994C47}']
    [GrpcMethod('GetUser')]
    function GetUser(const ARequest: TUserRequest): TUserResponse;
  end;

implementation

end.

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🛠️ Implementação da Classe de Serviço

Ao implementar sua interface de serviço gRPC, desative a contagem de referências do Delphi (ARC) na classe implementadora. Isso é necessário para que a RTTI interna não libere acidentalmente o objeto de serviço no meio de chamadas de reflexão dinâmica.

type
  TUserServiceImpl = class(TInterfacedObject, IUserService)
  protected
    function _AddRef: Integer; stdcall;
    function _Release: Integer; stdcall;
  public
    function GetUser(const ARequest: TUserRequest): TUserResponse;
  end;

{ TUserServiceImpl }

function TUserServiceImpl._AddRef: Integer;
begin
  Result := -1;
end;

function TUserServiceImpl._Release: Integer;
begin
  Result := -1;
end;

function TUserServiceImpl.GetUser(const ARequest: TUserRequest): TUserResponse;
begin
  Result := TUserResponse.Create;
  Result.id := ARequest.id;
  Result.name := 'João Silva';
  Result.email := 'joao.silva@example.com';
end;

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🌐 Inicialização do Servidor e Exportação de Schema

O gRPC Provider permite exportar o arquivo .proto correspondente ao seu código Delphi de forma automática durante a inicialização, garantindo a interoperabilidade com qualquer linguagem (Node.js, Go, Python, C#, etc.).

uses
  Horse,
  Horse.Provider.Grpc,
  users;

var
  ServiceImpl: TUserServiceImpl;
begin
  // Registrar as instâncias de serviços
  ServiceImpl := TUserServiceImpl.Create;
  THorseGrpcProvider.RegisterService(IUserService, ServiceImpl);

  // Opcional: Exportar o arquivo proto para consumo do cliente gRPC externo
  THorseGrpcProvider.ExportProto('users.proto');

  WriteLn('Iniciando servidor gRPC na porta 9090...');
  THorseGrpcProvider.Listen(9090);
end.

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## ⚡ Coexistência de Servidores (HTTP e gRPC paralelos)

Uma das maiores vantagens da arquitetura de isolamento de sockets do Horse é a possibilidade de rodar múltiplos provedores com propostas distintas (como um gateway HTTP/1.1 REST e um microsserviço gRPC de comunicação interna) de forma concorrente no mesmo processo.

Para fazer isso, basta rodar o servidor HTTP tradicional em uma thread de background e o servidor gRPC na thread principal (ou vice-versa):

```delphi
uses
  System.Classes,
  System.SysUtils,
  Horse,
  Horse.Provider.Grpc,
  users;

begin
  // 1. Configurar rotas REST tradicionais (HTTP/1.1 via Indy)
  THorse.Get('/ping',
    procedure(Req: THorseRequest; Res: THorseResponse)
    begin
      Res.Send('pong');
    end);

  // Inicializar o servidor HTTP REST na porta 8080 em background
  TThread.CreateAnonymousThread(
    procedure
    begin
      THorse.Listen(8080);
    end).Start;

  // 2. Registrar e inicializar o serviço gRPC (HTTP/2 h2c)
  THorseGrpcProvider.RegisterService(IUserService, TUserServiceImpl.Create);

  WriteLn('Servidor HTTP REST rodando na porta 8080...');
  WriteLn('Servidor gRPC rodando na porta 9090...');
  THorseGrpcProvider.Listen(9090);
end.

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⚡ Otimizações de Ultra-Performance e Prontidão de Produção

O Horse gRPC foi otimizado no nível de hardware e kernel para bater de frente com os líderes de mercado (como C# e Go), implementando três frentes de aceleração:

1. Serialização Estática Gerada por Código (CodeGen)

• Como funciona: O compilador CLI (horse-pb-compiler) gera automaticamente nas classes do arquivo Pascal os métodos estáticos procedure Serialize(AStream: TStream); e procedure Deserialize(AStream: TStream);.
• Benefício: Ao serializar as mensagens, o Horse detecta a presença desses métodos na classe e desvia 100% da RTTI reflexiva e do boxing/unboxing de TValue. O processamento de dados binários passa a ser executado puramente via chamadas diretas nativas compiladas de escrita e leitura na CPU (aceleração de ~300% a 500% na CPU).

2. Acesso Direto à Heap via Offsets (Fallback de Alta Velocidade)

• Como funciona: Caso a classe não tenha sido gerada pelo compilador (Code-First puro sem métodos estáticos), a RTTI híbrida do Horse calcula e cacheia os offsets de memória física de cada campo publicado na heap.
• Benefício: A escrita de dados pula a chamada lenta de TRttiProperty.SetValue e grava os bytes diretamente nos ponteiros físicos (PByte(Obj) + Offset), desviando de 100% da reflexão de propriedades em tempo de execução.

3. THorseBufferPool (Bypass de Alocação de Heap)

• Como funciona: O provedor possui integrado um pool global thread-safe de buffers dinâmicos reutilizáveis (THorseBufferPool). Cada thread do pool de processamento gRPC obtém e devolve arrays de bytes (TBytes) pré-alocados de 64KB para este pool.
• Benefício: Evita-se a fragmentação de memória heap (Heap Fragmentation) e as travas de sincronização de threads do gerenciador de memória do SO (FastMM/glibc) sob estresse de rede continuado, permitindo que a latência permaneça linear de 20ms mesmo sob milhões de requisições.

4. Thread Pooling e Concorrência Multi-Core

• Como funciona: As conexões de sockets aceitas na thread de escuta são despachadas para uma fila concorrente thread-safe consumida por um pool de threads de trabalho persistentes e fixas.
• Benefício: Evita-se a criação/destruição de threads físicas de SO por conexão do cliente, minimizando o custo de troca de contexto de CPU e protegendo o servidor contra ataques de rajadas de requisições.