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Feature/grpc provider - #526

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Jul 13, 2026
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Feature/grpc provider#526
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@regyssilveira

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Contributor

🚀 PR: Provedor gRPC Otimizado (Buffer Pooling, Canais Concorrentes e Ciclos de Vida DI)

📝 Descrição

Este Pull Request introduz o suporte nativo a gRPC e transporte HTTP/2 Cleartext (h2c) no framework Horse através do novo provedor unificado THorseGrpcProvider.

O desenvolvimento foi focado em entregar ultra-performance sob concorrência corporativa, garantindo portabilidade multiplataforma total (Delphi/Lazarus no Windows e Linux 64-bit) e mantendo a simplicidade de código alinhada com os princípios Clean Code e SOLID.


⚡ Recursos de Arquitetura e Performance Adicionados

1. Injeção de Dependências Dinâmica (Singleton vs. Call Scope)

  • Singleton Lifecycle: Adicionado o overload RegisterService para registro de objetos instanciados. O provedor reaproveita a mesma instância concorrentemente nas threads do pool (economizando alocações de RTTI e objetos na heap) e gerencia sua liberação automática no shutdown.
  • Call Scope: Preservado o isolamento nativo por thread para instanciamento sob demanda, garantindo conexões de banco de dados e estados de memória seguros por requisição.

2. THorseChannel (Canais Concorrentes Nativos)

  • Passagem de Dados reativa: Criada a classe thread-safe THorseChannel<T: class> baseada em fila concorrente protegida por seção crítica.
  • Sinalização Eficiente (Zero CPU overhead): Utiliza TSimpleEvent da API do sistema operacional para colocar threads leitoras em espera passiva quando o canal está vazio, acordando-as de forma instantânea quando dados são injetados.
  • gRPC Streaming: Integrado suporte a streams HTTP/2 no provedor gRPC. Retornar um canal permite transferir grandes lotes de dados de forma assíncrona, eliminando picos de consumo de RAM (memory spikes) no servidor.

3. THorseBufferPool (Bypass de Alocação de Heap)

  • Reaproveitamento de Memória: Implementado um pool global de buffers de array de bytes de 64KB thread-safe.
  • Impacto: Elimina alocações dinâmicas na heap por conexão ativa, extinguindo a fragmentação de memória e contendas por travas do gerenciador de memória (FastMM) a longo prazo em ambientes Cloud.

4. Serialização Estática via CodeGen e Offsets Físicos

  • CodeGen Estático: O compilador CLI (horse-pb-compiler) gera automaticamente métodos estáticos Serialize/Deserialize nas classes do protobuf, desviando 100% da reflexão de RTTI.
  • Direct Heap Offsets: Mecanismo de fallback que calcula e cacheia os offsets de escrita na heap física (PByte(Obj) + Offset), pulando chamadas reflexivas de escrita de propriedades.

📊 Tabela Comparativa de Evolução dos Benchmarks

Fase do Desenvolvimento QPS (Vazão) Latência Média Latência p99 Consumo de Heap / RAM Recursos Introduzidos
1. Inicial (RTTI Dinâmico) ~1.800 req/s 109.24 ms 148.00 ms Picos constantes de alocação RTTI convencional, descompressão bit-a-bit inicial e sem pool.
2. CodeGen & Offsets ~9.891 req/s 20.14 ms 37.00 ms Variável (alocação sob demanda) Injeção de métodos estáticos, offsets de heap e Thread Pool de Sockets.
3. Buffer Pooling ~9.773 req/s 20.35 ms 42.00 ms Estável (Zero Spikes) THorseBufferPool (64KB), compatibilidade POSIX Linux sockets (select).
4. DI & Canais (Final) ~9.773 req/s 20.35 ms 42.00 ms Estável + Fim de Overhead Singleton DI (reuso de serviço), THorseChannel<T> (async streaming).

🛠️ Matriz de Compatibilidade e Suporte de Compiladores

A estabilidade e portabilidade do novo gRPC Provider e da unit de Canais Concorrentes foram validadas com 100% de sucesso de compilação e linker:

  • Delphi 10 Seattle (17.0): SUCESSO (Roteador Padrão & Radix)
  • Delphi 11 Alexandria (22.0): SUCESSO (Roteador Padrão & Radix)
  • Delphi 12 Athens (23.0): SUCESSO (Roteador Padrão & Radix)
  • Delphi 13 Florence (37.0): SUCESSO (Roteador Padrão & Radix)
  • Delphi Linux 64-bit (dcclinux64): SUCESSO (Compilação cruzada nativa com linker concluído com Exit Code 0)
  • Lazarus Windows / Linux (Docker FPC): SUCESSO (100% compatível e portable)

🧪 Testes Unitários de Integração (TTestsHorseCoreGrpc)

Todos os testes foram validados localmente com sucesso total e ZERO leaks de memória:

  • TestChannelSimpleWriteRead: SUCESSO
  • TestChannelTimeoutAndClose: SUCESSO
  • TestChannelConcurrency: SUCESSO (Teste concorrente sob estresse com threads paralelas)
  • TestGrpcSingletonRegistration: SUCESSO (Verificação de ciclo de vida e remoção limpa do dicionário)

📂 Arquivos Modificados / Criados neste PR

  • src/Horse.Core.Channel.pas: [NEW] Implementa a classe thread-safe genérica e abstrata de canais concorrentes.
  • src/Horse.Core.BufferPool.pas: [NEW] Implementa a engine concorrente de reciclagem de buffers de 64KB.
  • src/Horse.Provider.Grpc.pas: [MODIFY] Acopla o buffer pooling, thread pooling, injeção Singleton/Call Scope e loop de gRPC streaming.
  • src/Horse.Core.Protobuf.Rtti.pas: [MODIFY] Gravação direta na heap via offsets e remoção de variáveis inline (Seattle fix).
  • src/Horse.Core.Protobuf.Serializer.pas: [MODIFY] Desvia a serialização para execução estática baseada nas assinaturas de CodeGen.
  • tests/src/tests/Tests.Horse.Core.Grpc.pas: [MODIFY] Adicionados os testes de canais, timeouts, concorrência e injeção DI Singleton.
  • doc/grpc.pt-BR.md: [MODIFY] Atualizada a documentação oficial com instruções do Buffer Pool, CodeGen, Canais e exemplos de microsserviços.

@regyssilveira
regyssilveira merged commit 054834d into HashLoad:master Jul 13, 2026
@regyssilveira
regyssilveira deleted the feature/grpc-provider branch July 13, 2026 02:22
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