gRPC چیست و چه کاربردی در توسعه نرم‌افزار دارد؟ مقایسه gRPC و REST

در دنیای توسعه نرم‌افزارهای مدرن، نیاز به ارتباط سریع، امن و کارآمد بین سرویس‌ها بیش از پیش احساس می‌شود. gRPC به عنوان یکی از پروتکل‌های ارتباطی پیشرفته، توسط گوگل توسعه یافته و به سرعت جایگاه ویژه‌ای در معماری میکروسرویس‌ها و سیستم‌های توزیع‌شده پیدا کرده است.

gRPC چیست؟

gRPC یک فریم‌ورک ارتباطی متن‌باز است که توسط گوگل توسعه یافته و برای ایجاد ارتباط سریع و کارآمد بین سرویس‌ها در سیستم‌های توزیع‌شده طراحی شده است. این پروتکل بر پایه HTTP/2 و با استفاده از فرمت داده‌ای Protocol Buffers (Protobuf) کار می‌کند و امکان ارتباط دوطرفه، استریم داده و امنیت بالا را فراهم می‌سازد.

gRPC به دلیل پشتیبانی از چندین زبان برنامه‌نویسی و قابلیت‌های پیشرفته‌ای مانند استریمینگ، احراز هویت و رمزنگاری به انتخابی محبوب برای توسعه‌دهندگان تبدیل شده است. این فناوری به ویژه در معماری میکروسرویس‌ها و پروژه‌هایی که نیاز به ارتباط سریع و مقیاس‌پذیر دارند، کاربرد فراوانی دارد.

gRPC چگونه کار می‌کند؟

استفاده از HTTP/2:

gRPC بر پایه پروتکل HTTP/2 ساخته شده است که نسبت به HTTP/1.1 سرعت و کارایی بیشتری دارد. HTTP/2 امکان ارتباط همزمان چندین پیام در یک اتصال، فشرده‌سازی هدرها و استریمینگ داده را فراهم می‌کند که باعث افزایش سرعت و کاهش تاخیر در ارتباط بین سرویس‌ها می‌شود.

استفاده از Protocol Buffers (Protobuf):

برای تبادل داده‌ها gRPC از فرمت سریال‌سازی Protobuf استفاده می‌کند که بسیار سریع و کم‌حجم است. توسعه‌دهندگان ابتدا ساختار پیام‌ها را در فایل‌های proto تعریف می‌کنند و سپس کدهای لازم برای زبان‌های مختلف به صورت خودکار تولید می‌شود.

پشتیبانی از ارتباط دوطرفه و استریمینگ:

یکی از ویژگی‌های مهم gRPC پشتیبانی از انواع مختلف ارتباط مانند درخواست-پاسخ ساده، استریمینگ یک‌طرفه و استریمینگ دوطرفه است. این قابلیت‌ها به سرویس‌ها اجازه می‌دهد تا داده‌ها را به صورت پیوسته و در زمان واقعی ارسال و دریافت کنند.

امنیت و احراز هویت:

gRPC به طور پیش‌فرض از TLS برای رمزنگاری ارتباطات استفاده می‌کند و امکان پیاده‌سازی مکانیزم‌های مختلف احراز هویت را نیز فراهم می‌سازد. این ویژگی‌ها باعث می‌شود ارتباط بین سرویس‌ها امن و قابل اعتماد باشد.

مقایسه gRPC با REST

gRPC و REST هر دو برای ارتباط بین سرویس‌ها در سیستم‌های توزیع‌شده استفاده می‌شوند، اما تفاوت‌های اساسی در معماری و عملکرد دارند. REST بر پایه پروتکل HTTP/1.1 و فرمت‌های متنی مانند JSON کار می‌کند و به دلیل سادگی و سازگاری با مرورگرها، در توسعه APIهای عمومی و وب‌سرویس‌ها بسیار محبوب است. در مقابل gRPC بر پایه HTTP/2 و فرمت باینری Protobuf ساخته شده و برای ارتباطات سریع، کارآمد و مقیاس‌پذیر بین سرویس‌ها به ویژه در معماری میکروسرویس‌ها، مناسب‌تر است.

یکی از تفاوت‌های مهم این دو فناوری، نحوه انتقال داده‌ها و پشتیبانی از استریمینگ است. gRPC با استفاده از HTTP/2 امکان ارتباط دوطرفه و استریم داده را فراهم می‌کند، در حالی که REST معمولاً فقط از مدل درخواست-پاسخ پشتیبانی می‌کند. همچنین gRPC به دلیل استفاده از فرمت باینری، حجم داده‌های ارسالی را کاهش می‌دهد و سرعت پردازش را افزایش می‌دهد، اما REST به دلیل خوانایی بیشتر و سازگاری با ابزارهای مختلف، همچنان در بسیاری از پروژه‌ها کاربرد دارد.

	gRPC	REST
پروتکل انتقال	HTTP/2	HTTP/1.1
فرمت داده	Protocol Buffers (باینری)	JSON (متنی)
سرعت و کارایی	بسیار بالا	متوسط
پشتیبانی از استریم	بله (دوطرفه و یک‌طرفه)	محدود (معمولاً فقط درخواست-پاسخ)
خوانایی داده	کم (باینری)	بالا (متنی)
پشتیبانی مرورگر	محدود	کامل
پشتیبانی چندزبانه	بله	بله
امنیت	TLS پیش‌فرض	قابل پیاده‌سازی
کاربرد اصلی	میکروسرویس‌ها، ارتباط داخلی سرویس‌ها	APIهای عمومی، وب‌سرویس‌ها

ابزارها و کتابخانه‌های مرتبط با gRPC

gRPC Core Library

این کتابخانه اصلی‌ترین ابزار برای پیاده‌سازی gRPC در زبان‌های مختلف است و توسط گوگل توسعه و پشتیبانی می‌شود. با استفاده از این کتابخانه می‌توانید سرویس‌های gRPC را در زبان‌هایی مانند Go، Java، Python، C# و غیره پیاده‌سازی کنید.

Protobuf Compiler (protoc)

ابزاری برای کامپایل فایل‌های proto و تولید کدهای لازم برای زبان‌های مختلف است. این ابزار به توسعه‌دهندگان کمک می‌کند تا به راحتی ساختار پیام‌ها و سرویس‌ها را تعریف و پیاده‌سازی کنند.

grpcurl

یک ابزار خط فرمان برای تست و دیباگ سرویس‌های gRPC است. با استفاده از grpcurl می‌توانید بدون نیاز به نوشتن کد، درخواست‌های gRPC را به سرور ارسال و پاسخ‌ها را مشاهده کنید.

Postman

نسخه‌های جدید Postman از gRPC پشتیبانی می‌کنند و به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهند تا سرویس‌های gRPC را مشابه APIهای REST تست و بررسی کنند.

BloomRPC

یک ابزار گرافیکی متن‌باز برای تست و مستندسازی سرویس‌های gRPC است. BloomRPC با رابط کاربری ساده و امکانات متنوع، فرآیند تست و توسعه gRPC را آسان‌تر می‌کند.

جمع‌بندی…

gRPC با ارائه سرعت، کارایی و امکانات پیشرفته مانند استریمینگ و امنیت بالا، به یکی از بهترین گزینه‌ها برای ارتباط بین سرویس‌ها در معماری‌های مدرن تبدیل شده است. با وجود برخی محدودیت‌ها نسبت به REST، به ویژه در پروژه‌هایی که نیاز به ارتباط سریع و مقیاس‌پذیر دارند، gRPC می‌تواند ارزش افزوده قابل توجهی ایجاد کند و توسعه‌دهندگان را در ساخت سیستم‌های پایدار و کارآمد یاری دهد.