gRPCとは？gRPCを徹底的に解説する

現在、ネットでgRPCというものをよく見ることがありますね。それでは、このgRPCはどういうものなのでしょうか？本文では、gRPCについて徹底的に解説します。

RPCとgRPC？

gRPCとは何かを紹介する前に、まずは「RPCとは何か」を知っておく必要があります。

RPCとは

RPC（Remote Procedure Call）は、リモート手続き呼び出しとも呼ばれ、分散コンピューティング環境において異なるプロセスやコンピュータ間でプログラムの呼び出しを行うための通信プロトコルです。RPCは、ネットワークを介してクライアントとサーバーの間でメッセージの送受信を行い、クライアントがサーバー上で実行されているプログラムや関数をリモートで呼び出すことができます。

RPCは、クライアントがリクエストを送信し、サーバーがそれに応答するという要求-応答モデルに基づいています。クライアントは、ローカルで実行されているかのようにリモートのプログラムを呼び出すことができ、結果を受け取ることができます。RPCは、ネットワークを透過的に扱うため、クライアントとサーバーの実装の詳細を意識することなく、分散システムを構築することができます。

一般的なRPCの仕組みでは、プログラミング言語やプラットフォームに依存しない中立的なインターフェース記述言語（IDL）を使用して、クライアントとサーバーの間でやり取りするメソッドやパラメータの情報を定義します。IDLを使用することで、異なるプログラミング言語やプラットフォームを使用しているクライアントとサーバーでも相互通信が可能になります。

RPCの概念と仕組みを利用した上、そもろもgRPCとは何でしょう？

gRPCとは

gRPCは、Googleが開発したオープンソースの高性能なリモートプロシージャコール（RPC）フレームワークです。簡単に言うと、gRPCの「g」はGoogleのことを指していて、Googleが開発したRPCのことになります。

gRPCは、Protocol Buffers（protobuf）というシリアライゼーション形式を使用して、クライアントとサーバー間の効率的な通信を可能にします。クライアントとサーバーの間でストリームや双方向通信をサポートすることができます。また、多言語に対応しており、さまざまなプログラミング言語で使用することができます。

上図からわかるように、gRPCでリモート手続き呼び出しを行う場合、クライアントはgRPC Stubだけが必要で、Proto Requestを通じてgRPC Serverにサービスの呼び出しを開始し、gRPC ServerはProto Response(s)を通じて呼び出し結果をクライアントに返します。

ということで、gRPCは実際にRPCの一種であることがわかります。それでは、gRPC APIをデバッグしたり、テストしたりするには、どうしたらいいですか？gRPCは比較的に新しい規格のプロトコルとして、それに対応できるツールも少なくなります。次は、gRPCに完璧に対応できるAPI管理ツールを皆さんに紹介します。

ApidogはgRPC APIの作成とテストに対応可能

Postmanの他に、Apidogは、gRPC APIに完璧に対応できます。Apidogは、APIの設計、開発、デバッグ、テスト、モックなどの機能をも一体化した包括的なプラットフォームです。また、Apidogは日本語に対応しているので、非常に便利です。

gRPCプロジェクトの作成

Apidogのホームページで「新しいプロジェクト」ボタンをクリックして、gRPCプロジェクトを新規作成することができます。

Protoのインポート

gRPCは、API中心のテクノロジーなので、開発に移る前に、.protoファイルを通じて、サービス、方法およびメッセージを定義する必要があります。そこで、Apidogを使用して、gRPCの単体テストを行う前に、APIの定義として.protoファイルをインポートする必要があります。

初のインポート

現在、.protoファイルをインポートするには、2つの方式が利用できます。

• ローカルファイル
• .protoファイルのURL

• .protoファイルは1つのprotoとしてインポートされ、その中のserviceはサービスになり、rpcは方法になります。
• 当該.protoファイルは他の.protoファイルに依存している場合、手動で依存関係を追加する必要もあります。
• .protoファイルは他の.protoファイル内のserviceに依存している場合、そのpackage は、選択の .protoファイルの packageと同じな場合、同じな Protoにインポートされます。

再インポート

インポートした.protoファイルが変更された場合、Apidogでそれを再インポートすることができます。Protoを右クリックして、「再インポート」をクリックします。

実行の方法

.protoファイルを使用して、 gRPCの方法を定義する場合、以下のように4つの方法が利用できます。

• Unary：一元実行
• Server Streaming：サーバーのストリーミング
• Client Streming：クライアントストリーミング
• Bidirectional Streaming：双方向ストリーミング

一元実行

一元の実行は、HTTPリクエストに似ています。アドレスバーにURLを入力して、「Message」タブでJSONフォーマットでメッセージを入力した後、「実行」ボタンをクリックします。

ストリーミング方式

ストリーミング方式は、Websocketの接続に似ています。「Message」タブでJSONフォーマットでメッセージを入力して送信できます。サーバーストリーミング、クライアントストリーミング、双方向ストリーミングは、全てストリーミング方式に属しています。

Apidogは、タイムラインを備えており、時間順に実行の状態、送受信のメッセージを表示します。メッセージをクリックすると、メッセージの詳細を見ることができるので非常に便利です。

高度なオプション

動的値の自動生成

Apidog は、.protoファイルの内容を識別できるので、「自動生成」をクリックして、送信メッセージを自動的に生成できます。また、動的値ボタンをクリックして、動的値を利用することもできます。

変数の使用

gRPCのメッセージとMetadataで、Apidogの変数を利用できます。

TLSをオンにする

gRPC APIは、TLSを通じて安全に接続することができます。

Apidogを使用すると、URLの前のプロトコルをクリックして、TLSの状態を快適に切り替えます。

また、URLに「grpcs://」を使用すると、ApidogはTLSをオンにします。それに対して、「grpc://」の場合は、TLSは無効になります。

サーバーのURLと環境の管理

URLアドレスの右側にある「＋」アイコンをクリックして、現在利用中のサーバーURLを環境に追加することができます。

そして、右上で環境やサーバーのURLを選択し、URLの設定を「デフォルトを継承」にすることで、すべての方法も同じなURLで単体テストを行うようになります。

ProtoファイルとAPIのパラメータを確認

Protoファイルの内容を確認

Apidogの左側にメニューツリーのProtoをクリックすると、Protoファイルのオリジナル内容を確認できます。

リクエストとレスポンスのパラメータを確認

gRPCはシーケンス化フォーマットとしてProtoBufを使用しています。これは、メッセージの送受信の際に、各メッセージがProtoBufフォーマットで転送されることを意味しています。ProtoBufは、他のテキストに基づくフォーマット(JSON，XML)とは異なり、バイナリ形式なので、人間がそれを読み書きしたりすることが難しくなります。

そこで、ApidogでgRPC APIを呼び出す際には、すべてのメッセージをJSONフォーマットで作成したり、表示したりしています。

APIの情報ページで、JSONフォーマットで表示されているレスポンスとパラメータの情報を確認できます。

ProtoBufは、 JSONデータとの間、次のようなマッピング関係が存在しています。