في عالم تطوير الويب الحديث وتصميم واجهات برمجة التطبيقات، ظهرت بروتوكولات الاتصال الشائعة: gRPC و REST. يتم استخدام كل من gRPC وREST على نطاق واسع لبناء أنظمة موزعة وتسهيل الاتصال بين تطبيقات العميل والخادم. في هذه المقالة، سنتناول الفروقات وحالات استخدام gRPC وREST، مع تقديم رؤى حول متى يتم اختيار أحدهما على الآخر.
ما هو gRPC
gRPC، والذي يعني "نداء الإجراءات البعيدة من جوجل"، هو إطار عمل مفتوح المصدر لـ RPC تم تطويره بواسطة جوجل. إنه يمكّن الاتصال السلس بين تطبيقات العميل والخادم، مما يسمح لهم باستدعاء الوسائل Exchange structured data.
يستخدم gRPC لغة بروتوكول التعريف الهيكلي (Protobuf) لتعريف الخدمات والرسائل للتواصل. لذلك، فإن مزايا gRPC تشمل بطبيعة الحال مزايا HTTP2:
- إطار ثنائي لنقل البيانات.
- التحويل المتعدد لطلبات متزامنة بكفاءة.
- يمكّن الخادم من دفع القدرة لبدء الاتصال من الخادم.
- ضغط الرأس لتقليل التكلفة الزائدة.
عند مقارنة gRPC مع REST، يجدر بالذكر أن gRPC يمكن مقارنته بتركيبة HTTP ومبادئ RESTful، حيث تشمل gRPC كل من بروتوكول النقل وتنسيق الرسالة. ومع ذلك، لا يزال من الممكن القيام بالمقارنة بين الاثنين.
ما هو REST
ما هو REST؟ REST (نقل الحالة التمثيلية) هو نمط معماري مصمم للمساعدة في إنشاء وتنظيم الأنظمة الموزعة. بدأ كل شيء في عام 2000 مع فيلدنج، الذي كان ملتزماً بتطوير طريقة موحدة فريدة من نوعها لتواصل العميل والخادم.
يستخدم REST بروتوكول HTTP للتواصل ويستخدم على نطاق واسع في تطبيقات الويب. ببساطة، يوفر REST إرشادات حول كيفية الكشف عن بيانات الخلفية للعملاء من خلال تنسيقات رسائل JSON/XML في تنفيذ معماري على مستوى عالٍ.
تستخدم واجهات برمجة التطبيقات إرشادات REST لتوفير خدمات الويب المتاحة. تقدم هذه APIs RESTful خدمات الويب هذه ضمن الموارد. تمثل الموارد حالات فردية على الخادم يمكن الوصول إليها من خلال واجهة شائعة ويمكن استرجاعها أو معالجتها باستخدام الأفعال HTTP: GET، POST، DELETE، وPUT.
أوجه التشابه بين gRPC وREST
يجب مقارنة gRPC مع HTTP + RESTful لأن gRPC تشمل كل من بروتوكول النقل ومواصفات الرسائل. الآن، دعنا نقارن بين gRPC وREST عبر جوانب مختلفة: على الرغم من أن gRPC وREST ليسا متطابقين، إلا أن هناك أيضاً بعض أوجه التشابه بينهما، دعنا نمض في ذلك.
- عمارة عميل-خادم: يتبع كل من gRPC وREST عمارة عميل-خادم، حيث يرسل العملاء الطلبات إلى الخوادم ويقوم الخوادم بمعالجة تلك الطلبات وإرسال ردود.
- الاتصال الشبكي: يعتمد كل من gRPC وREST على بروتوكولات الاتصال الشبكي، مثل HTTP/1.1 أو HTTP/2، لتسهيل تبادل البيانات بين العملاء والخوادم.
- استقلالية المنصة واللغة: يمكن تنفيذ كل من gRPC وREST على منصات ولغات برمجة مختلفة، مما يسمح بالتشغيل البيني بين أنظمة مختلفة.
الفروقات بين RPC وREST
هذه بعض من أوجه التشابه والاختلاف الأساسية بين gRPC وREST. إذا كنت تريد معرفة الفروقات، دعنا نتطرق إليها:
تعريف الواجهة:
في gRPC، يتم تعريف واجهة الخدمة باستخدام لغة تعريف بروتوكول التخزين (protobuf)، والتي توفر عقدًا صارمًا بين العميل والخادم. من ناحية أخرى، لا يحتوي REST على تعريف رسمي للواجهة، وعادة ما يتم تعريف العقد من خلال الوثائق أو وسائل أخرى.
مرونة الاتصال: Protobuf وJSON
| مرونة الاتصال | Protobuf | JSON |
|---|---|---|
| تنسيق لإرسال واستقبال الردود | تنسيق ثنائي | تنسيق نصي |
| استقلالية المنصة | نعم | نعم |
| سرعة النقل | أسرع بسبب التسلسل | أبطأ مقارنة بـ Protobuf |
| أفضل الممارسات والمعايير التعليمية | لا | نعم |
| المرونة | لا دعم لتطور المخطط الديناميكي | يدعم تطور المخطط الديناميكي |
يستخدم gRPC وREST تنسيقات مختلفة لإرسال واستقبال الردود. يستخدم REST JSON، وهو تنسيق نصي مرن، فعال، محايد للمنصة، ومستقل عن اللغة. من ناحية أخرى، يستخدم gRPC Protobuf، وهو تنسيق ثنائي يوفر سرعة تسليم الرسائل بسبب التسلسل. كلا التنسيقات مستقلين عن المنصة، ولكن JSON يستخدم أكثر في أفضل الممارسات والدروس التعليمية. بالإضافة إلى ذلك، يدعم JSON تطور المخطط الديناميكي، بينما لا يدعم Protobuf.
يمتلك gRPC وREST تنسيقات مختلفة لإرسال واستقبال الردود.
يستخدم REST تنسيق JSON لاستقبال الرسائل. في حين من الممكن استقبال الرسائل في تنسيقات أخرى مثل XML أو ثنائي عاري، إلا أن JSON أصبح هو المعايير الفعلية في أفضل الممارسات والدروس التعليمية بسبب مرونته وكفاءته ومحايدته للمنصة واستقلاله عن اللغة.
يستخدم gRPC تنسيق بروتوكول التخزين (Protobuf) لإرسال الطلبات واستقبال الردود في تنسيق ثنائي. كلا من JSON وProtobuf مستقلين عن المنصة، مما يعني أنه يمكن تطويرهما واستخدامهما دون أن يكونا مرتبطين بمنصة معينة.
عند نقل البيانات بين الأنظمة، يميل JSON إلى أن يكون أبطأ. من ناحية أخرى، يوفر Protobuf تسليم رسائل أسرع حيث يتم تسلسل (تشفير) الرسائل إلى تنسيق ثنائي قبل إرسالها عبر الشبكة. التسلسل هو عملية تعبئة المعلمات والوظيفة البعيدة في رسالة ثنائية.
توليد الشيفرة:
يستخدم gRPC أدوات توليد الشيفرة التي تخلق تلقائياً أكواد عدم التحميل للعميل والخادم استنادًا إلى تعريف الخدمة. هذا يمكن أن يبسط التطوير ويضمن الاتساق عبر لغات البرمجة المختلفة.
لا يحتوي REST على آلية توليد شيفرة مدمجة وغالبًا ما يعتمد على المكتبات أو الأطر لتطبيق العميل والخادم.
الأداء والكفاءة: HTTP/1.1 مقابل HTTP/2
| الأداء والكفاءة | HTTP/1.1 | HTTP/2 |
|---|---|---|
| بروتوكول الاتصال | يستخدم بواسطة REST | يستخدم بواسطة gRPC |
| سرعة الطلب-الرد | أبطأ مقارنة بـ HTTP/2 | أسرع بسبب التحويل المتعدد |
| التحويل المتعدد | غير مدعوم | مدعوم |
| دفع الخادم | غير مدعوم | مدعوم |
| ضغط الرأس | غير مدعوم | مدعوم |
يستخدم REST HTTP/1.1 للتواصل، وإرسال الطلبات، واستقبال الردود. بينما، يستخدم gRPC HTTP/2، الذي يكون أسرع للتواصل بين العمليات.
HTTP/1.1 أبطأ مقارنة بـ HTTP/2. تم تصميم HTTP/2 لتجاوز قيود HTTP/1.1، مما يجعل gRPC أسرع من حيث ردود الطلب مقارنة بـ REST.
ينقص REST في التحويل المتعدد. يحمّل الموارد واحدة تلو الأخرى، حيث يتعين على مورد واحد الانتظار حتى ينتهي تحميل المورد السابق. gRPC، باستخدام HTTP/2، يستفيد من اتصالات TCP لإرسال تدفقات بيانات متعددة مقسمة إلى رسائل مشفرة ثنائية ورقمية، مما يسمح للعميل بمعرفة أي رسالة ثنائية تعود لأي تدفق، مما يضمن عدم حظر الموارد.
لذا، نرى أن HTTP/1.1 غير فعالة للطلبات المتعددة.
من خلال دفع الخادم وضغط الرأس، يتفوق gRPC باستخدام HTTP/2 على REST باستخدام HTTP/1.1 من حيث الأداء. يسمح دفع الخادم لـ HTTP/2 بدفع المحتوى من الخادم إلى العميل قبل أن يطلب، بينما يمكن لـ HTTP/1.1 فقط تقديم المحتوى عند الطلب. يسمح ضغط الرأس، الذي يتطلب HTTP/2، بإزالة الرسائل غير الضرورية من الرؤوس باستخدام طريقة ضغط HPACK.
أنماط الاتصال: البث مقابل الطلب/الرد:
في REST، يمكننا فقط تنفيذ إجراءات مثل إجراء الطلبات واستقبال الردود. يعود ذلك إلى بروتوكول HTTP/1.1 المستخدم للتواصل، الذي يكون محدودًا في جوانب متعددة.
من ناحية أخرى، كما نعلم، يستخدم gRPC HTTP/2 للتواصل. مع اتصالات TCP، يدعم HTTP/2 تدفقات بيانات متعددة من الخادم وطلب-رد التقليدي. مع gRPC، يمكننا تنفيذ:
- بث العميل: يتضمن هذا قيام العميل بإرسال تدفق من البيانات إلى الخادم. يسجل الخادم لاستقبال تدفقات البيانات من العميل ويستجيب برسالة واحدة.
- بث الخادم: يرسل العميل طلبًا واحدًا إلى الخادم، ويفتح الخادم اتصال بث ويرسل تدفقات البيانات إلى العميل بمرور الوقت. يسجل العميل حدثًا للاستماع عندما تصل التدفقات.
- بث ثنائي الاتجاه: هذا ثنائي الاتجاه. يمكن لكل من الخادم والعميل إرسال واستقبال تدفقات البيانات من بعضهما البعض.
ما هي استخدامات gRPC؟
gRPC هو إطار عمل يستخدم على نطاق واسع لبناء أنظمة موزعة فعالة وقابلة للتوسع. يُستخدم غالبا لتطوير واجهات برمجة التطبيقات (APIs) التي تسهل الاتصال بين مكونات مختلفة لنظام البرمجيات. مع gRPC، يمكن للمطورين تعريف واجهات الخدمة واستخدامها لإنشاء شيفرة للعملاء والخوادم بمختلف لغات البرمجة.
ما هي استخدامات REST؟
يستخدم REST على نطاق واسع لبناء APIs قابلة للتوسع وقابلة للصيانة ومعتمدة على المعايير والتي تمكّن الاتصال بين أنظمة مختلفة عبر الإنترنت. يُستخدم REST عادة لبناء خدمات الويب، وتطوير واجهات برمجة التطبيقات، ودمج التطبيقات، وبناء تطبيقات الهاتف المحمول، وتمكين أنظمة إنترنت الأشياء (IoT)، وكشف خدمات الحوسبة السحابية.
gRPC في أبادوج
أبادوج هي أداة إدارة واجهات برمجة التطبيقات التي تستخدم gRPC للتواصل السلس بين العملاء والخوادم. تقدم ميزات لتوليد الشيفرة بعدة لغات برمجة، وتصميم واجهات الخدمة باستخدام لغة تعريف واجهة gRPC (IDL)، وإنشاء خوادم وهمية للاختبار، وإدارة حالات الاختبار، وتوليد الوثائق التلقائية لواجهات برمجة التطبيقات. مع أبادوج وgRPC، يمكن للمطورين تبسيط عملية تطوير واجهات برمجة التطبيقات، وتحسين التعاون، وتقديم واجهات برمجة التطبيقات عالية الجودة.
تعاون واجهة برمجة التطبيقات gRPC في أبادوج
يمكن أن تقدم أبادوج مستندات واجهة gRPC التي تناسب القراءة البشرية استنادًا إلى ملفات .proto، مما يسهل التعاون على الواجهات ضمن الفريق. يمكنك النقر على زر القائمة على الجانب الأيمن من الواجهة للحصول على رابط التعاون ومشاركته مع أعضاء الفريق الآخرين لتنسيق طريقة تصحيح الواجهة.
لبدء اتصال أحادي، اختر طريقة "SayHello" وأدخل "grpcb.in:9000" في عنوان واجهة برمجة التطبيقات. ثم انقر على زر "توليد تلقائيًا" لتوليد جسم الطلب وانقر على "استدعاء" لعرض الرد.
في أبادوج، يمكنك بسهولة استخراج عنوان واجهة برمجة التطبيقات إلى "البيئات" حتى يتمكن أعضاء الفريق الآخرين أو واجهات أخرى في المشروع من بدء طلبات الاتصال.
بث الخادم
كما تشير الرموز، يعني بث الخادم إرسال بيانات الرد المتعددة في طلب واحد. على سبيل المثال، الاشتراك في جميع بيانات سعر المعاملات للأسهم في غضون دقيقة واحدة.
بث العميل
في هذا الوضع، يمكن للعميل إرسال رسائل طلب متعددة باستمرار إلى الخادم دون انتظار رد فوري من الخادم. بعد بدء الاتصال، يمكنك ملء معلومات الطلب بشكل مستمر في الرسالة ثم النقر على زر "إرسال". بعد معالجة جميع الطلبات، يرسل الخادم رسالة رد واحدة إلى العميل.
بث ثنائي الاتجاه
يسمح البث الثنائي الاتجاه للعملاء والخوادم بإقامة اتصال دائم ثنائي الاتجاه ويمكنه نقل رسائل متعددة في نفس الوقت.
يستخدم عادة في الألعاب على الإنترنت وبرامج مكالمات الفيديو في الوقت الحقيقي، وهو مناسب لسيناريوهات الاتصال في الوقت الحقيقي ونقل البيانات ذات النطاق الواسع. بعد بدء الاتصال، سيحافظ العميل والخادم على جلسة بينهما ويتلقيان ردودًا في الوقت الحقيقي بعد إرسال محتويات طلب مختلف.