Willkommen in der Welt der API-Entwicklung, in der gRPC und Protobuf die unbesungenen Helden sind, die dafür sorgen, dass unsere Apps reibungslos miteinander kommunizieren. In diesem Artikel werden wir diese Technologien aufschlüsseln und Ihnen zeigen, warum sie so cool sind. Außerdem werden wir Apidog erwähnen, ein Tool, das es Entwicklern erleichtert, ihre APIs mit gRPC und Protobuf reibungslos zum Laufen zu bringen.
gRPC verstehen: Das Kommunikationsprotokoll
gRPC ist ein hochleistungsfähiges, quelloffenes universelles RPC-Framework, das HTTP/2 für den Transport nutzt. Es wurde entwickelt, um eine nahtlose und effiziente Kommunikation zwischen Diensten zu ermöglichen, unabhängig von ihrer Hosting-Umgebung. Mit Funktionen wie bidirektionalem Streaming und Flusskontrolle ermöglicht gRPC den Datenaustausch in Echtzeit mit minimalem Overhead.
Protocol Buffers: Das Datenformat der Wahl
Protocol Buffers, oder Protobuf, ist Googles sprachunabhängiges Datenserialisierungsformat. Es ist bekannt für seine Einfachheit und Leistung und ermöglicht es Entwicklern, in einem Schema zu definieren, wie Daten strukturiert sind, und dann mit automatisch generiertem Code diese Daten in verschiedenen Programmiersprachen zu verarbeiten.
Synergie von gRPC und Protobuf
In Kombination bieten gRPC und Protobuf eine leistungsstarke Plattform für die Entwicklung von APIs, die komplexe Datenstrukturen verarbeiten und eine Vielzahl von Sprachen und Plattformen unterstützen können. gRPC verwendet Protobuf als seine standardmäßige Interface Definition Language (IDL) und Message Interchange Format, was bedeutet, dass Entwickler ihre Servicemethoden und Nachrichtentypen in einer .proto-Datei definieren und dann die entsprechenden Servicestubs und Datenzugriffsklassen generieren können.
Diese Kombination stellt sicher, dass APIs nicht nur leistungsfähig, sondern auch skalierbar und wartbar sind. Die Verwendung von Protobuf ermöglicht rückwärtskompatible Änderungen am Datenschema, ohne bestehende Implementierungen zu unterbrechen, während die Unterstützung von gRPC für mehrere Sprachen sicherstellt, dass Dienste über Sprachbarrieren hinweg kommunizieren können.
gRPC und Protobuf in Aktion
Diese Technologien sind nicht nur theoretische Konstrukte, sondern werden aktiv in verschiedenen branchenführenden Plattformen eingesetzt. Sie ermöglichen eine schnelle und zuverlässige Kommunikation zwischen Microservices und erweisen sich als unerlässlich in zeitgemäßen Softwarearchitekturen.
Lassen Sie uns einige reale Anwendungen von gRPC und Protobuf untersuchen, um Ihnen ein klareres Bild davon zu vermitteln, wie sie in verschiedenen Szenarien eingesetzt werden:
- Google’s Services: Google verwendet gRPC und Protobuf für viele seiner internen APIs, um eine effiziente Kommunikation zwischen verschiedenen Diensten in seiner riesigen Infrastruktur zu ermöglichen.
- Netflix: Netflix hat gRPC für mehrere seiner Systeme übernommen, darunter seine Empfehlungs-Engine, die von der hohen Leistung und geringen Latenz von gRPC profitiert.
- Square: Das Finanzdienstleistungsunternehmen Square verwendet gRPC und Protobuf für seine APIs, wodurch es skalierbare und zuverlässige Finanzprodukte erstellen kann.
- Kotlin Applications: Es gibt Beispiele für kleine gRPC+Protobuf+Kotlin-Programme, bei denen Dienste und Nachrichten durch Protobuf definiert werden und dann Klassen und Datenstrukturen generiert werden, um gRPC-Server zu erstellen.
- Open Source Projects: Auf Plattformen wie GitHub finden Sie zahlreiche Open-Source-Projekte, die ein Gerüst für die Erstellung von gRPC/Protobuf-Servern bereitstellen und die praktische Implementierung dieser Technologien demonstrieren.
Diese Beispiele veranschaulichen die Vielseitigkeit und Effizienz von gRPC und Protobuf bei der Bewältigung komplexer Kommunikationsaufgaben mit hoher Auslastung über verschiedene Programmiersprachen und Plattformen hinweg. Sie werden insbesondere in Microservices-Architekturen bevorzugt, in denen verschiedene Dienste zuverlässig und performant miteinander kommunizieren müssen.
gRPC und Protobuf in Apidog
Apidog ist eine Plattform, die gRPC unterstützt, ein effizientes und zuverlässiges RPC-Framework, und Protobuf für die API-Verwaltung verwendet. So sind gRPC und Protobuf in Apidog integriert:
gRPC Management: Apidog bietet eine benutzerfreundliche Oberfläche zur Verwaltung von gRPC-APIs. Es unterstützt die Erstellung neuer gRPC-Projekte und den Import von .proto-Dateien, die die Dienste, Methoden und Nachrichten für die API definieren.
Server Streaming
Server Streaming beinhaltet, wie der Name schon sagt, das Senden mehrerer Antwortdaten in einer einzigen Anfrage. Dies könnte beispielsweise das Abonnieren aller Transaktionspreisdaten von Aktien innerhalb eines Zeitraums von einer Minute umfassen.
Client Streaming
In diesem Modus kann der Client kontinuierlich mehrere Anfragenachrichten an den Server senden, ohne auf sofortige Antworten zu warten. Nach der Verarbeitung aller Anfragen sendet der Server eine einzelne Antwortnachricht zurück an den Client. Dieser Ansatz eignet sich gut für die effiziente Übertragung großer Datenmengen in einem Streaming-Verfahren, was dazu beiträgt, die Latenz zu reduzieren und den Datenaustausch zu optimieren.
Bidirektionales Streaming
Bidirektionales Streaming ermöglicht es Clients und Servern, eine persistente bidirektionale Kommunikation aufzubauen und mehrere Nachrichten gleichzeitig zu übertragen. Es wird häufig in Online-Spielen und Echtzeit-Videoanrufsoftware eingesetzt und eignet sich gut für Echtzeitkommunikation und groß angelegte Datenübertragungsszenarien. Nach dem Start des Anrufs unterhalten der Client und der Server eine Sitzung zwischen sich und erhalten Echtzeitantworten, nachdem sie verschiedene Anfrageinhalte gesendet haben.
Zusammenarbeit an gRPC-APIs
Apidog kann für Menschen lesbare gRPC-Schnittstellendokumente aus .proto-Dateien generieren und so die Zusammenarbeit im Team an Schnittstellen erleichtern. Klicken Sie auf die Menüschaltfläche auf der rechten Seite der Benutzeroberfläche, um den Kollaborationslink zu erhalten und ihn mit anderen Teammitgliedern zu teilen, um den Ansatz zur Schnittstellen-Debugging abzustimmen.
Gehen Sie zur Registerkarte „Test“ und erstellen Sie Testfälle und -szenarien für Ihre gRPC-API. Sie können den Mock-Server und -Client oder den realen Server und -Client verwenden, um Ihre API zu testen. Sie können auch Zusicherungen, Variablen, Hooks usw. verwenden, um Ihre Tests zu verbessern. Sie können Ihre Tests ausführen und die Ergebnisse und Berichte im Testbereich einsehen.
Protobuf-Serialisierung: In gRPC werden Nachrichten im Protobuf-Format serialisiert, einem binären Format, das sich nicht zum Schreiben und Lesen durch Menschen eignet. Apidog erkennt dies und bietet Funktionen zur effizienten Handhabung der Protobuf-Serialisierung.
Die Unterstützung von gRPC und Protobuf durch Apidog zeigt sein Engagement für moderne API-Entwicklungspraktiken und bietet Tools, die den Prozess der Erstellung, Verwaltung und des Debuggens von gRPC-APIs rationalisieren.
Was sind einige Best Practices bei der Definition von Protobuf-Nachrichten?
Bei der Definition von Protobuf-Nachrichten ist es entscheidend, sich an Best Practices zu halten, um sicherzustellen, dass Ihre Daten effizient strukturiert sind und die Kompatibilität erhalten bleibt. Hier sind einige wichtige Richtlinien:
Verwenden Sie eine klare und konsistente Namensgebung: Wählen Sie beschreibende und aussagekräftige Namen für Nachrichten und Felder, die ihren Inhalt und Zweck klar angeben.
Wahren Sie die Vorwärts- und Rückwärtskompatibilität: Vermeiden Sie es, vorhandene Felder zu entfernen oder ihre Bedeutung zu ändern. Verwenden Sie stattdessen reservierte Nummern für gelöschte Felder und Enum-Werte, um zukünftige Konflikte zu vermeiden.
Vermeiden Sie Breaking Changes: Verwenden Sie niemals eine Tag-Nummer wieder und ändern Sie den Typ eines Feldes nicht, es sei denn, es handelt sich um eine kompatible Typänderung, wie in der Protobuf-Dokumentation beschrieben.
Fügen Sie einen nicht angegebenen Enum-Wert ein: Enums sollten einen Standardwert haben, der typischerweise *_UNSPECIFIED heißt, als ersten Wert, um Fälle zu behandeln, in denen neue Werte hinzugefügt werden und alte Clients das Feld als nicht gesetzt sehen.
Optimieren Sie Feldnummern: Verwenden Sie Feldnummern 1 bis 15 für die am häufigsten festgelegten Felder, da diese im Wire-Format weniger Platz beanspruchen. Achten Sie auf die Einschränkungen der Feldnummern und reservierten Bereiche.
Dokumentieren Sie Ihr Schema: Kommentieren Sie Ihre .proto-Dateien, um den Zweck jeder Nachricht und jedes Feldes zu erläutern, was besonders hilfreich für diejenigen ist, die Ihre API in Zukunft warten oder verwenden werden.
Vermeiden Sie große Nachrichten: Erstellen Sie keine Nachrichten mit einer hohen Anzahl von Feldern, da dies die Speichernutzung erhöhen und möglicherweise Probleme bei der Codegenerierung in einigen Sprachen verursachen kann.
Wenn Sie diese Praktiken befolgen, erstellen Sie Protobuf-Nachrichten, die klar, effizient und wartbar sind und eine bessere Kommunikation in Ihren verteilten Systemen ermöglichen.
Fazit
gRPC und Protobuf stellen einen Paradigmenwechsel in der Art und Weise dar, wie APIs entworfen und implementiert werden. Ihre Synergie bietet einen optimierten, sprachunabhängigen Ansatz für die Systemkommunikation und stellt sicher, dass Dienste mit beispielloser Effizienz und Zuverlässigkeit interagieren können. Da wir weiterhin Microservices und Cloud-Native-Technologien einsetzen, wird die Einführung von gRPC und Protobuf voraussichtlich zu einer Standardpraxis werden, die die nächste Generation skalierbarer, robuster Anwendungen untermauert.
