gRPC 스트리밍이 어떻게 API를 더 빠르고 더 안정적으로 만들어 줄 수 있는가

당신이 API의 성능과 신뢰성을 향상시킬 방법을 찾고 있다면, gRPC 스트리밍 사용을 고려해 볼 수 있습니다. gRPC는 프로토콜 버퍼와 HTTP/2를 사용하여 효율적이고 확장 가능한 서비스를 만들 수 있는 현대적이고 오픈 소스의 프레임워크입니다. 스트리밍은 gRPC의 주요 기능 중 하나로, 각 응답을 기다리지 않고 단일 연결에서 여러 메시지를 주고받을 수 있게 합니다.

이 블로그 포스트에서는 gRPC 스트리밍이 무엇인지, 어떻게 작동하는지, 그리고 왜 API에 유익한지 설명하겠습니다. 또한 apidog이라는 도구를 사용하여 gRPC 스트리밍 서비스를 테스트하고 디버그하는 방법도 보여드리겠습니다. 이 게시물을 읽은 후에는 gRPC 스트리밍에 대한 더 나한 이해와 프로젝트에서 이를 사용하는 방법에 대해 알게 될 것입니다.

button

gRPC 스트리밍이란?

gRPC 스트리밍은 HTTP/2를 기본 전송 프로토콜로 사용하여 단일 연결에서 여러 메시지를 주고받는 방법입니다. HTTP/2는 다중화(multiplexing)를 지원하는 HTTP의 최신 버전으로, 여러 요청과 응답이 동일한 TCP 연결을 통해 블로킹 없이 전송될 수 있음을 의미합니다. 이는 연결을 열고 닫는 오버헤드를 줄이고 API의 지연 시간과 처리량을 향상시킵니다.

gRPC 스트리밍은 네 가지 유형의 통신 패턴을 사용할 수 있게 해줍니다:

유니유니(call): 클라이언트가 한 요청을 보내고 서버로부터 한 응답을 받는 가장 간단하고 일반적인 패턴입니다. 이는 일반 HTTP 요청과 응답과 유사합니다.
서버 스트리밍: 이 패턴에서는 클라이언트가 한 요청을 보내고 서버로부터 여러 응답을 받습니다. 서버는 클라이언트가 요청하는 것을 기다리지 않고 응답이 준비되는 대로 스트리밍할 수 있습니다. 이는 서버가 클라이언트에 대량의 데이터를 전송해야 할 때나, 실시간으로 클라이언트에 업데이트를 푸시해야 할 때 유용합니다.
클라이언트 스트리밍: 이 패턴에서는 클라이언트가 여러 요청을 보내고 서버로부터 한 응답을 받습니다. 클라이언트는 서버가 이를 확인하기를 기다리지 않고 요청을 스트리밍할 수 있습니다. 이는 클라이언트가 서버에 대량의 데이터를 업로드해야 할 때나, 클라이언트가 한 번의 요청으로 여러 매개변수를 서버에 보내야 할 때 유용합니다.
양방향 스트리밍: 이 패턴에서는 클라이언트와 서버가 양방향으로 여러 메시지를 주고받을 수 있습니다. 메시지는 엄격한 순서 없이 독립적으로 전송 및 수신될 수 있습니다. 이는 클라이언트와 서버가 지속적이고 동적인 대화를 해야 하거나, 클라이언트와 서버가 피어 투 피어 방식으로 데이터를 교환해야 할 때 유용합니다.

gRPC 스트리밍은 어떻게 작동하나요?

gRPC 스트리밍은 메시지를 인코딩하고 전송하기 위해 프로토콜 버퍼와 HTTP/2를 사용하여 작동합니다. 프로토콜 버퍼는 메시지의 구조와 유형을 스키마 파일로 정의할 수 있는 이진 직렬화 형식입니다. 프로토콜 버퍼는 간결하고, 빠르며, 사용하기 쉽고, 교차 언어 및 플랫폼 호환성을 지원합니다.

HTTP/2는 다중화, 압축 및 암호화를 지원하는 이진 프로토콜입니다. HTTP/2는 기본 통신 단위로 프레임을 사용하여 동일한 연결에서 여러 메시지를 전송할 수 있게 합니다. 각 프레임은 프레임의 유형, 길이 및 스트림 ID를 나타내는 헤더를 가지고 있습니다. 스트림 ID는 프레임을 특정 요청 또는 응답과 연결하는 고유 식별자입니다. HTTP/2는 또한 흐름 제어 및 오류 처리를 지원하여 API의 신뢰성과 효율성을 보장합니다.

gRPC 스트리밍을 사용하기 위해서는 gRPC 구문을 사용하여 프로토콜 버퍼 파일에서 서비스를 정의하고 메시지를 작성해야 합니다. 예를 들어 다음은 유니 유니 및 서버 스트리밍 호출을 지원하는 간단한 서비스입니다:

syntax = "proto3";

package example;

// 현재 시간을 반환하는 서비스
service TimeService {
  // 유니 유니 호출: 현재 시간을 반환
  rpc GetTime (GetTimeRequest) returns (GetTimeResponse) {}

  // 서버 스트리밍 호출: 매초 현재 시간을 반환
  rpc StreamTime (StreamTimeRequest) returns (stream StreamTimeResponse) {}
}

// 현재 시간을 얻기 위한 요청을 나타내는 메시지
message GetTimeRequest {
  // 요청된 시간의 시간대
  string timezone = 1;
}

// 현재 시간을 담고 있는 응답을 나타내는 메시지
message GetTimeResponse {
  // ISO 8601 형식의 현재 시간
  string time = 1;
}

// 현재 시간 스트리밍 요청을 나타내는 메시지
message StreamTimeRequest {
  // 요청된 시간의 시간대
  string timezone = 1;
}

// 현재 시간을 담고 있는 응답을 나타내는 메시지
message StreamTimeResponse {
  // ISO 8601 형식의 현재 시간
  string time = 1;
}

서비스를 구현하기 위해서는 선택한 프로그래밍 언어에 맞는 gRPC 라이브러리를 사용해야 합니다. gRPC는 C#, C++, Go, Java, Node.js, Python, Ruby 등 여러 언어를 지원합니다. 각 언어는 gRPC 서비스를 생성하고 사용하는 데 자신만의 API 및 규칙이 있습니다. 예를 들어, 다음은 Python에서 TimeService를 간단히 구현한 것입니다:

import grpc
import time
from concurrent import futures
from example_pb2 import GetTimeRequest, GetTimeResponse, StreamTimeRequest, StreamTimeResponse
from example_pb2_grpc import TimeServiceServicer, add_TimeServiceServicer_to_server

# TimeService를 구현하는 클래스
class TimeService(TimeServiceServicer):
  # 유니 유니 호출: 현재 시간을 반환
  def GetTime(self, request, context):
    # 요청에서 시간대 가져오기
    timezone = request.timezone
    # 요청된 시간대의 현재 시간 가져오기
    time = get_current_time(timezone)
    # 현재 시간을 담고 있는 응답 생성 및 반환
    response = GetTimeResponse(time=time)
    return response

  # 서버 스트리밍 호출: 매초 현재 시간을 반환
  def StreamTime(self, request, context):
    # 요청에서 시간대 가져오기
    timezone = request.timezone
    # 무한 루프
    while True:
      # 요청된 시간대의 현재 시간 가져오기
      time = get_current_time(timezone)
      # 현재 시간을 담고 있는 응답 생성 및 생성
      response = StreamTimeResponse(time=time)
      yield response
      # 1초 대기
      time.sleep(1)

# 주어진 시간대의 현재 시간을 반환하는 함수
def get_current_time(timezone):
  # TODO: 이 함수 구현하기
  pass

# gRPC 서버 생성
server = grpc.server(futures.ThreadPoolExecutor(max_workers=10))
# 서버에 TimeService 추가
add_TimeServiceServicer_to_server(TimeService(), server)
# 포트 50051에서 서버 시작
server.add_insecure_port('[::]:50051')
server.start()
# 종료 대기
server.wait_for_termination()

서비스를 소비하기 위해서는 선택한 프로그래밍 언어에 맞는 gRPC 클라이언트를 사용해야 합니다. gRPC 클라이언트는 gRPC 서버와 통신하기 위해 스텁을 사용합니다. 스텁은 프로토콜 버퍼 파일에서 생성되며 서비스 메서드에 해당하는 메서드를 제공합니다. 예를 들어, 다음은 Python에서 TimeService를 호출하는 간단한 클라이언트입니다:

import grpc
from example_pb2 import GetTimeRequest, StreamTimeRequest
from example_pb2_grpc import TimeServiceStub

# 서버에 대한 gRPC 채널 생성
channel = grpc.insecure_channel('localhost:50051')
# TimeService의 스텁 생성
stub = TimeServiceStub(channel)

# 유니 유니 호출: UTC의 현재 시간 가져오기
request = GetTimeRequest(timezone='UTC')
response = stub.GetTime(request)
print(f'UTC의 현재 시간은 {response.time}입니다.')

# 서버 스트리밍 호출: PST에서 현재 시간 스트리밍
request = StreamTimeRequest(timezone='PST')
responses = stub.StreamTime(request)
for response in responses:
  print(f'PST의 현재 시간은 {response.time}입니다.')

gRPC 스트리밍을 사용하는 이유는 무엇인가요?

gRPC 스트리밍은 API에 많은 이점을 제공합니다:

성능: gRPC 스트리밍은 연결을 열고 닫는 오버헤드를 줄이고, 단일 연결에서 여러 메시지를 주고받을 수 있게 해줍니다. 이는 API의 지연 시간과 처리량을 향상시키고, API를 더 반응적이고 효율적으로 만듭니다.
신뢰성: gRPC 스트리밍은 흐름 제어 및 오류 처리를 지원하는 HTTP/2를 사용합니다. 흐름 제어는 데이터 전송 속도를 조절하고 혼잡 및 버퍼 오버플로우를 방지할 수 있게 해줍니다. 오류 처리는 오류를 감지하고 복구하며, 연결을 우아하게 종료할 수 있게 해줍니다. 이러한 기능은 API의 신뢰성과 강력함을 보장하고 데이터 손실 및 손상을 방지하는 데 도움이 됩니다.
유연성: gRPC 스트리밍은 사용 사례와 요구 사항에 따라 다양한 통신 패턴을 사용할 수 있습니다. 유니 유니, 서버 스트리밍, 클라이언트 스트리밍 및 양방향 스트리밍 중 선택하고, 쉽게 전환할 수 있습니다. 이는 API에 대한 유연성과 제어력을 높이고, 다양한 시나리오와 도전을 처리할 수 있게 해줍니다.
단순성: gRPC 스트리밍은 프로토콜 버퍼와 gRPC 라이브러리를 사용하여 API의 개발 및 유지 관리를 단순화합니다. 프로토콜 버퍼는 서비스를 정의하고 메시지를 명확하고 간결하게 정의할 수 있게 해주며, 다양한 언어와 플랫폼에 대한 코드를 생성할 수 있습니다. gRPC 라이브러리는 일관되고 직관적인 API를 사용하여 서비스를 생성하고 소비할 수 있게 하고, 스트리밍 및 HTTP/2의 저수준 세부 사항을 처리해 줍니다. 이는 코드의 가독성을 높이고, 재사용 가능하며, 이식성을 증가시키며, API의 복잡성과 보일러플레이트를 줄여줍니다.

gRPC 스트리밍 서비스를 테스트하고 디버그하는 방법은?

gRPC 스트리밍 서비스를 테스트하고 디버그하는 것은 특히 서로 다른 언어와 플랫폼을 사용할 경우 어려울 수 있습니다. 다행히도 이를 도와줄 수 있는 도구가 있습니다: Apidog.

button

Apidog 는 간단하고 직관적인 인터페이스를 사용하여 gRPC 스트리밍 서비스를 테스트하고 디버그할 수 있는 웹 기반 도구입니다. apidog는 C#, C++, Go, Java, Node.js, Python, Ruby 등 여러 언어를 지원합니다. Apidog는 유니 유니, 서버 스트리밍, 클라이언트 스트리밍 및 양방향 스트리밍과 같은 다양한 통신 패턴도 지원합니다.

Apidog를 사용하면:

연결하여 gRPC 서버에 연결하고, 보안 또는 비보안 채널을 사용하여 호출하려는 서비스와 메서드를 지정합니다.
요청을 보낼 수 있으며, JSON 또는 바이너리 형식으로 gRPC 서버에 요청을 보내고, 각 요청의 메타데이터 및 기한을 지정합니다.
응답을 받을 수 있으며, JSON 또는 바이너리 형식으로 gRPC 서버로부터 응답을 받고, 각 응답의 메타데이터와 상태를 확인할 수 있습니다.
모니터링하여 gRPC 연결의 성능과 상태를 모니터링할 수 있으며, 요청과 응답의 지연, 처리량 및 오류를 보여주는 그래프와 차트로 확인할 수 있습니다.
디버깅하여 gRPC 서비스를 디버깅할 수 있으며, 요청과 응답의 세부 사항과 오류를 보여주는 로그와 추적을 사용하여 특정 이벤트를 필터링하고 검색할 수 있습니다.

Apidog는 gRPC 스트리밍 서비스를 테스트하고 디버그하는 데 도움을 줄 수 있는 강력하고 사용하기 쉬운 도구입니다.

결론

gRPC 스트리밍은 단일 연결에서 여러 메시지를 주고받을 수 있게 해 주며, 이를 통해 API를 더 빠르고 신뢰할 수 있게 만듭니다. HTTP/2와 프로토콜 버퍼를 사용함으로써 gRPC 스트리밍은 유연성 및 단순성을 제공하며, 다양한 통신 패턴과 언어를 활용할 수 있게 해줍니다. 대량의 데이터, 실시간 업데이트 또는 복잡한 상호작용을 처리해야 한다면 gRPC 스트리밍은 API에 적합한 선택입니다.

gRPC 스트리밍에 대해 더 알고 싶다면 공식 문서를 확인해 보세요: https://grpc.io/docs. gRPC 스트리밍 서비스를 테스트하고 디버그하려면 Apidog를 사용해 보세요. Apidog는 gRPC 스트리밍 서비스에 연결하고, 요청하고, 응답받고, 모니터링하고, 디버그할 수 있는 간단하고 직관적인 인터페이스를 제공하는 웹 기반 도구입니다. apidog를 무료로 사용해볼 수 있습니다.

button