Trong thế giới phát triển web hiện đại và thiết kế API, hai giao thức truyền thông phổ biến đã xuất hiện: gRPC và REST. Cả gRPC và REST đều được sử dụng rộng rãi để xây dựng các hệ thống phân tán và tạo điều kiện cho việc giao tiếp giữa các ứng dụng máy khách và máy chủ. Trong bài viết này, chúng ta sẽ đi sâu vào những điểm khác biệt và các trường hợp sử dụng của gRPC và REST, cung cấp cái nhìn về khi nào nên chọn cái này thay vì cái kia.
gRPC là gì
gRPC, viết tắt của "Google Remote Procedure Call," là một khung RPC mã nguồn mở được phát triển bởi Google. Nó cho phép giao tiếp liền mạch giữa các ứng dụng máy khách và máy chủ, cho phép chúng gọi các phương thức và trao đổi dữ liệu có cấu trúc.
gRPC sử dụng ngôn ngữ định nghĩa giao diện không phụ thuộc ngôn ngữ Protocol Buffers (Protobuf) để định nghĩa các dịch vụ và thông điệp cho giao tiếp. Do đó, những lợi thế của gRPC tự nhiên bao gồm những lợi ích của HTTP2:
- Đóng gói nhị phân cho việc truyền dữ liệu.
- Đa phương thức để xử lý các yêu cầu đồng thời hiệu quả.
- Máy chủ có khả năng khởi xướng giao tiếp từ máy chủ.
- Nén tiêu đề để giảm chi phí.
Khi so sánh gRPC với REST, đáng chú ý rằng gRPC có thể được so sánh với sự kết hợp của HTTP và các nguyên tắc RESTful, vì gRPC bao gồm cả giao thức truyền tải và định dạng thông điệp. Tuy nhiên, một sự so sánh vẫn có thể được thực hiện giữa hai cái này.
REST là gì
REST là gì? REST (Representational State Transfer) là một phong cách kiến trúc được thiết kế để giúp tạo và tổ chức các hệ thống phân tán. Tất cả bắt đầu vào năm 2000 với Fielding, người đã dành riêng cho việc phát triển một phương pháp tiêu chuẩn hóa độc đáo cho giao tiếp giữa máy khách và máy chủ.
REST sử dụng giao thức HTTP cho giao tiếp và được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng web. REST đơn giản cung cấp hướng dẫn cho cách dữ liệu backend được công bố cho các máy khách thông qua định dạng thông điệp JSON/XML trong một triển khai kiến trúc cấp cao.
Các API sử dụng hướng dẫn của REST để cung cấp dịch vụ web có thể truy cập được. Các API RESTful cung cấp những dịch vụ web này trong các tài nguyên. Tài nguyên đại diện cho các trạng thái riêng lẻ trên máy chủ mà có thể được truy cập thông qua một giao diện chung và có thể được truy xuất hoặc thao tác bằng cách sử dụng các động từ HTTP: GET, POST, DELETE, và PUT.
Sự tương đồng giữa gRPC và REST
gRPC nên được so sánh với HTTP + RESTful vì gRPC bao gồm cả giao thức truyền tải và đặc tả thông điệp. Bây giờ, hãy so sánh gRPC và REST trên nhiều khía cạnh: mặc dù gRPC và REST không giống nhau, và cũng có một số điểm tương đồng giữa chúng, hãy tiến tới.
- Kiến trúc Máy khách-Máy chủ: Cả gRPC và REST đều tuân theo kiến trúc máy khách-máy chủ, nơi mà các máy khách gửi yêu cầu đến máy chủ, và máy chủ xử lý các yêu cầu đó và gửi lại phản hồi.
- Giao tiếp Mạng: Cả gRPC và REST đều dựa vào các giao thức giao tiếp mạng, chẳng hạn như HTTP/1.1 hoặc HTTP/2, để tạo điều kiện cho việc trao đổi dữ liệu giữa máy khách và máy chủ.
- Độc lập Nền tảng và Ngôn ngữ: Cả gRPC và REST có thể được triển khai trên nhiều nền tảng và ngôn ngữ lập trình khác nhau, cho phép khả năng tương tác giữa các hệ thống khác nhau.
Sự khác biệt giữa RPC và REST
Đây là một số sự tương đồng và khác biệt chính giữa gRPC và REST. Nếu bạn muốn biết sự khác biệt, hãy cùng tìm hiểu:
Định nghĩa Giao diện:
Trong gRPC, giao diện dịch vụ được định nghĩa bằng ngôn ngữ Định nghĩa Protocol Buffer (protobuf), điều này cung cấp một hợp đồng nghiêm ngặt giữa máy khách và máy chủ. REST, mặt khác, không có định nghĩa giao diện chính thức, và hợp đồng thường được định nghĩa thông qua tài liệu hoặc các phương tiện khác.
Tính Linh Hoạt trong Giao tiếp: Protobuf và JSON
| Tính Linh Hoạt trong Giao tiếp | Protobuf | JSON |
|---|---|---|
| Định dạng để gửi và nhận các phản hồi | Định dạng nhị phân | Định dạng văn bản |
| Độc lập nền tảng | Có | Có |
| Tốc độ truyền tải | Nhanh hơn do việc tuần tự hóa | Chậm hơn so với Protobuf |
| Tiêu chuẩn thực tiễn tốt nhất và tài liệu hướng dẫn | Không | Có |
| Tính linh hoạt | Không hỗ trợ cho việc thay đổi định dạng động | Hỗ trợ cho việc thay đổi định dạng động |
gRPC và REST sử dụng các định dạng khác nhau để gửi và nhận phản hồi. REST sử dụng JSON, là một định dạng dựa trên văn bản, linh hoạt, hiệu quả, trung lập nền tảng, và độc lập ngôn ngữ. gRPC, mặt khác, sử dụng Protobuf, là một định dạng nhị phân cho phép truyền tải thông điệp nhanh hơn do việc tuần tự hóa. Cả hai định dạng đều độc lập nền tảng, nhưng JSON được sử dụng rộng rãi hơn trong các thực tiễn tốt nhất và tài liệu hướng dẫn. Thêm vào đó, JSON hỗ trợ sự thay đổi định dạng động, trong khi Protobuf thì không.
gRPC và REST có các định dạng khác nhau cho việc gửi và nhận phản hồi.
REST sử dụng định dạng JSON để nhận tin nhắn. Mặc dù có thể nhận tin nhắn dưới các định dạng khác như XML hoặc nhị phân thô, JSON đã trở thành tiêu chuẩn de facto trong các thực tiễn tốt nhất và tài liệu hướng dẫn do tính linh hoạt, hiệu quả, trung lập nền tảng và độc lập ngôn ngữ của nó.
gRPC sử dụng định dạng thông điệp Protobuf (Protocol Buffers) để gửi yêu cầu và nhận phản hồi trong định dạng nhị phân. Cả JSON và Protobuf đều độc lập nền tảng, nghĩa là chúng có thể được phát triển và sử dụng mà không bị ràng buộc vào nền tảng cụ thể nào.
Khi truyền dữ liệu giữa các hệ thống, JSON thường chậm hơn. Ngược lại, Protobuf cho phép truyền tải thông điệp nhanh hơn vì các thông điệp được tuần tự hóa (mã hóa) thành định dạng nhị phân trước khi được gửi qua mạng. Tuần tự hóa là quá trình đóng gói các tham số và chức năng từ xa thành một thông điệp nhị phân.
Tạo mã:
gRPC sử dụng các công cụ tạo mã mà tự động tạo ra các stub mã cho máy khách và máy chủ dựa trên định nghĩa dịch vụ. Điều này có thể đơn giản hóa phát triển và đảm bảo tính nhất quán giữa các ngôn ngữ lập trình khác nhau.
REST không có cơ chế tạo mã tích hợp, và thường dựa vào các thư viện hoặc khung để thực hiện máy khách và máy chủ.
Hiệu suất và Tính hiệu quả: HTTP/1.1 so với HTTP/2
| Hiệu suất và Tính hiệu quả | HTTP/1.1 | HTTP/2 |
|---|---|---|
| Giao thức truyền thông | Được sử dụng bởi REST | Được sử dụng bởi gRPC |
| Tốc độ yêu cầu-đáp ứng | Chậm hơn so với HTTP/2 | Nhanh hơn do tính năng đa phương thức |
| Đa phương thức | Không được hỗ trợ | Được hỗ trợ |
| Máy chủ đẩy | Không được hỗ trợ | Được hỗ trợ |
| Nén tiêu đề | Không được hỗ trợ | Được hỗ trợ |
REST sử dụng HTTP/1.1 cho giao tiếp, gửi yêu cầu và nhận phản hồi. gRPC, ngược lại, sử dụng HTTP/2, nhanh hơn cho giao tiếp giữa các tiến trình.
HTTP/1.1 chậm hơn so với HTTP/2. HTTP/2 được thiết kế để vượt qua những hạn chế của HTTP/1.1, khiến gRPC nhanh hơn về tốc độ yêu cầu phản hồi so với REST.
REST thiếu khả năng đa phương thức. Nó tải tài nguyên lần lượt, nơi mà một tài nguyên phải chờ tài nguyên trước đó hoàn tất tải. gRPC, sử dụng HTTP/2, tận dụng các kết nối TCP để gửi nhiều luồng dữ liệu được chia thành các thông điệp mã hóa nhị phân và được đánh số, cho phép máy khách biết thông điệp nhị phân nào thuộc về luồng nào, đảm bảo không có tài nguyên nào bị chặn.
Vì vậy, chúng ta thấy rằng HTTP/1.1 không hiệu quả cho nhiều yêu cầu.
Thông qua tính năng máy chủ đẩy và nén tiêu đề, gRPC với HTTP/2 vượt trội hơn so với REST với HTTP/1.1 về mặt hiệu suất. Máy chủ đẩy cho phép HTTP/2 đẩy nội dung từ máy chủ đến máy khách trước khi được yêu cầu, trong khi HTTP/1.1 chỉ có thể cung cấp nội dung khi được yêu cầu. Nén tiêu đề, yêu cầu HTTP/2, cho phép loại bỏ những thông điệp không cần thiết khỏi tiêu đề bằng cách sử dụng phương pháp nén HPACK.
Mô hình Giao tiếp: Streaming vs Yêu cầu/Đáp ứng:
Trong REST, chúng ta chỉ có thể thực hiện các hành động như gửi yêu cầu và nhận phản hồi. Điều này là do giao thức HTTP/1.1 được sử dụng cho giao tiếp, có nhiều hạn chế.
Mặt khác, như chúng ta biết, gRPC sử dụng HTTP/2 cho giao tiếp. Với các kết nối TCP, HTTP/2 hỗ trợ nhiều luồng dữ liệu từ máy chủ cũng như yêu cầu-đáp ứng truyền thống. Với gRPC, chúng ta có thể thực hiện:
- Luồng máy khách: Điều này liên quan đến việc máy khách gửi một luồng dữ liệu đến máy chủ. Máy chủ đăng ký để nhận luồng dữ liệu từ máy khách và phản hồi bằng một thông điệp duy nhất.
- Luồng máy chủ: Máy khách gửi một yêu cầu đơn đến máy chủ, và máy chủ mở một kết nối luồng và gửi luồng dữ liệu đến máy khách theo thời gian. Máy khách đăng ký một sự kiện để lắng nghe khi các luồng đến.
- Luồng hai chiều: Đây là hai chiều. Cả máy chủ và máy khách đều có thể gửi và nhận luồng dữ liệu từ nhau.
gRPC được sử dụng để làm gì?
gRPC là một khung được sử dụng rộng rãi để xây dựng các hệ thống phân tán hiệu quả và có khả năng mở rộng. Nó thường được sử dụng để phát triển các API (Giao diện lập trình ứng dụng) tạo điều kiện cho việc giao tiếp giữa các thành phần khác nhau của một hệ thống phần mềm. Với gRPC, các nhà phát triển có thể định nghĩa giao diện dịch vụ và sử dụng chúng để tạo mã cho máy khách và máy chủ trên nhiều ngôn ngữ lập trình khác nhau.
REST được sử dụng để làm gì?
REST được sử dụng rộng rãi để xây dựng các API có khả năng mở rộng, dễ bảo trì và dựa trên tiêu chuẩn cho phép giao tiếp giữa các hệ thống khác nhau qua internet. REST thường được sử dụng để xây dựng dịch vụ web, phát triển API, tích hợp ứng dụng, xây dựng ứng dụng di động, cho phép hệ thống Internet of Things (IoT), và công khai dịch vụ điện toán đám mây.
gRPC trong Apidog
Apidog là một công cụ quản lý API sử dụng gRPC cho giao tiếp liền mạch giữa các máy khách và máy chủ. Nó cung cấp các tính năng để tạo mã trong nhiều ngôn ngữ lập trình, thiết kế giao diện dịch vụ bằng ngôn ngữ định nghĩa giao diện (IDL) của gRPC, tạo máy chủ giả lập để thử nghiệm, quản lý các trường hợp thử nghiệm, và tạo tài liệu API tự động. Với Apidog và gRPC, các nhà phát triển có thể đơn giản hóa quy trình phát triển API của mình, cải thiện khả năng hợp tác, và cung cấp các API chất lượng cao.
Sự hợp tác API gRPC trong Apidog
Apidog có thể render các tài liệu giao diện gRPC phù hợp hơn cho việc đọc của con người dựa trên các tệp .proto, làm cho việc hợp tác về giao diện trong một nhóm trở nên dễ dàng hơn. Bạn có thể nhấp vào nút menu ở phía bên phải của giao diện để nhận liên kết hợp tác và chia sẻ nó với các thành viên khác trong nhóm để đồng bộ hóa phương pháp gỡ lỗi của giao diện.
Để khởi động một cuộc gọi một chiều, chọn phương thức "SayHello" và nhập "grpcb.in:9000" vào địa chỉ API. Sau đó nhấp vào nút "Tự động Tạo" để tạo nội dung yêu cầu và nhấp vào "Gọi" để xem phản hồi.
Trong Apidog, bạn có thể dễ dàng trích xuất địa chỉ API đến "Môi trường" để các thành viên khác trong nhóm hoặc các giao diện khác trong dự án có thể khởi động các yêu cầu gọi.
Luồng Máy chủ
Như biểu tượng gợi ý, Luồng Máy chủ có nghĩa là gửi nhiều dữ liệu phản hồi trong một yêu cầu. Ví dụ, đăng ký tất cả dữ liệu giá giao dịch của cổ phiếu trong vòng một phút.
Luồng Máy khách
Trong chế độ này, máy khách có thể liên tục gửi nhiều thông điệp yêu cầu đến máy chủ mà không cần chờ phản hồi ngay lập tức từ máy chủ. Sau khi khởi động cuộc gọi, bạn có thể liên tục điền thông tin yêu cầu vào Tin nhắn và sau đó nhấn nút "Gửi". Sau khi xử lý tất cả các yêu cầu, máy chủ gửi một thông điệp phản hồi duy nhất đến máy khách.
Luồng Hai chiều
Luồng Hai chiều cho phép máy khách và máy chủ thiết lập giao tiếp hai chiều liên tục và có thể truyền tải nhiều thông điệp tại cùng một thời điểm.
Nó thường được sử dụng trong các trò chơi trực tuyến và phần mềm gọi video thời gian thực, và phù hợp cho các tình huống giao tiếp thời gian thực và truyền tải dữ liệu quy mô lớn. Sau khi khởi động cuộc gọi, máy khách và máy chủ sẽ duy trì một phiên giữa chúng và nhận phản hồi thời gian thực sau khi gửi các nội dung yêu cầu khác nhau.