Hầu hết các ứng dụng phần mềm cần có khả năng kết nối với mã khác vì một số lý do. Đây có thể là bất cứ thứ gì từ tích hợp đến thêm chức năng mới. Để đảm bảo phần mềm có thể liên kết với các ứng dụng khác và để đảm bảo sự tích hợp của chúng vào các chương trình khác, các nhà phát triển sử dụng API . Đây là lý do tại sao Giao diện lập trình ứng dụng là cần thiết cho hầu hết các phần mềm. Thông qua vai trò là cầu nối giữa các hệ thống, API cho phép các cá nhân truy cập vào nhiều dịch vụ web khác nhau. Do đó, điều quan trọng là chọn công nghệ phù hợp để cung cấp API cho dự án của bạn.
Bất kỳ tổ chức nào muốn chia sẻ ứng dụng hoặc nền tảng của mình với người dùng đều cần sử dụng API. Có nhiều cách phát triển và tinh chỉnh API để làm cho chúng phù hợp hoàn hảo với ứng dụng của bạn. Một trong những phương pháp mới nhất mà các lập trình viên đang sử dụng để thiết kế API là gRPC. Hãy xem gRPC là gì và những ưu và nhược điểm của nó.
gRPC là gì?
gRPC là viết tắt của Google Remote Procedure Call. gRPC là một khung RPC nguồn mở được sử dụng để tạo các API nhanh và có thể mở rộng. Nó cho phép phát triển các hệ thống nối mạng và giao tiếp mở giữa các ứng dụng máy khách và máy chủ gRPC. gRPC đã được một số công ty công nghệ hàng đầu chấp nhận, bao gồm Google, IBM, Netflix , v.v. Khung gRPC phụ thuộc vào các ngăn xếp công nghệ tiên tiến như HTTP/2, bộ đệm giao thức, v.v. để bảo vệ API tối ưu, gọi thủ tục từ xa hiệu suất cao và khả năng mở rộng.
RPC là gì?
RPC và REST - Representational State Transfer - trước đây là hai cách tiếp cận riêng biệt để xây dựng API. Ngoài ra, các giao thức như SOAP và GraphQL cũng được sử dụng cho mục đích này. Các cuộc gọi thủ tục từ xa cho phép bạn viết phần mềm như thể nó sẽ chạy cục bộ, mặc dù nó có thể chạy trên một thiết bị khác.
Chúng là khuôn khổ được sử dụng phổ biến nhất để thiết kế API. Trái ngược với lời gọi giao thức HTTP điển hình, RPC sử dụng lời gọi hàm làm phương thức tương tác chính giữa máy khách và máy chủ. RPC là một kỹ thuật hiệu quả để tạo API vì việc trao đổi rất đơn giản và nội dung rất nhẹ. Các dịch vụ gRPC cũng bắt chước kiến trúc giao tiếp này. RPC sử dụng IDL - Interface Definition Language để ký hợp đồng loại dữ liệu và các phương thức sẽ được gọi. Các dịch vụ gRPC thông qua từ RPC đã trở nên rất phổ biến trong những năm gần đây.
Tại sao các dịch vụ gRPC được phát triển?
Khi nhiều doanh nghiệp mở ra các kênh để tích hợp, việc liên kết các phần mềm đó trở nên khó khăn hơn. API RPC rất khó tích hợp và rủi ro khi phân phối vì chúng có thể tiết lộ các chi tiết cụ thể nội bộ. Chúng được phát triển bằng nhiều ngôn ngữ lập trình và được gắn chặt với khung bên dưới.
Vấn đề này đã được giải quyết và khả năng truy cập API đã tăng lên khi API REST được khởi chạy vào năm 2000. Cụ thể, nó cung cấp cho người dùng một cách nhất quán để truy xuất thông tin một cách gián tiếp thông qua nội dung bằng cách sử dụng các kỹ thuật HTTP tiêu chuẩn như GET, PUT, POST và các kỹ thuật khác. Điểm khác biệt chính của RPC với REST API là với RPC, các quy trình được giải quyết, nhưng không dễ để dự đoán các quy trình trong các hệ thống khác nhau có thể là gì.
REST API không thể thay thế hoàn toàn RPC nhẹ và đơn giản vì nó tạo ra rất nhiều siêu dữ liệu, ngay cả khi nó cung cấp một định dạng nâng cao để xử lý nhiều ứng dụng. Điều này dẫn đến sự xuất hiện cuối cùng của các dịch vụ gRPC của Facebook và GraphQL của Google.
Google đã xây dựng gRPC vào năm 2015 như một phần bổ sung cho khung RPC để kết nối nhiều kiến trúc vi dịch vụ được tạo bằng nhiều kỹ thuật khác nhau. gRPC ban đầu có liên quan chặt chẽ với cơ sở hạ tầng cốt lõi của Google nhưng cuối cùng đã trở thành nguồn mở và được tiêu chuẩn hóa để công chúng sử dụng.
Tổng quan về khái niệm gRPC
Việc sử dụng các công nghệ tiên tiến, có hiệu suất cao so với JSON và XML, đồng thời mang lại tính toàn vẹn API cao hơn, chịu trách nhiệm tạo ra và phổ biến gRPC. Một số khái niệm gRPC bạn nên biết là:
bộ đệm giao thức
Bộ đệm giao thức, còn được gọi là Protobuf, là các tiêu chuẩn tuần tự hóa hoặc giải tuần tự hóa giúp đơn giản hóa việc xác định ứng dụng và tự động thực hiện tạo mã của thư viện máy khách. Phiên bản mới nhất, proto3, sử dụng đơn giản hơn và cung cấp các khả năng mới nhất cho gRPC.
Các tệp .Proto cho phép các dịch vụ gRPC và liên lạc giữa các máy khách gRPC và thông báo máy chủ. Tệp .proto được trình biên dịch Protobuf - protoc tải vào bộ nhớ khi thực thi. Trình biên dịch này xây dựng các ứng dụng máy khách gRPC và máy chủ gRPC sử dụng cấu trúc trong bộ nhớ để tuần tự hóa và giải tuần tự hóa dữ liệu nhị phân. Mỗi giao tiếp được gửi và nhận giữa người dùng và dịch vụ từ xa sau khi tạo mã trong gRPC.
Vì dữ liệu được dịch sang dạng nhị phân và các tín hiệu được mã hóa nhỏ hơn nên việc phân tích cú pháp bằng Protobuf sử dụng ít năng lượng CPU hơn cho gRPC. Do đó, ngay cả trên các máy tính có CPU yếu hơn, chẳng hạn như điện thoại di động, tin nhắn được gửi nhanh hơn với gRPC.
HTTP/2
Dịch vụ gRPC được xây dựng trên HTTP/2, phiên bản HTTP/1.1 có ít hạn chế hơn. Mặc dù nó hoạt động với giao thức HTTP cũ hơn, nhưng HTTP/2 có một số tính năng phức tạp dành cho gRPC. Điều này bao gồm một lớp tạo khung nhị phân, lớp này chia mỗi truy vấn HTTP/2 và trả lời thành các thông báo nhỏ hơn và tạo khung chúng ở định dạng nhị phân để cải thiện việc gửi thông báo. Ngoài ra, gRPC hỗ trợ nhiều yêu cầu và phản hồi từ máy khách và máy chủ gRPC trong truyền phát song công hai chiều.
HTTP/2 có một phương thức kiểm soát luồng cho phép kiểm soát chính xác RAM cần thiết để đệm các gói đang chạy. Nó cũng cung cấp tính năng nén tiêu đề cho các dịch vụ gRPC. Mọi thứ trong HTTP/2 đều được mã hóa trước khi truyền, kể cả các tiêu đề, cung cấp các lệnh gọi thủ tục từ xa hiệu suất cao. gRPC cung cấp cả xử lý không đồng bộ và đồng bộ với HTTP/2, cho phép thực thi các loại RPC tương tác và truyền phát khác nhau.
Với sự trợ giúp của tất cả các đặc điểm này của HTTP/2, các dịch vụ gRPC có thể sử dụng ít tài nguyên hơn, dẫn đến thời gian phản hồi nhanh hơn giữa các ứng dụng dựa trên đám mây và dịch vụ gRPC cũng như thời lượng pin lớn hơn cho các máy khách gRPC hoạt động trên thiết bị di động.
truyền trực tuyến
Một ý tưởng quan trọng mà gRPC hỗ trợ là phát trực tuyến, cho phép thực thi một số quy trình bên trong một yêu cầu. gRPC làm cho điều này trở nên khả thi thông qua tính năng ghép kênh của HTTP/2, cho phép một số phản hồi hoặc yêu cầu được gửi hoặc nhận đồng thời qua một TCP - Transmission Control Protocol -. Các định dạng phát trực tuyến chính là RPC phát trực tuyến trên máy chủ, RPC phát trực tuyến trên máy khách và RPC phát trực tuyến hai chiều.
Kênh truyền hình
Trái ngược với các luồng HTTP/2 cho phép nhiều luồng đồng thời trên một kết nối yêu cầu duy nhất, một kênh có gRPC hỗ trợ nhiều luồng liên tục trên nhiều yêu cầu. Chúng được sử dụng để xây dựng sơ khai máy khách và đưa ra cơ chế liên kết với máy chủ gRPC trên một cổng và IP cụ thể.
Kiến trúc gRPC
Kiến trúc gRPC bao gồm cả máy khách gRPC và máy chủ gRPC. Mỗi dịch vụ máy khách gRPC chứa một sơ khai hoặc một tệp được tạo tự động, tương tự như một giao diện chứa các quy trình từ xa đang hoạt động. Máy khách gRPC bắt đầu một lệnh gọi thủ tục cục bộ tới một sơ khai chứa các đối số sẽ được chuyển tiếp tới các thông báo của máy chủ gRPC. Sơ khai máy khách gRPC sau đó gửi truy vấn đến đơn vị thời gian máy khách cục bộ trên máy tính cục bộ sau khi tuần tự hóa các đối số bằng cách sử dụng thủ tục sắp xếp Protobuf.
Hệ điều hành sử dụng giao thức HTTP/2 để giao tiếp với máy chủ ở xa. Hệ điều hành của máy chủ chấp nhận các thông báo và gọi quy trình còn sơ khai của máy chủ, quy trình này sử dụng Protobuf để gọi hoạt động thích hợp sau khi giải mã các tham số đến. Lớp vận chuyển máy khách sau đó nhận được phản hồi được mã hóa từ sơ khai máy chủ. Quá trình thực thi sẽ chuyển trở lại trình gọi sau khi trình khách gRPC nhận được thông báo phản hồi và mở các đối số được cung cấp.
Ưu điểm của gRPC
gRPC có một số lợi thế so với các cơ chế thiết kế API khác. gRPC cũng cải thiện cấu trúc RPC. Dưới đây là những lợi ích nổi bật nhất của dịch vụ gRPC:
- Các cuộc gọi thủ tục từ xa hiệu suất cao
Sử dụng Protobuf và HTTP/2, các dịch vụ gRPC cung cấp hiệu suất cao và khả năng bảo vệ API cao gấp 10 lần so với tương tác REST+JSON. Với việc sử dụng đẩy máy chủ, ghép kênh và nén tiêu đề, HTTP/2 cung cấp xếp hạng hiệu suất cao cho các dịch vụ gRPC. Mặc dù việc ghép kênh không gây ra độ trễ đầu dòng, nhưng tính năng đẩy của máy chủ giúp HTTP/2 có thể đẩy tài liệu từ máy chủ đến máy khách trước khi được yêu cầu. Các tin nhắn được nén hiệu quả hơn bằng cách sử dụng HTTP/2, giúp tải nhanh hơn bằng các dịch vụ gRPC.
- truyền trực tuyến
Mô tả dịch vụ cho các dịch vụ gRPC phát trực tuyến đã bao gồm các nguyên tắc phát trực tuyến ở đầu máy khách hoặc đầu máy chủ. Nhờ đó, việc xây dựng ứng dụng khách gRPC và dịch vụ phát trực tuyến trở nên dễ dàng hơn đáng kể.
- Tạo mã
Việc tạo mã cho các chương trình máy khách gRPC và máy chủ gRPC là thành phần chính của cách tiếp cận web gRPC. Để tạo mã từ tệp .proto, các mô-đun gRPC sử dụng trình biên dịch .protoc. Định dạng Protobuf được kiểm soát thông qua việc tạo mã trong gRPC, được sử dụng để xác định cả định dạng dữ liệu và điểm cuối ứng dụng. Nó có thể tạo các nhánh mạng phía máy khách và khung phía máy chủ, giúp giảm lượng thời gian cần thiết để thiết kế các chương trình với nhiều dịch vụ khác nhau trong các dịch vụ gRPC.
- khả năng tương tác
Nhiều hệ thống và ngôn ngữ lập trình, như Java, Ruby, Go, C#, v.v., được hỗ trợ bởi các tài nguyên và thư viện gRPC. Với các ngôn ngữ lập trình này, các nhà phát triển có thể tạo các ứng dụng hiệu quả trong khi sử dụng khả năng tương thích đa nền tảng hoàn chỉnh với gRPC. Điều này là nhờ vào dạng nối dây nhị phân Protobuf và tạo mã hiệu quả cho hầu hết các hệ thống.
- Bảo vệ
Bảo mật API được đảm bảo trong gRPC bằng cách sử dụng HTTP/2 qua phiên mã hóa hai đầu TLS. gRPC thúc đẩy việc áp dụng SSL/TLS để mã hóa và xác thực dữ liệu giữa máy chủ và máy khách gRPC.
- Năng suất và khả năng sử dụng
Vì gRPC là giải pháp thay thế RPC hoàn chỉnh nên nó hoạt động dễ dàng trên nhiều loại hệ thống và ngôn ngữ. gRPC cũng có công cụ tuyệt vời, với rất nhiều mã soạn sẵn cần thiết được tạo thủ công. Giờ đây, các kỹ sư có thể tập trung nhiều hơn vào chức năng cốt lõi nhờ tiết kiệm được thời gian đáng kể với gRPC.
Nhược điểm của gRPC
Mặc dù chúng ta có thể hy vọng rằng các nhược điểm gRPC cuối cùng sẽ được giải quyết, nhưng hiện tại chúng gây ra một số vấn đề đối với việc sử dụng nó. Một số nhược điểm của gRPC bạn nên biết là:
- Thiếu trưởng thành
Sự phát triển của một công nghệ có thể là một rào cản đáng kể đối với việc áp dụng. Điều đó cũng rõ ràng khi sử dụng gRPC. GraphQL, một trong những đồng nghiệp của gRPC, có hơn 14k truy vấn trên StackOverflow, trong khi gRPC chỉ có dưới 4k một chút vào lúc này. Cộng đồng gRPC thiếu kiến thức về các phương pháp hay nhất, giải pháp và thành công vì không có nhiều hỗ trợ lập trình viên cho HTTP/2, cũng như bộ đệm giao thức bên ngoài Google. Tuy nhiên, khi cộng đồng gRPC mở rộng và thu hút các nhà phát triển mới, điều này cuối cùng sẽ phát triển.
- Hỗ trợ trình duyệt hạn chế
Vì không có trình duyệt web gRPC hiện tại nào có thể xử lý các khung HTTP/2, nên bạn không thể gọi dịch vụ gRPC từ trình duyệt một cách hiệu quả vì Web gRPC chủ yếu phụ thuộc vào HTTP/2. Do đó, bạn phải sử dụng proxy có gRPC, điều này có một số nhược điểm.
- Con người không thể đọc được
Không giống như XML và JSON, các tệp Protobuf không thể đọc được vì dữ liệu được nén thành định dạng nhị phân. Các nhà phát triển phải tận dụng các công cụ bổ sung, chẳng hạn như giao thức phản chiếu máy chủ và dấu nhắc lệnh gRPC để đánh giá tải trọng, tiến hành khắc phục sự cố và tạo các truy vấn thủ công.
- đường cong học tập dốc
Sẽ mất một khoảng thời gian để làm quen với bộ đệm giao thức và khám phá các phương pháp đối phó với xung đột HTTP/2, trái ngược với REST và GraphQL, cả hai đều sử dụng JSON chủ yếu.
AppMaster trợ giúp như thế nào?
Việc tạo No-code đang thay đổi cách mọi người xem lập trình. Việc tạo No-code giúp mọi người có thể học và tạo phần mềm nhanh hơn với tính năng tạo mã . Việc tạo mã cho ứng dụng của bạn đơn giản hơn bằng cách sử dụng các nền tảng no-code như AppMaster. Không có vấn đề về quyền sở hữu, vì việc tạo mã được bảo vệ và mã bạn tạo sẽ chỉ thuộc về bạn. Bạn có thể tạo các ứng dụng máy khách và máy chủ nhanh hơn và dễ dàng hơn với AppMaster.
Nền tảng tạo no-code của AppMaster cho phép các nhà phát triển sử dụng giao thức gRPC để thực hiện các yêu cầu giữa kiến trúc vi dịch vụ phụ trợ. Năm tới, chúng tôi sẽ mở rộng hỗ trợ gRPC bằng cách đưa API vào cả ứng dụng gRPC Web và gRPC Mobile.
Sự kết luận
Mặc dù các dịch vụ gRPC có một số lợi ích khiến chúng trở nên hấp dẫn đối với các doanh nghiệp và nhà phát triển, nhưng cuối cùng, quyết định sử dụng các dịch vụ gRPC các dịch vụ khác như REST hoặc SOAP tùy thuộc vào ứng dụng của bạn. Mặc dù một số phần mềm sẽ có lợi ích hiệu suất cao với gRPC, nhưng những phần mềm khác có thể phù hợp hơn với các lựa chọn thay thế của nó. Bạn nên hiểu những nhược điểm và ưu điểm của các dịch vụ gRPC và quyết định xem nó có phù hợp với bạn hay không.
