[gRPC] gRPC란?

gRPC(google Remote Procedure Call)란 구글에서 만든 원격 프로시저 호출 프레임워크 입니다.

꾸준히 업데이트 되고있는 오픈소스로 성능이 매우 좋고 어떠한 환경에서도 실행시킬 수 있다는 장점을 가지고 있어 이미 몇 년 전부터 각광받는 기술입니다.

로드 밸런싱, 추적(trace), 상태 확인 및 인증을 위한 플러그형 지원을 통해 서비스를 효율적으로 연결할 수 있습니다. 또한 디바이스, 모바일 애플리케이션 및 브라우저를 백엔드 서비스에 연결하기 위한 분산 컴퓨팅의 마지막 단계에도 적용할 수 있습니다.

강력한 바이너리 직렬화 도구이자 언어인 프로토콜 버퍼(Protocol Buffer)를 이용하여 서비스를 정의하고, 간결하게 런타임 및 개발 환경을 설치하고 프레임워크를 사용하여 초당 수백만 개의 RPC로 확장할 수 있는 스케일링 기능을 제공합니다. 그리고 다양한 언어 및 플랫폼에 대해 클라이언트 및 서버 스텁을 자동 생성해줄 뿐만 아니라 양방향 스트리밍 및 완전한 통합 인증을 HTTP/2 기반 전송을 통해 제공합니다.

현재 넷플릭스 등 많은 개발 회사에서 사용중인 기술이므로 이번 기회에 확실하게 알아두려고 포스팅을 결심하게 되었습니다.

개요

gRPC에서 클라이언트 애플리케이션은 로컬에서 객체를 호출하듯이 서버 애플리케이션의 메서드를 직접 호출할 수 있어 분산 응용 프로그램 및 서비스를 더 쉽게 만들 수 있습니다.

다른 RPC 시스템 같이 gRPC는 파라미터와 리턴 타입을 사용하여 원격으로 호출할 수 있는 메서드를 지정하여 서비스를 정의한다는 아이디어를 기반으로 합니다.

서버 측에서 서버는 이 인터페이스를 구현하고 gRPC 서버를 실행하여 클라이언트 호출을 처리합니다.

클라이언트에는 서버와 동일한 방법을 제공하는 Stub이 존재합니다.

gRPC 공식 문서 참조

gRPC 클라이언트와 서버는 Google 내부의 서버에서 사용자의 데스크톱에 이르기까지 다양한 환경에서 실행되고 서로 통신할 수 있으며 gRPC에서 지원하는 모든 언어로 작성할 수 있습니다.

예를 들어 Go, Python 또는 Ruby의 클라이언트를 사용하여 Java로 gRPC 서버를 쉽게 만들 수 있습니다.

또한 최신 Google API는 다양한 gRPC 버전의 인터페이스를 제공하므로 애플리케이션에 Google에서 제공하는 기능을 쉽게 구축할 수 있습니다.

프로토콜 버퍼(Protocol Buffers)

기본적으로 gRPC는 구조화된 데이터를 직렬화하기 위한 Google의 오픈 소스 메커니즘인 프로토콜 버퍼를 사용합니다. (JSON과 같은 다른 데이터 포맷과도 함께 사용할 수 있습니다.)

작동 방식에 대해 간단히 소개합니다.

첫 번 째 단계로 proto 파일에서 직렬화하려는 데이터 구조를 정의합니다.

.proto 확장자를 가진 일반 텍스트 파일로, 프로토콜 버퍼 데이터는 메시지로 구성되며, 여기서 각 메시지는 필드라고 하는 일련의 이름-값 쌍을 포함하는 정보의 작은 논리적 레코드입니다.

예시를 살펴볼까요?

message Person {
  string name = 1;
  int32 id = 2;
  bool has_ponycopter = 3;
}

이런식으로 메시지(데이터 구조)를 정의하고 프로토콜 버퍼 컴파일러 protoc를 사용하여 원하는 언어로 데이터 클래스를 생성합니다.

자바 기준으로 getName(), setName()과 같은 각 필드에 대한 getter/setter와 원시 바이트에서 전체 구조를 직렬화하고 분석하는 메서드를 제공합니다.

위의 예제를 가지고 protoc를 실행하면 Person이라는 클래스가 생성되고 애플리케이션에서 이 클래스를 사용하여 프로토콜 버퍼 메시지를 채우고 직렬화하고 검색할 수 있습니다.

프로토콜 버퍼 메시지로 지정된 메서드 파라미터 및 리턴 타입을 사용하여 일반 proto 파일에서 gRPC 서비스를 정의합니다.

// The greeter service definition.
service Greeter {
  // Sends a greeting
  rpc SayHello (HelloRequest) returns (HelloReply) {}
}

// The request message containing the user's name.
message HelloRequest {
  string name = 1;
}

// The response message containing the greetings
message HelloReply {
  string message = 1;
}

gRPC는 플러그인과 함께 protoc를 사용하여 proto 파일에서 코드를 생성합니다.

생성된 gRPC 클라이언트 및 서버 코드는 물론이고 메시지 타입을 채우고 직렬화하고 검색하기 위한 일반 프로토콜 버퍼 코드를 받습니다.

선택한 언어로 gRPC 플러그인을 사용하여 protoc를 설치하는 방법을 포함하여 프로토콜 버퍼에 대해서는 다음 포스팅에서 자세히 다루도록 하겠습니다.

프로토콜 버퍼 버전

Proto3은 현재 Java, C++, Dart, Python, Objective-C, C#, Android Java, Ruby, JavaScript, golang 언어에 대해 소스 코드 생성을 지원하고 다른 언어에 대해서도 개발중에 있습니다.

해당 repository는 여기를 참조하세요.

proto3 언어 가이드 및 각 언어에 대해 제공되는 참조 문서에서 자세한 내용을 확인할 수 있습니다. 참조 문서에는 .proto 파일 형식에 대한 공식 사양도 포함되어 있습니다.

일반적으로 proto2(현재 기본 프로토콜 버퍼 버전)를 사용할 수 있지만 proto3를 gRPC와 함께 사용하면 gRPC 지원 언어의 전체 범위를 사용할 수 있을 뿐만 아니라 proto2 클라이언트와 통신하는 호환성 문제를 피할 수 있으므로 proto3 버전을 사용하는 것을 권장합니다.

본 포스팅은 gRPC 공식 문서를 참고하여 작성하였습니다.

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다음 포스팅에선 프로토콜 버퍼(proto3)에 대해 다루겠습니다.