پروتکل gRPC یا Google Remote Procedure Call یکی از پروتکل‌های مدرن و کارآمد برای ارتباط بین سرویس‌ها در معماری‌های توزیع‌شده است. این پروتکل که بر پایه HTTP/2 و پروتوبافر توسعه یافته، امکان ارتباط سریع، مؤثر و ساختارمند میان کلاینت و سرور را فراهم می‌سازد. gRPC به توسعه‌دهندگان این قابلیت را می‌دهد تا اپلیکیشن‌هایی با قابلیت توزیع بالا و عملکرد بهینه طراحی کنند. در این مقاله از سلام دنیا، به معرفی و بررسی این فناوری قدرتمند پرداخته‌ایم.
GRPC چیست؟
gRPC (Google Remote Procedure Call) RPC (Remote Procedure Call) را پیاده سازی می کند. RPC به یک برنامه اجازه می دهد تا فرآیندی را در سیستم دیگری فراخوانی کند، گویی که یک فراخوانی تابع محلی است. RPC امکان ارتباط بین فرآیندی (IPC) در شبکه را فراهم می کند. RPC سنتی دارای محدودیت های بسیاری از جمله نیاز به قابلیت همکاری با چندین زبان است. RPC سنتی نیاز به سریال سازی داده ها دارد و می تواند در انتقال ناکارآمد باشد. گوگل gRPC را در جستجوی یک چارچوب مدرن RPC ساخت که از محدودیت‌های پیاده‌سازی سنتی RPC فراتر می‌رود. gRPC بر روی پروتکل HTTP / 2 اجرا می شود که نسبت به HTTP / 1 قبلی خود، بهبود عملکرد قابل توجهی دارد.
gRPC یک چارچوب RPC منبع باز و با کارایی بالا است. این یک راه ساده و کارآمد برای اتصال خدمات در یک سیستم توزیع شده ارائه می دهد. gRPC به شما امکان می دهد خدمات و روش های آنها را با استفاده از بافرهای پروتکل تعریف کنید. شما می توانید کد مشتری و سرور را در بسیاری از زبان های برنامه نویسی با gRPC ایجاد کنید. این امکان همکاری یکپارچه در پلتفرم های مختلف را فراهم می کند. هدف اصلی gRPC ایجاد ارتباط کارآمد و قابل اعتماد بین خدمات است. gRPC ها این کار را بدون توجه به زبان یا محل اجرایشان انجام می دهند.
حتما بخوانید: بررسی تخصصی امنیت پسورد منیجر مرورگرها
منشا GRPC چیست؟
قبل از سال 2000، تماس رویه از راه دور (RPC) روشی برای درخواست خدمات بود. تماس های RPC کارآمد اما پیچیده بودند. آنها به شدت با پیاده سازی های خاص مرتبط بودند و می توانند ناامن باشند، زیرا می توانند جزئیات داخلی خود را بیش از حد در معرض دنیای خارج قرار دهند. انتقال دولتی نمایندگی (REST) برای حل این مشکلات طراحی شده است.
مجموعه ای از روش های متداول را برای ارتباط کلاینت-سرور فراهم می کند. GET و POST برای اکثر توسعه دهندگان وب آشنا هستند. کار با REST آسان است اما کارآمد نیست. محدودیت‌هایی برای مدل درخواست-پاسخ آن وجود دارد و داده‌های آن باید برای انتقال سریال‌سازی شوند و هزینه‌های سربار عملکرد را اضافه کنند. برای بهبود این وضعیت، گوگل gRPC را توسعه داد. GRPC بر روی SPDY ساخته شده است، یک پروتکل سازگار با HTTP که توسط گوگل توسعه یافته است.
با این حال، پس از استانداردسازی SPDY به عنوان HTTP/2، gRPC به استفاده از HTTP/2 به عنوان پروتکل انتقال اولیه خود روی آورد. در آگوست 2016، gRPC به طور رسمی برای جامعه منبع باز منتشر شد. GRPC از بافرهای پروتکل (protobuf) به عنوان زبان تعریف رابط (IDL) و موتور سریال سازی خود استفاده می کند. این GRPC را قادر می سازد تا نسبت به فناوری های قبلی به عملکرد بالاتر و مقیاس پذیری بهتری دست یابد.
gRPC چگونه کار می کند؟
1. عملکرد gRPC: تعیین بافرهای پروتکل سریال
در هسته خود، gRPC مبتنی بر مفهوم یک سرویس است که در زبان Protocol Buffers تعریف شده است. این سرویس روش هایی را تعریف می کند که مشتری می تواند از راه دور آنها را فراخوانی کند و ساختاری برای تبادل داده ها ارائه می دهد. با توجه به تعریف سرویس، gRPC از یک تولید کننده کد برای ایجاد کلاینت و سرور در زبان برنامه نویسی انتخابی شما استفاده می کند. این امر ادغام gRPC را در پایگاه های کد موجود آسان می کند. gRPC بر روی یک مدل درخواست-پاسخ به ارتباط مشتری-سرور متکی است. gRPC روشی را با ویژگی های مشابه روش راه دور ارائه می دهد. کلاینت می تواند این متد را طوری فراخوانی کند که انگار یک تابع محلی است.
gRPC پارامترهای روش را با استفاده از بافرهای پروتکل به یک فرمت باینری تبدیل می کند.gRPC همچنین پارامترهای روش را از طریق اتصال HTTP/2 به سرور ارسال می کند. از طرف دیگر سرور gRPC به درخواست های دریافتی در یک پورت خاص گوش می دهد. هنگامی که یک درخواست می رسد،gRPC سرور درخواست سریال را دریافت می کند و آن را به شکل اصلی خود از حالت سریال خارج می کند.gRPC همچنین متد مربوطه را در سرور فراخوانی می کند و پارامترهای deserialized را به آن ارسال می کند. سرور محاسبات لازم را انجام می دهد و یک پاسخ سریالی را با استفاده از بافرهای پروتکل به مشتری برمی گرداند.
2. عملکرد gRPC: استفاده از HTTP/2
یکی از مزایای مهم gRPC استفاده از پروتکل HTTP/2 به عنوان انتقال اساسی است. HTTP/2 ویژگی هایی مانند Multiplexing، Server Push و فشرده سازی هدر را ارائه می دهد. این امکان ارتباط موثر و همزمان بین مشتری و سرور را فراهم می کند. Multiplexing اجازه می دهد تا چندین درخواست و پاسخ gRPC را از طریق یک اتصال HTTP/2 انجام دهید. این باعث کاهش تأخیر و بهبود توان عملیاتی می شود. Server Push به سرور اجازه می دهد تا داده ها را بدون انتظار برای درخواست به مشتری ارسال کند. این امکان به روز رسانی در زمان واقعی و سناریوهای پخش را فراهم می کند. فشرده سازی هدر از دست دادن انتقال ابرداده را کاهش می دهد. فشرده سازی هدر با هر درخواست عملکرد را بهبود می بخشد.
3. عملکرد gRPC: محافظت در برابر شکست
gRPC از اعتبارسنجی پیام، مدیریت خطا و انتشار مهلت پشتیبانی می کند. اینها قابلیت اطمینان و تحمل خطا را تضمین می کنند. وقتی مشتری درخواستی را به سرور ارسال می کند، منتظر تایید می ماند تا از دریافت درخواست اطمینان حاصل کند. اگر مشکل ارتباطی وجود داشته باشد، مکانیسم گزارش خطای gRPC به شما امکان می دهد آن را برطرف کنید. این به مشتری و سرور اجازه می دهد تا بازیابی یا اقدامات مناسب را انجام دهند. gRPC همچنین شامل یک تابع Deadline Propagation است که به مشتری اجازه می دهد حداکثر بازه زمانی را برای یک درخواست مشخص کند. این تضمین می کند که درخواست ها در یک بازه زمانی خاص انجام شوند.
چرا از GRPC استفاده کنیم؟
GRPC مزایای بسیاری را برای توسعه اپلیکیشن های امروزی به ارمغان می آورد. در اینجا برخی از دلایل برجسته ای وجود دارد که چرا برنامه نویسان اغلب GRPC را برای پروژه های خود انتخاب می کنند.
1. استفاده از GRPC برای عملکرد
عملکرد یک عامل بسیار مهم در توسعه برنامه های کاربردی توزیع شده است. GRPC به لطف استفاده از HTTP/2 ارتباط سریع و کارآمدی را فراهم می کند. هر اتصال GRPC می تواند شامل چندین درخواست و پاسخ باشد که باعث صرفه جویی در پهنای باند می شود. علاوه بر این، GRPC از یک پروتکل باینری برای انتقال داده استفاده می کند که سرعت را در مقایسه با پروتکل های متنی مانند JSON افزایش می دهد.
حتما بخوانید: آموزش قطع دسترسی برنامه به اینترنت با فایروال در ویندوز 11
2. استفاده از GRPC برای نرخ رشد
با استفاده از فایل های .proto برای تعریف روش ها و انواع داده ها، برنامه نویسان به راحتی می توانند به طور خودکار کد برای بسیاری از زبان های برنامه نویسی مختلف تولید کنند.
3. استفاده از GRPC سایر امکانات
GRPC چیزی بیش از ارائه یک پروتکل ارتباطی کارآمد انجام می دهد. همچنین از انواع ویژگی های دیگر مانند احراز هویت، بررسی خطا و مدیریت جلسه پشتیبانی می کند. این ویژگی ها به کاهش حجم کاری برنامه نویسان و بهبود قابلیت اطمینان برنامه کمک می کند.
1. دلایل استفاده از gRPC: کراس پلتفرم بودن
gRPC پیاده سازی های خاص برای هر زبان برنامه نویسی را ارائه می دهد. این پیاده سازی ها رابط های اصطلاحی ارائه می کنند و کدی را برای زبان مقصد تولید می کنند. در حال حاضر، gRPC از زبان های مختلفی از جمله جاوا، سی پلاس پلاس، پایتون، گو، روبی و جاوا اسکریپت پشتیبانی می کند. این پشتیبانی گسترده به شما امکان می دهد با زبان های برنامه نویسی مورد علاقه خود کار کنید. gRPC با اجازه دادن به شما برای ساخت اپلیکیشن برای چندین پلتفرم، توسعه بین پلتفرمی را تشویق می کند. این ابزارها و کتابخانه هایی را برای ارتباطات بین پلتفرمی کارآمد بدون توجه به پلتفرم فراهم می کند. این تضمین می کند که برنامه های شما می توانند بدون توجه به پلتفرم یا دستگاه ارتباط برقرار کنند. تجربه کاربری دسترسی نرم افزار شما را افزایش می دهد.
3.دلایل استفاده از gRPC: هدایت عملکرد و مقیاس پذیری
gRPC دارای عملکرد برجسته و ویژگی های مقیاس پذیری است. از نظر تأخیر و توان عملیاتی از سیستم های سنتی RPC بهتر عمل می کند. علاوه بر این، gRPC دارای پشتیبانی داخلی برای تعادل بار و مقیاس پذیری است. gRPC به برنامه‌ها اجازه می‌دهد تا بارهای کاری را در چندین نمونه سرویس توزیع کنند. از ویژگی هایی مانند متعادل سازی بار سمت مشتری و نظارت توزیع شده برای این موارد استفاده می کند. این مقیاس پذیری ذاتی تضمین می کند که برنامه های کاربردی شما می توانند ترافیک افزایش یافته را مدیریت کنند و بدون به خطر انداختن عملکرد یا قابلیت اطمینان، با نیازهای در حال تغییر سازگار شوند. با gRPC، می‌توانید با اطمینان سیستم‌هایی بسازید که به آسانی مقیاس شوند و نیازهای پایگاه کاربر رو به رشد خود را برآورده کنند.
مزایای استفاده از GRPC
GRPC مزایای بسیاری را برای پروژه های توسعه برنامه ارائه می دهد. در اینجا برخی از مزایای برجسته GRPC ارائه شده است.
1. کاربرد GRPC: سرعت و کارایی
یکی از بزرگترین مزایای GRPC سرعت بالای انتقال داده آن است. به لطف استفاده از HTTP/2 و پروتکل باینری، GRPC می تواند میلیون ها درخواست را در ثانیه بدون کاهش سرعت انجام دهد.
حتما بخوانید: رفع خطای آدرس غیرقابل دسترس در کروم [Err_Address_Unreachable]
2. کاربرد GRPC: جریان دو طرفه
GRPC به مشتریان و سرورها اجازه می دهد تا بدون نیاز به ایجاد یک اتصال جدید برای هر درخواست، به طور مداوم با یکدیگر ارتباط برقرار کنند. این در برنامه هایی که نیاز به به روز رسانی مداوم دارند، مانند برنامه های چت یا بازی های آنلاین مفید است.
3. کاربرد GRPC: پروتکل HTTP/2
استفاده از HTTP/2 یکی از عوامل کلیدی است که به GRPC در دستیابی به عملکرد بالا کمک می کند. HTTP/2 اجازه می دهد چندین درخواست به طور همزمان از طریق یک اتصال منتقل شوند، که به کاهش تاخیر و افزایش مقیاس پذیری برای برنامه ها کمک می کند. علاوه بر این، HTTP/2 از مالتی پلکس شدن پشتیبانی می کند و اجازه می دهد چندین درخواست و پاسخ به طور همزمان بدون نیاز به منتظر ماندن برای تکمیل هر یک ارسال شوند.
نحوه عملکرد gRPC
برای درک بهتر GRPC، باید در مورد نحوه عملکرد آن بیاموزیم. GRPC بر اساس مدل مشتری-سرور است که در آن مشتری درخواست هایی را به سرور ارسال می کند و پاسخ ها را دریافت می کند.
- فرآیند ارسال درخواست: هنگامی که یک کلاینت می خواهد متدی را روی سرور فراخوانی کند، درخواستی حاوی اطلاعاتی در مورد متد و پارامترهای مورد نیاز ارسال می کند. سپس GRPC این درخواست را با استفاده از protobuf رمزگذاری می کند و آن را از طریق HTTP/2 به سرور ارسال می کند. سرور درخواست را دریافت می کند، آن را رمزگشایی می کند و روش مربوطه را اجرا می کند. پس از انجام، سرور پاسخی را به مشتری پس از همان فرآیند ارسال می کند.
- رسیدگی به بازخورد: پاسخ سرور نیز با استفاده از protobuf کدگذاری می‌شود و از طریق اتصال HTTP/2 ارسال می‌شود. مشتری پاسخ را دریافت می کند، آن را رمزگشایی می کند و آن را به روشی که برنامه ریزی شده پردازش می کند. نکته ویژه این است که GRPC از استریم برای درخواست ها و پاسخ ها پشتیبانی می کند و به کلاینت ها و سرورها اجازه می دهد بدون نیاز به منتظر ماندن برای یکدیگر، به طور مداوم داده ها را ارسال و دریافت کنند.
- برقراری ارتباط: GRPC یک ارتباط دائمی بین مشتری و سرور حفظ می کند و در مقایسه با ایجاد یک اتصال جدید در هر زمان که ارتباط برقرار می شود، در منابع صرفه جویی می کند. این اتصال می تواند برای تمام طول عمر برنامه دوام بیاورد و تأخیر را به حداقل برساند و سرعت انتقال را بهینه کند.
نقاط قوت و ضعف GRPC
GRPC مزایای بسیاری را ارائه می دهد، اما همچنین دارای نقاط ضعفی است که برنامه نویسان باید در نظر بگیرند.
نقاط قوت GRPC
یکی از بزرگترین نقاط قوت GRPC عملکرد بالای آن است. استفاده از پروتکل HTTP/2 و باینری سرعت انتقال داده ها را افزایش داده و پهنای باند مورد نیاز را کاهش می دهد. GRPC همچنین از بسیاری از زبان های برنامه نویسی مختلف پشتیبانی می کند و ابزارهای تولید خودکار کد را ارائه می دهد که به سرعت بخشیدن به روند توسعه کمک می کند.
نقاط ضعف GRPC
GRPC با وجود مزایای بسیار، محدودیت هایی نیز دارد. یکی از آنها این است که نیاز به دانش پروتوباف و نحوه استفاده از ابزارهای همراه دارد و این کار را برای برنامه نویسان تازه کار دشوار می کند. GRPC برای برنامه هایی که نیاز به برقراری ارتباط از طریق اینترنت عمومی دارند، جایی که فایروال ها ممکن است با اتصالات HTTP/2 تداخل داشته باشند، مناسب نیست.
حتما بخوانید: آموزش پاک کردن کش مرورگر گوگل کروم
زبان آگنوستیک GRP
یکی از دلایل محبوبیت GRPC سازگاری آن با بسیاری از زبان های برنامه نویسی مختلف است.
1. در تولید کد
GRPC امکان تولید خودکار کد برای زبان های مختلف را از فایل های تعریف .proto می دهد. این نه تنها در زمان صرفه جویی می کند، بلکه یکنواختی در ارتباط بین خدمات را تضمین می کند. برنامه نویسان به سادگی روش ها و انواع داده ها را در فایل .proto تعریف می کنند و GRPC به طور خودکار برای زبان های مورد نیاز کد تولید می کند.
2. در امنیت
GRPC همچنین ویژگی های امنیتی قوی را ارائه می دهد. از TLS (امنیت لایه حمل و نقل) برای رمزگذاری داده ها در حین انتقال پشتیبانی می کند و به محافظت از اطلاعات حساس بین مشتری و سرور کمک می کند. GRPC همچنین از احراز هویت کاربر از طریق نشانه‌ها یا گواهی‌ها پشتیبانی می‌کند و کمک می‌کند تا اطمینان حاصل شود که فقط کاربران معتبر به سرویس دسترسی دارند.
مشخصات رسمی GRPC
GRPC دارای مشخصات رسمی است که هر کسی می تواند به آن مراجعه کند. این امر توسعه و پیاده سازی GRPC را آسان تر می کند و یک جامعه قوی در اطراف آن ایجاد می کند. با مشخصات واضح، توسعه دهندگان می توانند به راحتی ویژگی های جدید را دنبال و به روز کنند. آنها همچنین می توانند به پروژه کمک کنند و تجربیات خود را با جامعه به اشتراک بگذارند.
مهلت استفاده از درخواست GRPC
GRPC به توسعه دهندگان اجازه می دهد تا برای درخواست ها ضرب الاجل تعیین کنند و به کنترل زمان پاسخ و رسیدگی موثر به خطاها کمک کند. اگر یک درخواست در مدت زمان مشخص شده تکمیل نشود، GRPC به طور خودکار درخواست را لغو می کند، منابع را ذخیره می کند و عملکرد برنامه را بهینه می کند.
سخن آخر
gRPC یک ابزار توانمند و قابل اعتماد برای ساخت برنامه‌های توزیع‌شده است که به دلیل ویژگی‌های برجسته‌اش مورد توجه بسیاری از توسعه‌دهندگان قرار گرفته است. با این وجود، آگاهی از محدودیت‌های آن نیز برای انتخابی هوشمندانه ضروری است. انتخاب gRPC باید با بررسی دقیق نیازهای پروژه و مقایسه آن با سایر گزینه‌ها انجام شود تا بهترین نتیجه حاصل شود.
مطالب مرتبط:
آموزش پیدا کردن آدرس آی پی (IP) سرور وب سایت
رفع مشکل کندی فایل اکسپلورر در ویندوز
دیدگاه ها