웹 프로젝트에서 REST, gRPC, GraphQL의 심층 탐구

웹 개발의 다이나믹한 환경에서 API 기술의 선택은 프로젝트의 성공과 효율을 결정하는 핵심적인 역할을 합니다. 이 기사에서는 REST, gRPC, GraphQL 이라는 세 가지 주요 경쟁자를 철저하게 탐구해 보겠습니다. 이들 각각의 기술은 서로 다른 사용 사례와 개발 시나리오를 위해 자신만의 강점과 능력을 제공합니다.

REST란?

REST API 또는 표현적 상태 전달 응용 프로그램 프로그래밍 인터페이스는 웹 서비스를 구축하기 위한 일련의 아키텍처 원칙 및 규칙입니다. 이는 인터넷을 통해 다양한 소프트웨어 애플리케이션이 서로 통신할 수 있는 표준화된 방법을 제공합니다. REST는 웹 개발 환경에서 웹 브라우저나 모바일 애플리케이션과 같은 다양한 클라이언트에 쉽게 소비될 수 있는 확장 가능하고 유지 관리가 용이한 API를 만드는 데 자주 사용됩니다.

REST API의 주요 특징은 다음과 같습니다:

• 무상태성: 클라이언트로부터 서버에 이르는 각 요청은 요청을 이해하고 처리하는 데 필요한 모든 정보를 포함합니다. 서버는 요청 사이에 클라이언트의 상태에 대한 정보를 저장하지 않습니다. 이는 확장성을 향상시키고 클라이언트와 서버 모두에서의 구현을 단순화합니다.
• 자원 기반: REST API는 URL(Uniform Resource Locators)로 식별되는 자원을 중심으로 구성됩니다. 이러한 자원은 객체, 데이터 또는 서비스와 같은 엔티티를 나타낼 수 있습니다. CRUD (생성, 읽기, 업데이트, 삭제) 작업은 GET, POST, PUT, DELETE와 같은 표준 HTTP 메서드를 사용하여 이러한 자원에서 수행됩니다.
• 표현: 자원은 JSON (JavaScript Object Notation) 또는 XML (eXtensible Markup Language)과 같은 형식으로 표현됩니다. 클라이언트는 자원의 다른 표현을 요청할 수 있으며, 서버는 요청된 형식으로 데이터를 응답합니다.
• 통합 인터페이스: REST API는 개발자가 다른 API들과 쉽게 이해하고 작업할 수 있도록 통합된 인터페이스를 유지합니다. 이러한 통일성은 상태 무상태성, 자원 기반 표현 및 표준 HTTP 메서드를 포함하는 일련의 제약 조건을 통해 달성됩니다.
• 상태 무상태 통신: 클라이언트와 서버 간의 통신은 상태 무상태입니다. 즉, 클라이언트의 각 요청에는 서버가 해당 요청을 수행하기 위해 필요한 모든 정보가 포함되어 있습니다. 서버는 요청 사이에 클라이언트의 상태에 대한 정보를 저장하지 않습니다.
• 클라이언트-서버 아키텍처: REST API는 클라이언트와 서버가 네트워크를 통해 통신하는 독립적인 엔티티로 구성된 클라이언트-서버 아키텍처를 따릅니다. 이러한 분리는 하나의 구성 요소에 대한 변경이 다른 구성 요소에 영향을 미치지 않을 수 있으므로 유연성과 확장성을 허용합니다.
• 캐시 가능성: 서버로부터의 응답은 캐시 가능 또는 비캐시 가능으로 명시적으로 표시될 수 있어 클라이언트가 적절할 때 응답을 캐싱하여 성능을 최적화할 수 있습니다.

REST API는 간단함, 확장성 및 HTTP 프로토콜과의 호환성 때문에 웹 개발에서 널리 사용됩니다. 이들은 웹 애플리케이션의 다양한 구성 요소 간, 특히 프런트엔드 클라이언트와 백엔드 서버 간 또는 다양한 소프트웨어 시스템 간의 통합을 용이하게 하는 데 일반적으로 사용됩니다.

REST의 장단점

REST는 웹 개발에서 그 사용이 폭넓게 퍼진 데 기여하는 몇 가지 장점을 갖고 있습니다. 핵심 장점 중 하나는 RESTful API가 이해하기 쉽고 구현하기 간단하다는 것입니다. 이러한 간단함은 개발 과정을 가속화하고 시스템의 다양한 구성 요소 간의 통합을 용이하게 합니다. RESTful 통신의 무상태성은 클라이언트의 각 요청이 필요한 모든 정보를 포함하고 서버가 요청 사이에 클라이언트 상태를 유지할 필요가 없으므로 쉬운 확장성을 허용합니다. REST의 유연성, 다양한 데이터 형식(일반적으로 JSON)과의 호환성 및 캐싱 지원은 전반적인 성능을 향상시킵니다. 그것의 잘 설립된 성격과 다양한 도구 및 프레임워크로부터의 지원은 REST를 API 구축을 위한 인기 있는 및 접근 가능한 선택으로 만듭니다.

그러나 REST는 특정 단점이 있습니다. 눈에 띄는 한 가지 과제는 데이터의 과다 가져오기 또는 적게 가져오기의 가능성으로, 클라이언트가 필요 이상의 정보를 받거나 데이터가 부족해서 추가 요청이 발생할 수 있습니다. 특히 클라이언트가 특정 데이터 조합을 요구하는 시나리오에서 데이터 검색의 유연성이 부족하면 비효율성이 발생할 수 있습니다. 또한 REST는 상태 비저장 통신에는 탁월하지만 실시간 기능에 대한 기본 지원이 부족하므로 개발자가 즉각적인 데이터 업데이트를 위해 추가 기술이나 대체 방법을 구현해야 합니다. 이러한 한계에도 불구하고 단순성, 확장성 및 널리 지원되는 장점으로 인해 REST는 많은 웹 개발 프로젝트에 강력한 선택입니다.

gRPC란?

gRPC는 “gRPC 원격 프로시저 호출”을 의미하며 Google에서 개발한 오픈 소스 RPC(원격 프로시저 호출) 프레임워크입니다. HTTP/2를 전송 프로토콜로 사용하고 Protocol Buffers(protobuf)를 인터페이스 설명 언어로 사용합니다. gRPC는 클라이언트와 서버 애플리케이션 간의 통신을 촉진하며, 각각이 로컬 프로시저처럼 서로의 메서드를 호출할 수 있도록 하여 효율적이고 확장 가능한 분산 시스템을 구축하는 강력한 도구입니다.

gRPC의 주요 기능에는 다음이 포함됩니다:

• 성능: gRPC는 높은 효율성을 목적으로 설계되었으며, HTTP/2의 다중화 기능을 활용하여 단일 연결을 통해 여러 요청을 처리합니다. 또한 이진 직렬화 형식인 Protocol Buffers를 사용하므로, 기존의 텍스트 기반 형식인 JSON에 비해 더 빠르고 컴팩트한 데이터 전송이 가능합니다.
• 언어 중립적: gRPC는 다양한 프로그래밍 언어를 지원하므로, 자바, C++, 파이썬, Go, 루비 등과 같은 언어로 애플리케이션을 개발할 수 있습니다. 이러한 언어 중립적 특성은 시스템 내의 다양한 구성 요소 간의 상호 운용성을 촉진합니다.
• IDL (인터페이스 정의 언어): gRPC는 서비스 메서드와 클라이언트와 서버 간에 교환되는 메시지 유형을 정의하기 위해 Protocol Buffers를 사용합니다. 이는 API를 명확하고 구조화된 방식으로 정의할 수 있게 해주며, 다양한 프로그래밍 언어에 대한 자동 코드 생성을 가능하게 합니다.
• 양방향 스트리밍: gRPC의 주요 특징 중 하나는 양방향 스트리밍을 지원한다는 것입니다. 이는 클라이언트와 서버가 단일 연결을 통해 서로에게 메시지 스트림을 보낼 수 있음을 의미하며, 통신 패턴에 대한 유연성을 제공합니다.
• 코드 생성: gRPC는 Protocol Buffers로 작성된 서비스 정의를 기반으로 클라이언트 및 서버 코드를 생성합니다. 이러한 자동 코드 생성은 개발 프로세스를 단순화하고 클라이언트와 서버 인터페이스가 동기화되도록 합니다.
• 강력한 타이핑: gRPC는 강력한 타입의 메시지와 서비스 정의를 사용하여 런타임 오류의 가능성을 줄이고 서비스 간 통신을 보다 강력하게 만듭니다.
• 인증 및 권한 부여 지원: gRPC는 SSL/TLS를 포함한 다양한 인증 메커니즘을 지원합니다. 또한 사용자 정의 인증 및 권한 부여 메커니즘의 구현을 허용합니다.

gRPC는 고성능, 확장성 및 분산 시스템 간의 효율적인 통신이 중요한 시나리오에 특히 적합합니다. 마이크로서비스 아키텍처에서와 같이 그것의 현대적인 프로토콜 및 기술의 사용은 복잡하고 확장 가능한 애플리케이션을 구축하기 위한 매력적인 선택을 만듭니다.

gPRC의 장단점

gRPC는 현대 분산 시스템에서 인기를 얻을 수 있는 몇 가지 장점을 제시합니다. 주요 강점 중 하나는 효율성으로, HTTP/2 프로토콜을 사용하여 단일 연결을 통해 여러 요청의 다중화를 가능하게 하고 지연 시간을 줄입니다. 이러한 효율성은 직렬화를 위해 Protocol Buffers를 사용하여 결합되어 기존 REST API에 비해 더 빠르고 컴팩트한 데이터 전송을 가능하게 하며, gRPC가 고성능 애플리케이션에 적합하다는 것을 나타냅니다. gRPC의 언어 무관성은 개발자가 선호하는 프로그래밍 언어로 작업할 수 있게 하여 이기종 환경에서의 상호 운용성을 촉진합니다. Protocol Buffers를 통한 양방향 스트리밍 및 강력한 타이핑의 포함은 더욱 능력을 향상시키며 클라이언트와 서버 구성 요소 간의 통신에서 유연성과 신뢰성을 제공합니다.

gRPC는 상당한 이점을 제공하지만, 특정 과제도 동반한다. 특히 Protocol Buffers와 원격 프로시저 호출(RPC) 개념에 익숙하지 않은 팀에게는 gRPC를 채택하는 데 학습 곡선이 큰 단점으로 작용할 수 있다. gRPC 서비스를 디버깅하는 것은 Protocol Buffers의 이진 특성 때문에 더 어려울 수 있으며, 효과적인 문제 해결을 위해 전문적인 도구와 지식이 필요하다. 또한, gRPC 생태계의 성숙도는 다양한 언어와 플랫폼에 따라 다를 수 있으며, 이는 타사 라이브러리 및 커뮤니티 지원의 가용성에 영향을 미칠 수 있다. HTTP/2를 완전히 지원하지 않는 기존 시스템이나 환경에 gRPC를 통합하는 것은 호환성 문제를 일으킬 수 있으며, 마이그레이션 전에 신중한 고려가 필요하다. 그럼에도 불구하고, 효율성, 유연성 및 성능 이점으로 인해 gRPC는 특정 유형의 분산 시스템에 대한 매력적인 선택이다.

GraphQL이란?

GraphQL은 API(Application Programming Interfaces)를 위한 쿼리 언어이자 기존 데이터로 해당 쿼리를 실행하는 런타임입니다. 페이스북에서 2012년에 개발하여 2015년에 오픈 소스화되었습니다. GraphQL은 클라이언트가 필요한 데이터만을 요청할 수 있도록 하여 기존의 REST API에 대한 보다 효율적이고, 강력하며, 유연한 대안을 제공합니다.

GraphQL의 주요 기능에는 다음과 같은 것들이 포함됩니다:

• 선언적인 데이터 가져오기: 클라이언트는 단일 쿼리에서 필요한 응답 구조를 지정할 수 있으며, 이는 중첩된 데이터 및 관계를 포함합니다. 이로써 데이터의 과다 가져오기와 부족한 가져오기가 제거되어 클라이언트가 요청한 정보를 정확하게 받게 됩니다.
• 단일 엔드포인트: GraphQL API는 일반적으로 단일 엔드포인트를 노출하여 여러 RESTful 엔드포인트를 하나로 통합합니다. 이는 API 표면을 단순화하고 클라이언트가 단일 쿼리에서 필요한 모든 데이터를 요청할 수 있게 합니다.
• 강력한 타이핑 및 스키마: GraphQL API는 쿼리 가능한 데이터 유형과 그 관계를 지정하는 스키마에 의해 정의됩니다. 이 스키마는 클라이언트와 서버 간의 명확한 계약을 제공하며, 강력한 타이핑 및 쿼리의 자동 검증을 가능하게 합니다.
• 실시간 업데이트 (구독): GraphQL은 구독이라는 기능을 통해 실시간 데이터 업데이트를 지원합니다. 클라이언트는 특정 이벤트에 대한 구독을 할 수 있고, 서버는 관련 데이터가 변경될 때 클라이언트에 업데이트를 푸시합니다.
• 내부 검사: GraphQL API는 자체 문서화됩니다. 클라이언트는 스키마 자체를 쿼리하여 API에서 사용 가능한 유형, 필드 및 관계를 발견하고, 데이터 모델을 탐색하고 이해하는 데 도움이 됩니다.
• 일괄 쿼리: 클라이언트는 단일 요청에서 여러 쿼리를 보낼 수 있으며, 이는 네트워크 요청 수를 줄이고 효율성을 향상시킵니다.
• 백엔드 집계: GraphQL은 백엔드가 데이터베이스, 마이크로서비스 또는 타사 API와 같은 다양한 소스에서 데이터를 집계하고 클라이언트에게 통합된 방식으로 제공할 수 있게 해줍니다.

GraphQL은 데이터 전송을 최적화하고 과다 가져오기를 최소화하는 것이 중요한 싱글 페이지 애플리케이션(SPA) 및 모바일 앱에서 특히 현대적인 웹 개발에 자주 사용됩니다. 이는 널리 채택되었으며 클라이언트와 서버 측 모두에서 다양한 프로그래밍 언어와 프레임워크에 의해 지원됩니다.

적절한 API 기술 결정

REST, gRPC, GraphQL 중에서 선택하는 것은 프로젝트의 특정 요구 사항과 특성에 따라 달라집니다. 각 기술은 자체적인 강점과 약점이 있어 특정 사용 사례에 더 적합할 수 있습니다. REST, gRPC, GraphQL를 선택할 때의 몇 가지 고려 사항은 다음과 같습니다:

REST를 선택할 때:

• 단순성이 핵심: REST는 직관적이고 이해하기 쉽습니다. 프로젝트에서 간단하고 직관적인 API를 필요로 한다면, REST가 더 나은 선택일 수 있습니다.
• 상태 무관성이 충분: 상태 무관성이 애플리케이션의 요구 사항과 잘 맞으며 양방향 스트리밍과 같은 고급 기능이 필요하지 않다면, REST가 적합합니다.
• 널리 채택된 호환성: 다양한 클라이언트, 플랫폼 및 도구와의 넓은 호환성이 필요한 경우, REST는 잘 설립되어 있고 널리 지원됩니다.

gRPC를 선택할 때:

• 고성능이 필수적입니다: gRPC는 고성능 통신을 위해 설계되었으며, 낮은 대기 시간과 효율적인 데이터 전송이 중요한 마이크로서비스 아키텍처와 같은 시나리오에 적합합니다.
• 강력한 타이핑이 중요합니다: 여러 프로그래밍 언어에 대한 강력한 타이핑과 자동 코드 생성을 중요시한다면, gRPC의 Protocol Buffers 사용은 상당한 이점이 될 수 있습니다.
• 양방향 스트리밍이 필요합니다: 클라이언트와 서버 간의 양방향 스트리밍, 실시간 업데이트 및 효율적인 통신이 필요한 애플리케이션의 경우, gRPC는 강력한 솔루션을 제공합니다.

GraphQL을 선택합니다 다음 경우:

• 유연한 데이터 검색이 필요합니다: 애플리케이션에서 클라이언트가 필요로 하는 정확한 데이터를 지정할 수 있는 유연성이 필요한 경우, GraphQL의 쿼리 언어는 강력하고 효율적인 솔루션을 제공합니다.
• 과다 가져오기와 미달 가져오기 감소가 우선 순위입니다: GraphQL은 클라이언트가 필요한 데이터만 요청할 수 있도록 하여 과다 가져오기와 미달 가져오기를 제거합니다. 데이터 전송을 최적화해야 하는 시나리오에서 이는 유익합니다.
• 실시간 업데이트가 필수적입니다: 실시간 기능과 데이터 업데이트에 대한 구독 기능이 애플리케이션에 중요한 경우(예: 채팅 애플리케이션, 실시간 알림), GraphQL의 구독 지원은 강력한 입증입니다.

궁극적으로 REST, gRPC, GraphQL 중 어떤 기술을 선택할지는 프로젝트의 요구사항, 기존 인프라, 각 기술이 제공하는 특정 기능을 신중하게 평가한 결과에 따라 결정되어야 합니다. 또한 개발자의 숙련도, 커뮤니티 지원, 생태계의 성숙도 등의 요소도 결정 시 고려해야 합니다. 또한, 서로 다른 기술을 애플리케이션의 다른 부분에서 사용하는 하이브리드 접근 방식은 특정 상황에서 실행 가능한 선택지일 수도 있습니다.

결론

REST, gRPC, GraphQL 중 선택은 특정 프로젝트의 요구사항과 목표에 따라 미묘한 결정입니다.

REST는 이해의 용이성과 호환성이 가장 중요한 상황에서 여전히 탁월한 선택지로 남아있습니다. 상태 비순서화와 광범위한 지원으로 많은 웹 개발 프로젝트에 적합한 선택입니다.

반면에, gRPC는 높은 성능과 효율성이 중요한 경우, 특히 마이크로서비스 아키텍처에서 강력한 선택지로 나타납니다. 강력한 타이핑, 양방향 스트리밍, 자동 코드 생성으로 지연 시간이 짧고 실시간 업데이트가 필요한 애플리케이션에 적합합니다.

한편, GraphQL은 유연한 데이터 검색과 과도한 가져오기와 부족한 가져오기의 제거를 해결하여 데이터 전송의 맞춤화와 최적화가 필수적인 상황, 특히 실시간 기능이 필요한 애플리케이션에 최적의 선택입니다.

궁극적으로, 결정은 프로젝트 요구 사항, 개발자 전문성 및 각 기술이 제공하는 특정 기능을 신중하게 평가함으로써 이끌어져야 하며, 혼합 접근 방식이 특정 맥락에서 실용적인 해결책을 제공할 수 있다는 점을 인정해야 합니다.