REST与gRPC的区别

引言

在软件开发的世界里，服务之间的有效通信至关重要。开发人员通常采用两种主要方法来实现不同应用程序之间的互操作，一种称为 **REST**（Representational State Transfer）。另一种称为 **gRPC** 远程过程调用。它们的主要作用是促进通信，但在结构、底层技术以及各自的最佳使用场景方面存在很大差异。

REST 是一种基于为 HTTP 开发的协议的架构风格。它是 Web 应用程序中最受欢迎的架构风格之一。REST 是资源的一部分，通常包含标准的 HTTP 方法，如 GET、POST、PUT 或 DELETE 来处理这些资源。REST 以其简洁性而受到重视，与 Web 技术高度兼容，因为它使用 JSON 进行数据交换，JSON 是人类可读且轻量级的。REST 在创建 Web API 以便轻松访问和集成时被广泛使用和青睐。

这是 **gRPC**，它是 Google 推出的相对较新的替代方案，提供高性能，可替代 REST，主要适用于低延迟应用程序。gRPC 使用 Protocol Buffers（protobufs）进行轻量级序列化。与 JSON 相比，消息的载荷更小，因此通信速度更快。在 gRPC 中，与 REST 不同，您可以使用它来支持双向流和多路复用等高级功能。因此，鉴于其高性能和可扩展性，gRPC 在微服务架构中的使用受到青睐。

理解 REST 和 gRPC 之间的区别，包括它们的优缺点，对于开发人员选择在项目中使用的技术至关重要。此比较将探讨两种框架之间的具体区别，说明每种框架的实际工作方式以及它们最适合哪些不同的用例和应用程序需求。

REST 与 gRPC 的主要区别

REST 和 gRPC 之间有几个关键区别。一些主要区别如下：

1. 协议

REST：它使用 HTTP/1.1，其底层协议非常成熟，可与大多数 Web 应用程序配合使用。

gRPC：它依赖于 HTTP/2，提供多路复用和双向流等功能，适用于高性能应用程序。

2. 数据格式

REST：它通常使用 JSON，这是一种文本格式，人类可读，但存在可调试性问题以及较大的载荷，因此速度较慢。

gRPC：它使用 Protocol Buffers（protobufs），这是一种 二进制格式，体积更小，解析速度更快，从而提高了性能，但可读性较差。

3. 通信风格

REST：更多的是一种请求-响应通信风格，客户端发送请求，服务器响应。

gRPC：它不仅限于此，因为它支持客户端流、服务器流以及双向流，可用于实时应用程序。

4. 性能

REST：由于载荷是文本格式且不支持多路复用，因此性能较低。因此，REST 对于高性能方法来说不是最佳选择。

gRPC：通过使用 protobufs 进行二进制序列化和 HTTP/2，可以实现高性能，从而通过更低的延迟实现更快的通信。

5. 易用性

REST：易于使用。特别是对于 Web 应用程序/服务，因为它更熟悉 JSON 和 HTTP。

gRPC：总体而言，设置起来更复杂，尤其是在 调试和理解 protobufs 方面，但它提供了更高级的功能以满足特定需求。

6. 浏览器兼容性

REST：由于其架构基于 HTTP/1.1，因此它可以在任何 Web 浏览器中运行。

gRPC：大多数浏览器对其支持有限，要在 Web 应用程序中实现全部功能，需要添加更多代理或库。

7. 错误处理

REST：使用标准的 HTTP 状态码进行错误处理，对开发人员来说不那么困难。

gRPC：它使用自己的状态码，这些状态码映射到 gRPC 特定的错误处理，提供更精细化的错误处理，但增加了复杂性。

8. 工具和生态系统

REST：它被多种语言的许多工具、框架和库普遍接受。

gRPC：同样被多种语言接受和使用。但是，处理 Protocol Buffers 需要特定的工具，这可能会带来稍多的配置开销。

9. 用例

REST：它适用于基于 Web 的应用程序、CRUD 应用、简单的兼容性导向场景。

gRPC：它最适合内部微服务、实时通信以及需要大量通信、更复杂、更好的低延迟通信的应用程序。

10. 可扩展性和负载均衡

REST：对于 RESTful 系统，负载均衡通常在 HTTP 级别进行。由于 HTTP 是无状态的，因此 RESTful 服务的水平扩展非常简单，但当应用程序需要高吞吐量时，HTTP/1.1 中缺乏多路复用会导致开销。

gRPC：它还支持在单个连接上传输多路复用流，HTTP/2 使 gRPC 的可扩展性得到提高，从而能够以比其他 RPC 协议更低的开销更好地处理大量并发请求。此外，gRPC 原生支持负载均衡和服务发现，使其更适合微服务架构环境，在这些环境中，水平扩展和高效路由是非常重要的考虑因素。

11. 安全性

REST：对于 RESTful API 的安全性，通常会调用标准的 Web 安全协议，如 HTTPS、OAuth、API 密钥和 JWT（JSON Web Tokens）。这些协议非常流行，因此安全库非常健壮且易于理解。

gRPC：gRPC 还支持 HTTPS 以实现安全通信，并包含更高级的身份验证和授权功能。gRPC 易于与 SSL/TLS 集成，并包含基于令牌的安全机制的能力。gRPC 使用的二进制协议不可人类读取；因此，它通过混淆传输中的数据提供了额外的安全层，尽管它仍然需要安全的密钥管理来进行通信。

12. 有状态与无状态通信

REST：RESTful 服务的无状态设计架构确保每个 HTTP 请求消息都包含足够的信息，以便服务器能够处理该请求。这使得服务更简单，更容易扩展，并可能提高服务器端跨请求处理的效率。

gRPC：gRPC 本身默认为无状态，但通过其对流的支持，它提供了更大的灵活性来处理有状态通信。例如，gRPC 可用于长连接或流，其中服务器和客户端都可以保持连接生命周期内的状态，从而更容易实现实时更新、文件传输和复杂工作流等系统。

13. API 设计

REST：在这里，API 的设计主要基于 CRUD 操作和资源结构，这些结构主要由 URL 表示。标准的 HTTP 方法 - GET、POST、PUT、DELETE - 通常映射到针对实体（例如 /users 或 /orders）的操作。

gRPC：gRPC API 由 Protocol Buffers（protobufs）定义，这些 protobufs 在 .proto 文件中描述了 API 及其数据类型。这意味着必须严格定义服务方法（例如 CreateUser、GetUser）以及请求和响应消息结构。这种类型安全更好，并且由于它是一种严格的基于合同的方法，因此可以带来更结构化的 API 设计。

14. 流式传输功能

REST：REST API 通常是请求-响应性质的，因此当客户端向服务器发送 HTTP 请求时，服务器会处理该请求，然后回复客户端。尽管 HTTP/1.1 在技术上支持长轮询或服务器发送事件 (SSE) 来流式传输数据，但与真正的流协议相比，它们的效率较低且实现起来更困难。

gRPC：这是 gRPC 的主要功能之一，它支持客户端流、服务器流和全双向流。客户端和服务器之间的连续实时通信使 gRPC 成为实时视频/音频流、实时聊天和大数据集流等应用程序的理想选择。

15. 监控和日志记录

REST：REST API 中的大多数日志记录都是使用传统的 HTTP 日志记录工具和常规 Web 基础结构（如反向代理（Nginx、Apache 等））完成的。RESTful 服务的监控是使用 Prometheus、Grafana 或 ELK 堆栈等工具进行的。

gRPC：gRPC 与现代可观察性工具（如 Prometheus 和 OpenTelemetry）集成得很好，但需要额外设置。gRPC 利用二进制数据和多路复用流，因此传统 HTTP 监控工具对其支持不佳，因此在大多数情况下，使用专门的监控系统来捕获 gRPC 流量的指标、日志和跟踪。

结论

总而言之，选择取决于系统的具体需求以及使用每种协议的上下文。**Rest** 多年来已被广泛采纳，成为 Web 通信的主导标准，因为它简单、灵活且易于与 HTTP 集成。其面向资源的架构、兼容性范围以及 JSON 中人类可读的格式通常使其成为公共 API 和需要与各种客户端（包括浏览器、移动设备和第三方集成）交互的系统的理想选择。因此，REST 通常是那些倾向于强调可用性、可扩展性和兼容性的应用程序的最佳选择。