API 接口选择那个?RESTful、GraphQL、gRPC、WebSocket、Webhook

比特桃 2024-06-19 16:03:07 阅读 89

大家好,我是比特桃。目前我们的生活紧紧地被大量互联网服务所包围,互联网上每天都有数百亿次API调用。API 是两个设备相互通讯的一种方式,人们在手机上每次指尖的悦动,背后都是 API 接口的调用。

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本文将列举常见的一些 API 接口,并阐述它们之间的优缺点及关系。

目录

一、API 类型1.1 SOAP1.2 RESTful1.3 gRPC1.4 GraphQL1.5 WebSocket1.6 Webhook 二、RESTful 详解三、GraphQL 详解四、gRPC 详解五、API 优化六、总结

一、API 类型

常用的 API 类型有很多,但本文聚焦于 HTTP 之上的 API 接口(通用性)。像 TCP 传输层之上的其他应用层协议,如 MQTT 之类的,不在本文的讨论范围。

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1.1 SOAP

SOAP 协议基于XML,应用于安全性和可靠性至关重要的金融服务和支付网关,比较适合对数据安全等级较高的场景。

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1.2 RESTful

基于JSON的轻量级 web 服务,也是目前应用最广泛的 API 协议。

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1.3 gRPC

高性能微服务通讯协议,它是微服务架构最爱。

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1.4 GraphQL

一种客户端可动态定制化的 API 协议,它不仅仅是一种API通讯方式,还是一种查询语言。

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1.5 WebSocket

WebSocket 是实时通讯的常用手段,基于HTTP协议。关于实时、双向和持久连接的。如果只需要服务器实时推送,也可以尝试同样基于 HTTP 的 SSE(Server-sent events)。

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1.6 Webhook

自定义远程回调函数,通常用于自动化处理。我们在使用自动化部署 Jenkins 的时候有用到过:十分钟搞定Jenkins+Gitlab+Docker前后端部署

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下面我们将详细介绍三个最常用的 API 接口:RESTful、GraphQL、gRPC。

二、RESTful 详解

RESTful API在移动互联网时代中有着广泛的应用,因为它足够的轻量(基于JSON),非常灵活。

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REST API规定了许多标准,比如:统一接口、通讯方式、无状态、可缓存等。遵循 REST API 标准的 API 称为 Restful API,为了保障 API 接口的可维护性,一般开头会有 v1/v2/v3 这种类似的版本号。

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需要注意的是,URL的资源是按名词来命名,而不是动词,比如你可以命名:

https://example.com/api/v3/products

而不是:

https://example.com/api/v3/getALLproducts

这也是很多不规范的“RESTful API”最容易犯错的地方,REST API 规定,动作是用 URI 进行的。

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HTTP请求头的类型所对应的动作如下表所示,也是我们常说的:CRUD 增删改查:

类型 动作
POST CREATE
GET READ
PUT UPDATE
DELETE DELETE

HTTP 常见的返回码对应的含义如下表所示:

数值 结果
200 成功
400 请求错误
500 后台错误

此外,还要注意 API 接口的幂等性问题。只有在进行 POST 创建操作的时候是不具备幂等性的,我们要注意客户端的多次请求,所导致的数据重复问题。

三、GraphQL 详解

Meta 公司开发的接口协议,目前 Github、Shopify、Ins 等均在使用。最大的特点就是灵活性和高效率,对于其产品有复杂数据要求的,提供了很好的选择方案。GraphQL 和我们刚刚说的 RESTful API 有很多相似之处,比如它们都是基于http、均通过 URL 进行统一资源定位、数据传输采用 JSON 格式。但GraphQL 独有的优势在于,客户端可定制化的选择接口返回的内容,这极大的提高了程序的动态扩展能力。

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如果我们一个动作需要多个数据的组合,那在 RESTful API 中,可能面临多个请求。但在GraphQL中可以在请求头中进行数据定制,GraphQL 将组织好数据进行返回。

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但它也有一定缺陷,一方面是不易进行缓存。GraphQL具有单一入口点,并且默认使用 HTTP POST,会妨碍 HTTP 缓存的充分利用。另一方面是因为可以随意自定义数据,这会可能会产生一些危险。

四、gRPC 详解

RPC 大家应该不算陌生,Remote Procedure Call 远程过程调用。也就是说两台服务器A,B,一个应用部署在A服务器上,想要调用B服务器上应用提供的方法。由于不在一个内存空间,不能直接调用,需要通过网络来表达调用的语义和传达调用的数据。

gRPC 是Google 2016年创建的开源远程过程调用框架,它重写了他们过年的内部RPC基础设施并开源出来。gRPC 是 RPC 的一种流行实现,许多组织已采用 gPRC 作为首选的 RPC 实现方案。还有Openfeign、Dubbo这种框架也可以作为 RPC 的实现方案。

gRPC生态系统的核心是使用 Protocal Buffers (协议缓冲区)作为其数据交换格式。它是一种和语言及平台无关的机制,用于编码结构化数据。

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gRPC 使用 Protocal Buffers 进行编码并通过线路发送数据。虽然gRPC也可以通过 JSON,但Protocal Buffers 提供了多种优势,使其成为 gRPC 的首选编码格式。通过定义通讯协议 proto 文件,来让微服务之间进行通讯,写好 proto 后可以通过工具自动生成不同语言的实现:

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之所以 gRPC 具有超高的性能,Protocol Buffers 的通讯方案是重点。它是一种非常高效的二进制编码格式,比 JSON 快得多。

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另一个高效率的原因是,gRPC 构建在HTTP/2 之上,以提供大规模的高性能基础。gRPC使用 HTTP/2 Stream,它允许通过单个长期的TCP连接发送多个消息流。HTTP/2 的好处有:多路复用、流优先、二进制协议、服务推送。当然,Openfeign也可以通过配置使用 HTTP/2。

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gRPC由于二进制编码和网络优化,效率很高,比JSON快5倍。下图为 gRPC 通讯的过程:

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说了这么多 gRPC 的好处,那为什么服务端在与客户端通讯的时候没采用 gRPC 协议呢?这是因为gRPC依赖于对HTTP/2原生较低级别的访问,目前没有浏览器支持 gRPC 客户端所需的网络请求控制级别。

不过目前可以在代理的帮助下从浏览器进行 gRPC 调用。这项技术被称为 gRPC-Web。但是该功能集并不能与 gRPC 完全兼容。但在移动端其实有在使用,在电量和带宽受限的环境中非常有意义。

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五、API 优化

使用缓存,可以采用类似 Redis 这种工具,将数据进行缓存以提供高效率的通讯。连接池,使用多路复用技术,用来减少对数据库的访问。避免 N+1 查询,当一个接口需要采用多个 SQL 语句的时候,尝试组合使用一个。使用分页,减少数据通讯的代价,换取更快的加载速度。采用 JSON,轻量级的 JSON 通讯可以在服务端与客户端中保持平衡。压缩,可以用 Brotli 算法对数据进行压缩,许多CDN(内容分发网络)也可以支持压缩。异步日志记录,当高并发的时候,这类工作可以分发到别的微服务中进行。

六、总结

本文我们了解了基于 HTTP 应用层协议之上的,常用六种 API 接口:RESTful、GraphQL、gRPC、WebSocket、Webhook。每一个都具有自己鲜明的特色及应用场景,我们应该根据产品以及团队的具体情况才选择使用。没有最好的 API 接口,只有最适合的场景及应用。



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