精讀《REST, GraphQL, gRPC 如何選型》
1 引言
每當專案進入聯調階段，或者提前約定介面時，前後端就會聚在一起熱火朝天的討論起來。可能 99% 的場景都在約定 Http 介面，討論 URL 是什麼，入參是什麼，出參是什麼。
有的團隊前後端介面約定更加高效，後端會拿出介面定義程式碼，前端會轉換成（或自動轉成）Typescript 定義檔案。
但這些工作都針對於 Http 介面，今天通過when-to-use-what-rest-graphql-webhooks-grpc 一文，拋開聯調時千遍一律的 Http 介面，一起看看介面還可以怎麼約定，分別適用於哪些場景，你現在處於哪個場景。
2 概述
本文主要講了四種介面設計方案，分別是：REST、gRPC、GraphQL、Webhooks，下面分別介紹一下。
REST
REST 也許是最通用，也是最常用的介面設計方案，它是無狀態的
，以資源為核心，針對如何操作資源定義了一系列 URL 約定，而操作型別通過GET
POST
PUT
DELETE
等 HTTP Methods 表示。
REST 基於原生 HTTP 介面，因此改造成本很小，而且其無狀態的特性，降低了前後端耦合程度，利於快速迭代。
隨著未來發展，REST 可能更適合提供微服務 API。
使用舉例：
curl -v -X GET https://api.sandbox.paypal.com/v1/activities/activities?start_time=2012-01-01T00:00:01.000Z&end_time=2014-10-01T23:59:59.999Z&page_size=10 \ -H "Content-Type: application/json" \ -H "Authorization: Bearer Access-Token"
gRPC
gRPC 是對 RPC 的一個新嘗試，最大特點是使用 protobufs 語言格式化資料。
RPC 主要用來做伺服器之間的方法呼叫，影響其效能最重要因素就是 序列化/反序列化 效率。RPC 的目的是打造一個高效率、低消耗的服務呼叫方式，因此比較適合 IOT 等對資源、頻寬、效能敏感的場景。而 gRPC 利用 protobufs 進一步提高了序列化速度，降低了資料包大小。
使用舉例：
gRPC 主要用於服務之間傳輸，這裡拿 Nodejs 舉例：
-
定義介面。由於 gRPC 使用 protobufs，所以介面定義檔案就是
helloword.proto:
// The greeting service definition.
service Greeter {
// Sends a greeting
rpc SayHello (HelloRequest) returns (HelloReply) {}
// Sends another greeting
rpc SayHelloAgain (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;
}
這裡定義了服務Greeter
，擁有兩個方法：SayHello
與SayHelloAgain
，通過message
關鍵字定義了入參與出參的結構。
事實上利用 protobufs，傳輸資料時僅傳送很少的內容，作為代價，雙方都要知道介面定義規則才能序列化/反序列化。
- 定義伺服器：
function sayHello(call, callback) {
callback(null, { message: "Hello " + call.request.name });
}
function sayHelloAgain(call, callback) {
callback(null, { message: "Hello again, " + call.request.name });
}
function main() {
var server = new grpc.Server();
server.addProtoService(hello_proto.Greeter.service, {
sayHello: sayHello,
sayHelloAgain: sayHelloAgain
});
server.bind("0.0.0.0:50051", grpc.ServerCredentials.createInsecure());
server.start();
}
我們在50051
埠支援了 gRPC 服務，並註冊了服務Greeter
，並對sayHello
sayHelloAgain
方法做了一些業務處理，並返回給呼叫方一些資料。
- 定義客戶端：
function main() {
var client = new hello_proto.Greeter(
"localhost:50051",
grpc.credentials.createInsecure()
);
client.sayHello({ name: "you" }, function(err, response) {
console.log("Greeting:", response.message);
});
client.sayHelloAgain({ name: "you" }, function(err, response) {
console.log("Greeting:", response.message);
});
}
可以看到，客戶端和服務端同時需要拿到 proto 結構，客戶端資料傳送也要依賴 proto 包提供的方法，框架會內建做掉序列化/反序列化的工作。
也有一些額外手段將 gRPC 轉換為 http 服務，讓網頁端也享受到其高效、低耗的好處。但是不要忘了，RPC 最常用的場景是 IOT 等硬體領域，網頁場景也許不會在乎節省幾 KB 的流量。
GraphQL
GraphQL 不是 REST 的替代品，而是另一種互動形式：前端決定後端的返回結果。
GraphQL 帶來的最大好處是精簡請求響應內容，不會出現冗餘欄位，前端可以決定後端返回什麼資料。但要注意的是，前端的決定權取決於後端支援什麼資料，因此 GraphQL 更像是精簡了返回值的 REST，而後端介面也可以一次性定義完所有功能，而不需要逐個開發。
再次強調，相比 REST 和 gRPC，GraphQL 是由前端決定返回結果的反模式。
使用舉例：
原文推薦參考GitHub GraphQL API
比如查詢某個組織下的成員，REST 風格介面可能是：
curl -v https://api.github.com/orgs/:org/members
含義很明確，但問題是返回結果不明確，必須實際除錯才知道。換成等價的 GraphQL 是這樣的
query {
organization(login: "github") {
members(first: 100) {
edges {
node {
name
avatarUrl
}
}
}
}
}
返回的結果和約定的格式結構一致，且不會有多餘的欄位：
{
"data": {
"organization": {
"members": {
"edges": [
{
"node": {
"name": "Chris Wanstrath",
"avatarUrl": "https://avatars0.githubusercontent.com/u/2?v=4"
}
},
{
"node": {
"name": "Justin Palmer",
"avatarUrl": "https://avatars3.githubusercontent.com/u/25?v=4"
}
}
]
}
}
}
}
但是能看出來，這樣做需要一個系統幫助你寫query
，很多框架都提供這個功能，比如apollo-client
。
Webhooks
如果說 GraphQL 顛覆了前後端互動模式，那 Webhooks 可以說是徹頭徹尾的反模式了，因為其定義就是，前端不主動傳送請求，完全由後端推送。
它最適合解決輪詢問題。或者說輪詢就是一種妥協的行為，當後端不支援 Webhooks 模式時。
使用舉例：
Webhooks 本身也可以由 REST 或者 gRPC 實現，所以就不貼程式碼了。舉個常用例子，比如你的好友發了一條朋友圈，後端將這條訊息推送給所有其他好友的客戶端，就是 Webhooks 的典型場景。
最後作者給出的結論是，這四個場景各有不同使用場景，無法相互替代：
- REST：無狀態的資料傳輸結構，適用於通用、快速迭代和標準化語義的場景。
- gRPC：輕量的傳輸方式，特殊適合對效能高要求或者環境苛刻的場景，比如 IOT。
- GraphQL: 請求者可以自定義返回格式，某些程度上可以減少前後端聯調成本。
- Webhooks: 推送服務，主要用於伺服器主動更新客戶端資源的場景。
3 精讀
REST 並非適用所有場景
本文給了我們一個更大的視角看待日常開發中的介面問題，對於奮戰在一線的前端同學，接觸到 90% 的介面都是非 REST 規則的 Http 介面，能真正落實 REST 的團隊其實非常少。這其實暴露了一個重要問題，就是 REST 所帶來的好處，在整套業務流程中到底佔多大的比重？
不僅介面設計方案的使用要分場景，針對某個介面方案的重要性也要再繼續細分：在做一個開放介面的專案，提供 Http 介面給第三方使用，這時必須好好規劃介面的語義，所以更容易讓大家達成一致使用 REST 約定；而開發一個產品時，其實前後端不關心介面格式是否規範，甚至在開發內網產品時，效能和冗餘都不會考慮，效率放在了第一位。所以第一點啟示是，不要埋冤當前團隊業務為什麼沒有使用某個更好的介面約定，因為介面約定很可能是業務形態決定的，而不是憑空做技術對比從而決定的。
gRPC 是服務端互動的首選
前端同學轉 node 開發時，很喜歡用 Http 方式進行伺服器間通訊，但可能會疑惑，為什麼公司內部 Java 或者 C++ 寫的服務都不提供 Http 方式呼叫，而是另外一個名字。瞭解 gRPC 後，可以認識到這些平臺都是對 RPC 方式的封裝，伺服器間通訊對效能和延時要求非常高，所以比較適合專門為效能優化的 gRPC 等服務。
GraphQL 需要配套
GraphQL 不是 REST 的替代品，所以不要想著團隊從 Http 介面遷移到 GraphQL 就能提升 X% 的開發效率。GraphQL 方案是一種新的前後端互動約定，所以上手成本會比較高，同時，為了方便前端同學拼 query，等於把一部分後端工作量轉移給了前端，如果此時沒有一個足夠好用的平臺快速查閱、生成、維護這些定義，開發效率可能不升反降。
總的來說，對外開放 API 或者擁有完整配套的場景，使用 GraphQL 是比較理想的，但對於快速迭代，平臺又不夠成熟的團隊，繼續使用標準 Http 介面可以更快完成專案。
Webhooks 解決特殊場景問題
對於第三方平臺驗權、登陸等沒有前端介面做中轉的場景，或者強安全要求的支付場景等 ，適合用 Webhooks 做資料主動推送。說白了就是在前端無從參與，或者因為前端安全問題不適合參與時，就是 Webhooks 的場景。很顯然 Webhooks 也不是 Http 的替代品，不過的確是一種新的前後端互動方式。
對於慢查詢等場景，前端普遍使用輪詢完成，這和 Socket 相比體驗更弱，但無狀態的特性反而會降低伺服器負擔，所以慢查詢和即時通訊要區分對待，使用者對訊息及時性的敏感程度決定了使用哪種方案。
4 總結
最後，上面總結的內容一定還有許多疏漏，歡迎補充。
5 更多討論
討論地址是：精讀《REST, GraphQL, Webhooks, & gRPC 如何選型》 · Issue #102 · dt-fe/weekly
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