Web開発におけるリモートプロシージャコール:シンプルガイド

モダンなWebアプリケーションを構築する際、システムの異なる部分間での通信が必要になることがよくあります。フロントエンドはバックエンドと通信し、サービス同士が連携し、APIは特定の操作を実行する必要があります。**リモートプロシージャコール(RPC)**は、あるプログラムが別のシステム上のコードをローカルで実行しているかのように実行できるようにすることで、この問題を解決します。本ガイドでは、RPCとは何か、Web開発においてなぜ重要なのか、そしてRESTやGraphQLなどの代替手段と比較していつ使用すべきかを説明します。

RPCとは何か、どのように機能するのか?

RPCは、レストランで食事を注文することに例えることができます。あなた(クライアント)はウェイターに欲しいものを伝えます。ウェイターはあなたの注文をキッチン(サーバー)に持っていき、そこでシェフが料理を準備します。準備ができたら、ウェイターがそれをあなたに持ってきます。キッチンがどのように機能するか、あるいはシェフの言語を話す必要さえありません—ウェイターがすべてのコミュニケーションの詳細を処理します。

技術的な用語では、リモートプロシージャコールにより、プログラムはリモートサーバー上の関数をローカル関数呼び出しのように実行できます。ネットワーク通信の複雑さが抽象化されるため、分散システムの構築が容易になります。

RPCの主要コンポーネント

すべてのRPCシステムには4つの必須コンポーネントがあります:

• クライアント: リモートプロシージャの実行を要求するプログラム
• サーバー: 要求されたプロシージャをホストし実行するシステム
• スタブ: リモート呼び出しをローカル呼び出しのように見せるクライアント側およびサーバー側のプロキシ
• シリアライゼーション: データをネットワーク転送に適した形式に変換するプロセス

RPC呼び出しを行うと、クライアントスタブが関数名とパラメータをシリアライズし、ネットワーク経由で送信します。サーバースタブはそれらをデシリアライズし、関数を実行し、同じプロセスを逆に辿って結果を返します。

モダンなWeb開発においてRPCが重要な理由

RPCは、アプリケーションの異なる部分がどのように通信するかを簡素化するため、Web開発に不可欠なものとなっています。HTTPリクエストを手動で作成してレスポンスを解析する代わりに、開発者はローカル関数と同じように自然にリモート関数を呼び出すことができます。

フロントエンド・バックエンド間の通信

Webアプリケーションでは、RPCによりJavaScriptフロントエンドとバックエンドサービス間のシームレスな通信が可能になります。すべての操作に対してRESTエンドポイントを構築するのではなく、フロントエンドが直接呼び出せるプロシージャを定義します。

マイクロサービスと分散システム

RPCは、サービスが頻繁に通信する必要があるマイクロサービスアーキテクチャで真価を発揮します。各サービスは、他のサービスが呼び出せるプロシージャとしてその機能を公開し、シンプルな統合パターンを維持しながら関心事の明確な分離を実現します。

モダンなRPCフレームワーク

いくつかのフレームワークにより、リモートプロシージャコールの実装が簡単になります:

**gRPC**は、効率的なバイナリシリアライゼーションにProtocol Buffersを使用し、トランスポートにHTTP/2を使用します。双方向ストリーミングと複数のプログラミング言語にわたる強力な型付けが必要な高性能マイクロサービスに最適です。

JSON-RPCは、HTTP経由のJSONペイロードでシンプルさを保ちます。軽量で人間が読みやすく、生のパフォーマンスよりもシンプルさを優先するWebアプリケーションに最適です。

XML-RPCは、広く採用された最初のRPCプロトコルの1つでした。現在ではあまり一般的ではありませんが、レガシーシステムや最大限の互換性が必要な状況ではまだ見られます。

RPC vs REST vs GraphQL: 適切なアプローチの選択

各通信パターンは異なるニーズに対応します:

RPCを使用する場合:

• アクション指向の操作(「calculateTax」や「sendEmail」など)が必要な場合
• パフォーマンスと低レイテンシが重要な場合
• クライアントとサーバーの両方を制御できる場合
• 操作がCRUD操作にきれいにマッピングされない場合

RESTを使用する場合:

• リソース指向のAPIを構築している場合
• 標準的なHTTPキャッシングが必要な場合
• Webツールとの幅広い互換性が重要な場合
• APIが未知のサードパーティによって使用される場合

GraphQLを使用する場合:

• クライアントが柔軟なデータクエリを必要とする場合
• 複雑でネストされたデータ構造を扱っている場合
• 異なるクライアントが異なるデータ形状を必要とする場合
• フロントエンドチームがレスポンス形式を制御したい場合

RPCの利点と課題

利点

シンプルさ: RPCはリモート呼び出しをローカルのように感じさせ、開発者の認知的負荷を軽減します。

パフォーマンス: gRPCのようなバイナリプロトコルは、テキストベースの代替手段よりも優れたパフォーマンスを提供し、ペイロードが小さく、解析が高速です。

抽象化: ネットワークの複雑さが隠蔽されるため、開発者は通信の詳細ではなくビジネスロジックに集中できます。

課題

密結合: RPCはRESTよりもクライアントとサーバー間に強い依存関係を作成します。プロシージャシグネチャの変更はクライアントを壊す可能性があります。

デバッグの複雑さ: リモート呼び出しがローカル呼び出しのように見えると、ローカル関数呼び出しには存在しないネットワーク障害、レイテンシ、部分的な障害を忘れがちです。

ネットワークレイテンシ: ローカル呼び出しの錯覚にもかかわらず、ネットワークラウンドトリップは依然として発生します。開発者は、特におしゃべりなインターフェースの場合、レイテンシを念頭に置いて設計する必要があります。

結論

リモートプロシージャコールは、特に内部サービス、マイクロサービスアーキテクチャ、またはパフォーマンスが重要なアプリケーションを構築する際に、Web開発の強力なパターンであり続けています。RESTとGraphQLは公開APIの構築や柔軟なデータクエリに優れていますが、RPCは制御するサービス間で特定の操作を実行するための最も直接的なパスを提供します。シンプルで高速なアクション指向の通信が必要な場合はRPCを選択してください—そして、最適なアーキテクチャは各パターンの強みを活用するために複数のパターンを組み合わせることが多いことを覚えておいてください。

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