Protobuf란 무엇인가? – 사용 사례와 실무 사용법

✨ Protobuf란?

Protocol Buffers(약칭: Protobuf)는 Google이 개발한 데이터 직렬화(serialization) 포맷입니다.
간단히 말하면, 데이터를 작고 빠르고 확장 가능하게 표현하고 전송하기 위한 바이너리 기반 데이터 교환 포맷입니다.

JSON보다 작고, XML보다 빠르며, 다양한 언어에서 사용할 수 있는 "데이터의 공통 언어"입니다.

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🚀 어디에 사용될까? – 사용 사례

1. 마이크로서비스 간 통신

• 다양한 언어로 작성된 마이크로서비스 간의 효율적인 데이터 교환.
• 예: Python으로 작성된 서버가 Go 기반 서비스에 요청을 보낼 때.

2. gRPC 기반 API

• Google이 만든 고성능 RPC 프레임워크 gRPC에서 Protobuf는 기본 메시지 포맷입니다.
• JSON 대신 Protobuf를 사용해 빠르고 타입 안정성 있는 API 통신 가능.

3. IoT 및 엣지 디바이스

• 네트워크 대역폭이 제한적인 환경에서 압축률이 뛰어난 Protobuf가 효과적.
• 센서 데이터, 로그 스트리밍 등에 활용.

4. 모바일 앱과 서버 간 통신

• REST + JSON 구조보다 더 빠르고 데이터 크기가 작아지므로, 모바일 앱의 반응속도 향상.

5. 데이터 저장 포맷

• NoSQL/DB 또는 로그 시스템에 바이너리 형태로 데이터를 저장할 때도 사용 가능.

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🔧 어떻게 사용하는가? – 실전 사용법 (Python 기준)

1. .proto 파일로 데이터 구조 정의

// file: task.proto
syntax = "proto3";

message TaskRequest {
  string type = 1;
  string agent = 2;
  Payload payload = 3;
}

message Payload {
  string text = 1;
  string lang = 2;
}

• message는 객체 개념
• 각 필드는 타입 이름 = 고유 번호 형태로 정의
• 번호는 필드 순서가 아니라, 데이터 포맷의 식별자 역할

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2. Python 코드 자동 생성

# protoc 컴파일러 설치 필요
protoc --python_out=. task.proto

• 실행 결과: task_pb2.py 자동 생성
• 이 파일에는 TaskRequest, Payload 클래스가 정의됨

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3. Python에서 사용하기

▶ 객체 생성 및 값 할당

import task_pb2

req = task_pb2.TaskRequest()
req.type = "task_request"
req.agent = "translator"
req.payload.text = "hello"
req.payload.lang = "ko"

▶ 직렬화 (전송용 바이너리 변환)

data = req.SerializeToString()

▶ 역직렬화 (받은 바이너리 → 객체로 복원)

req2 = task_pb2.TaskRequest()
req2.ParseFromString(data)
print(req2.payload.text)  # 출력: hello

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📌 Protobuf vs JSON 간단 비교

항목	Protobuf	JSON
포맷	바이너리	텍스트
크기	작음	큼
속도	빠름	느림
타입 안전성	높음 (스키마 기반)	낮음
인간 가독성	없음	있음
버전 관리	용이	수동 처리 필요

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gRPC, 마이크로서비스, IoT, 모바일 통신 등 현대적인 분산 시스템에서 점점 더 많이 활용되고 있습니다.

초기에 설정이 조금 복잡하더라도, 한 번 익혀두면 JSON보다 훨씬 강력한 도구가 되어줍니다.

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