gRPC 란 무엇인가? gRPC 활용 사례와 구현 방법

🚀 gRPC란 무엇이고, 어떻게 실무에서 활용되는가?

1️⃣ 실무 활용 사례: 왜 gRPC인가?

gRPC는 단순히 "빠른 API" 기술을 넘어, 현대적인 소프트웨어 시스템에서 다양한 실시간 통신 문제를 해결하는 핵심 도구로 떠오르고 있습니다. 특히 양방향 스트리밍 기능은 기존의 REST API로는 구현이 어렵거나 비효율적인 통신을 자연스럽게 구현할 수 있게 해줍니다.

💬 1. 실시간 채팅 시스템

• Slack, Zoom, Discord와 같은 메시징 서비스는 사용자 간의 메시지를 지연 없이 주고받아야 합니다.
• gRPC의 양방향 스트리밍은 클라이언트와 서버가 하나의 연결을 유지하면서 동시에 메시지를 주고받을 수 있게 해줍니다.

📡 2. IoT 실시간 모니터링

• 센서가 서버에 지속적으로 데이터를 보내고, 서버는 실시간 제어 신호를 다시 센서로 전송합니다.
• 예: 스마트 공장, 드론 제어 시스템, 헬스케어 모니터링 등

🎮 3. 멀티플레이어 게임 서버

• 플레이어 간 위치, 상태, 이벤트 동기화가 밀리초 단위로 이루어져야 하는 환경에서는, gRPC 스트리밍이 REST보다 훨씬 적합합니다.

🎙️ 4. 실시간 음성/텍스트 처리

• 사용자의 마이크 입력을 지속적으로 보내고, 서버는 실시간으로 텍스트로 변환(STT).
• Google Speech-to-Text, Amazon Transcribe 등의 실제 서비스들이 gRPC 기반으로 구현되어 있음

💹 5. 금융 데이터 전송

• 실시간으로 주식 체결 정보, 시세 변동 등을 받아야 하는 금융 서비스는 gRPC를 통해 구독 기반 스트리밍 처리를 구현함

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2️⃣ gRPC란 무엇인가?

📦 정의

gRPC는 Google이 개발한 고성능 원격 프로시저 호출(Remote Procedure Call) 프레임워크입니다.
기존의 REST API 방식과 달리, 함수 호출처럼 서버의 메서드를 실행하고 결과를 받아올 수 있도록 설계되었습니다.

📌 특징 요약

항목	설명
데이터 포맷	JSON 대신 Protobuf (Protocol Buffers) 사용
속도	텍스트 기반보다 작고 빠름
연결 방식	HTTP/2 기반 – 하나의 연결로 여러 요청 처리
통신 패턴	요청-응답, 서버 스트리밍, 클라이언트 스트리밍, 양방향 스트리밍 지원
자동 코드 생성	.proto 파일로부터 다국어 클라이언트/서버 코드 자동 생성

📘 핵심 개념: .proto 파일

syntax = "proto3";

service Translator {
  rpc Translate (TextInput) returns (TextOutput);
}

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

message TextOutput {
  string translated_text = 1;
}

위와 같이 서비스(Translator) 와 메시지 구조를 정의하면, protoc 명령어를 통해 Python, Java, Go 등 다양한 언어로 자동 코드가 생성됩니다.

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3️⃣ Python으로 gRPC 구현하기 – 실전 예제

이제 실제로 gRPC 서버와 클라이언트를 Python으로 구현해보겠습니다.
우리가 구현할 예제는 다음과 같습니다:

🎯 목표: 클라이언트가 문자열을 보내면, 서버가 해당 문자열을 대문자로 바꿔서 돌려주는 간단한 서비스
→ SayHello("hello") → HELLO

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🧱 1단계: .proto 파일 작성

hello.proto 파일을 생성합니다:

syntax = "proto3";

service HelloService {
  rpc SayHello (HelloRequest) returns (HelloResponse);
}

message HelloRequest {
  string message = 1;
}

message HelloResponse {
  string message = 1;
}

• SayHello는 클라이언트가 메시지를 보내면 서버가 응답하는 단방향 RPC
• HelloRequest, HelloResponse는 요청/응답 메시지 구조

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⚙️ 2단계: Python 코드 자동 생성

① protoc 설치 (한 번만)

python -m pip install grpcio grpcio-tools

② 자동 생성 실행

python -m grpc_tools.protoc -I. --python_out=. --grpc_python_out=. hello.proto

실행 결과:

• hello_pb2.py (메시지 정의)
• hello_pb2_grpc.py (gRPC 서버/클라이언트 코드)

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🖥️ 3단계: gRPC 서버 구현

server.py:

from concurrent import futures
import grpc
import hello_pb2
import hello_pb2_grpc

class HelloService(hello_pb2_grpc.HelloServiceServicer):
    def SayHello(self, request, context):
        reply = request.message.upper()
        return hello_pb2.HelloResponse(message=reply)

def serve():
    server = grpc.server(futures.ThreadPoolExecutor(max_workers=10))
    hello_pb2_grpc.add_HelloServiceServicer_to_server(HelloService(), server)
    server.add_insecure_port('[::]:50051')
    server.start()
    print("Server started on port 50051.")
    server.wait_for_termination()

if __name__ == '__main__':
    serve()

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💻 4단계: gRPC 클라이언트 구현

client.py:

import grpc
import hello_pb2
import hello_pb2_grpc

def run():
    channel = grpc.insecure_channel('localhost:50051')
    stub = hello_pb2_grpc.HelloServiceStub(channel)
    response = stub.SayHello(hello_pb2.HelloRequest(message="hello grpc"))
    print("Response from server:", response.message)

if __name__ == '__main__':
    run()

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✅ 실행 순서

1. 서버 먼저 실행:
2. python server.py
3. 클라이언트 실행:
4. python client.py
5. 결과:
6. Response from server: HELLO GRPC

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🔁 Python으로 구현하는 gRPC 양방향 스트리밍 예제

🎯 목표 시나리오

클라이언트와 서버가 채팅하듯 동시에 메시지를 주고받는 구조를 만들어 봅니다.
클라이언트가 문장을 한 줄씩 보내면, 서버는 그것을 대문자로 바꿔서 바로바로 응답합니다.
여러 줄을 주고받는 동안 연결은 계속 유지됩니다.

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📦 1단계: .proto 파일 정의

chat.proto

syntax = "proto3";

service ChatService {
  rpc Chat(stream ChatMessage) returns (stream ChatMessage);
}

message ChatMessage {
  string sender = 1;
  string message = 2;
}

• rpc Chat(...) returns (...) 구조를 보면 양방향 스트리밍임을 알 수 있습니다.
• ChatMessage는 채팅의 기본 단위 메시지

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⚙️ 2단계: Python 코드 자동 생성

python -m grpc_tools.protoc -I. --python_out=. --grpc_python_out=. chat.proto

→ chat_pb2.py, chat_pb2_grpc.py 생성됨

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🖥️ 3단계: 서버 구현

chat_server.py

import grpc
from concurrent import futures
import time
import chat_pb2
import chat_pb2_grpc

class ChatService(chat_pb2_grpc.ChatServiceServicer):
    def Chat(self, request_iterator, context):
        for chat in request_iterator:
            print(f"[{chat.sender}]: {chat.message}")
            response = chat_pb2.ChatMessage(
                sender="Server",
                message=chat.message.upper()
            )
            yield response

def serve():
    server = grpc.server(futures.ThreadPoolExecutor(max_workers=10))
    chat_pb2_grpc.add_ChatServiceServicer_to_server(ChatService(), server)
    server.add_insecure_port('[::]:50051')
    server.start()
    print("Server listening on port 50051...")
    server.wait_for_termination()

if __name__ == '__main__':
    serve()

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💻 4단계: 클라이언트 구현

chat_client.py

import grpc
import chat_pb2
import chat_pb2_grpc

def generate_messages():
    sender_name = input("Enter your name: ")
    while True:
        msg = input("You: ")
        if msg.lower() == 'exit':
            break
        yield chat_pb2.ChatMessage(sender=sender_name, message=msg)

def run():
    channel = grpc.insecure_channel('localhost:50051')
    stub = chat_pb2_grpc.ChatServiceStub(channel)
    responses = stub.Chat(generate_messages())
    for res in responses:
        print(f"{res.sender}: {res.message}")

if __name__ == '__main__':
    run()

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🧪 실행 예시

1. 서버 실행
2. python chat_server.py
3. 클라이언트 실행
4. python chat_client.py
5. 사용 예
6. Enter your name: Alice You: hello Server: HELLO You: grpc is cool Server: GRPC IS COOL
7. 종료는 exit 입력으로.

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✅ 실무에서 이렇게 응용됩니다

실무 사례	활용 방식
실시간 채팅	사용자 메시지를 서버가 변형/중계
음성 처리	음성 스트림을 서버에 보내고, 실시간 텍스트로 받음
게임 서버	플레이어 상태를 스트리밍으로 주고받음
IoT 장비	센서 ↔ 제어 명령을 연속적으로 송수신

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🧠 마무리 요약

• gRPC 양방향 스트리밍은 단일 연결로 상호 작용하는 구조에 강력함
• yield를 통해 메시지를 실시간으로 주고받음
• REST API보다 효율적이고 반응성이 뛰어남

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