GraphQL vs REST API
GraphQL vs REST API: 차이점과 비교 분석
→ API(Application Programming Interface)는 클라이언트와 서버 간의 데이터를 주고받는 중요한 다리 역할을 합니다. 전통적으로 많이 사용된 방식은 REST API(Representational State Transfer)지만, 최근에는 GraphQL이 주목받고 있습니다. 두 가지 방식 모두 각자의 장점과 단점이 존재하며, 프로젝트의 성격에 따라 적합한 방식이 달라집니다.
1. REST API란?
REST API는 HTTP 프로토콜을 기반으로 서버와 클라이언트 간의 데이터 송수신을 하는 방식입니다. 주로 GET, POST, PUT, DELETE와 같은 HTTP 메서드를 사용하여 클라이언트가 서버의 리소스를 요청하거나 변경할 수 있습니다.
특징:
- HTTP 메서드 기반: CRUD(생성, 읽기, 업데이트, 삭제) 작업을 HTTP 메서드에 따라 처리.
- 엔드포인트 중심: 각 엔드포인트는 하나의 리소스 또는 작업을 나타냄. 예를 들어,
/users는 사용자 목록을 반환하는 엔드포인트. - Stateless: 서버는 각 요청을 독립적으로 처리하며, 클라이언트의 상태를 유지하지 않음.
- JSON, XML 등 다양한 형식: 데이터를 다양한 포맷으로 주고받을 수 있음.
REST API의 장점:
- 표준화: REST는 HTTP의 기본 규칙을 따르므로, HTTP와 관련된 툴과 서버에서 쉽게 사용 가능.
- 캐싱: REST는 HTTP 프로토콜의 캐싱 메커니즘을 활용할 수 있어 성능 최적화에 유리.
- 분산 시스템에 적합: 리소스 중심의 구조 덕분에 대규모 분산 시스템에 적합.
REST API의 단점:
- 과도한 데이터 전송: 클라이언트가 필요로 하는 것보다 많은 데이터를 가져올 수 있음. 이를 Over-fetching이라고 함.
- 여러 엔드포인트 관리: 특정한 데이터 구조를 위해 여러 엔드포인트를 호출해야 할 수 있음.
- 유연성 부족: 클라이언트가 요청할 수 있는 데이터 구조가 서버에서 미리 정의됨.
2. GraphQL이란?
GraphQL은 2012년 Facebook에서 개발한 API 쿼리 언어입니다. REST와 달리 고정된 엔드포인트가 아닌 하나의 엔드포인트에서 클라이언트가 원하는 데이터만을 쿼리할 수 있는 방식을 제공합니다.
특징:
- 단일 엔드포인트: 모든 요청이 하나의 엔드포인트에서 처리됨. 클라이언트가 필요로 하는 데이터만 쿼리할 수 있음.
- 타입 시스템: GraphQL 스키마는 엄격한 타입 시스템을 사용하여 API의 구조를 정의함.
- 효율적 데이터 요청: 필요한 데이터만 가져올 수 있어 과도한 데이터 전송 문제를 해결.
GraphQL의 장점:
- Over-fetching과 Under-fetching 해결: 클라이언트가 원하는 데이터만 정확하게 요청할 수 있어, 데이터 낭비를 줄임.
- 단일 요청: 여러 리소스를 하나의 요청에서 처리 가능. 이를 통해 REST에서 발생할 수 있는 다중 엔드포인트 요청 문제를 해결.
- 유연성: 클라이언트가 요청하는 데이터의 구조를 자유롭게 정의할 수 있어 다양한 요구사항을 충족할 수 있음.
- 타입 시스템: 강력한 타입 시스템을 통해 API의 구조를 명확하게 정의하고, 클라이언트-서버 간 통신 오류를 줄일 수 있음.
GraphQL의 단점:
- 복잡한 서버 설정: REST API에 비해 GraphQL 서버는 초기 설정이 더 복잡할 수 있음.
- 캐싱 어려움: GraphQL은 REST처럼 HTTP 캐싱을 쉽게 사용할 수 없어, 별도의 캐싱 전략이 필요함.
- 오버헤드 발생 가능: 클라이언트가 과도하게 복잡한 쿼리를 요청할 경우, 서버에 부담이 될 수 있음.
3. REST vs GraphQL: 비교 분석
| 특징 | REST API | GraphQL |
|---|---|---|
| 엔드포인트 구조 | 여러 엔드포인트에서 각 리소스에 대한 요청 처리 | 단일 엔드포인트에서 모든 요청 처리 |
| 데이터 전송 방식 | 고정된 형식의 응답, 클라이언트는 정해진 형식에 따라 데이터 수신 | 원하는 데이터만 쿼리할 수 있어 과도한 데이터 전송 방지 |
| 캐싱 | HTTP 캐싱을 쉽게 활용 가능 | HTTP 캐싱 활용이 어려워 별도의 캐싱 전략 필요 |
| 타입 시스템 | 없음 | 강력한 타입 시스템을 통해 API 구조 명확히 정의 |
| 설정 복잡성 | 간단한 초기 설정 | 초기 설정이 복잡할 수 있음 |
| 성능 최적화 | 불필요한 데이터 전송이 있을 수 있음 | 필요한 데이터만 쿼리할 수 있어 네트워크 최적화 가능 |
| 사용 사례 | 표준화된 분산 시스템, 리소스 기반 API에 적합 | 데이터 관계가 복잡하고, 다양한 요구사항을 가진 클라이언트에 적합 |
4. 각 방식의 사용 사례
REST API가 적합한 경우:
- 단순한 데이터 구조: 기본적인 CRUD 기능을 제공하는 간단한 API라면 REST가 더 적합할 수 있습니다.
- HTTP 프로토콜의 기능을 적극적으로 활용해야 하는 경우: HTTP 캐싱이나 상태 코드 관리가 중요한 경우 REST가 유리합니다.
- 규모가 큰 분산 시스템: 여러 리소스를 다양한 엔드포인트로 나누어 관리하는 대규모 분산 시스템에 적합합니다.
GraphQL이 적합한 경우:
- 복잡한 데이터 관계: GraphQL은 여러 관계를 가진 복잡한 데이터 모델을 관리하는 데 적합합니다. 예를 들어, 사용자, 게시글, 댓글 등 여러 리소스가 연결된 소셜 네트워크 같은 애플리케이션에서 유용합니다.
- 다양한 클라이언트 요구사항: 모바일, 웹, 데스크톱 클라이언트가 각기 다른 데이터 구조를 필요로 할 때, GraphQL은 이를 유연하게 처리할 수 있습니다.
- 효율적인 데이터 전송이 필요한 경우: 클라이언트가 필요한 데이터만 쿼리할 수 있기 때문에 데이터 낭비를 줄일 수 있습니다.
5. 보안 측면에서의 비교
REST와 GraphQL 모두 보안에 대한 고려가 필요하지만, 각 방식에 따라 접근해야 하는 보안 전략이 다릅니다.
5.1 REST API 보안
- 인증 및 권한 부여: 일반적으로 OAuth, JWT 토큰, API 키를 사용하여 보안을 유지하며, 각 엔드포인트에 대한 접근 권한을 별도로 관리할 수 있습니다.
- HTTP 메서드 기반의 보안: REST API는 각 메서드(
GET,POST,PUT,DELETE)에 대해 권한을 설정할 수 있어, 특정 리소스에 대한 접근을 제한하는 것이 용이합니다. - 속도 제한: 특정 시간 내에 허용되는 요청 수를 제한하여 DoS 공격을 방지하는 등 속도 제한(rate limiting)을 쉽게 적용할 수 있습니다.
5.2 GraphQL 보안
- 인증 및 권한 부여: GraphQL도 JWT 토큰이나 OAuth 등을 통해 보안을 유지할 수 있지만, 필드 수준의 세밀한 권한 관리를 위해 추가적인 노력이 필요합니다.
- 복잡한 쿼리 문제: 클라이언트가 복잡한 쿼리를 요청할 경우 서버에 부담을 줄 수 있으므로, 쿼리 깊이 제한(query depth limiting)이나 쿼리 비용 분석(query cost analysis)을 통해 방어해야 합니다.
- 속도 제한: REST와 마찬가지로 속도 제한을 적용할 수 있지만, 단일 엔드포인트에서 모든 요청이 처리되기 때문에 더욱 신중하게 관리해야 합니다.
6. 성능 최적화 전략 비교
6.1 REST API의 성능 최적화
- 캐싱: HTTP 캐싱을 활용하여 응답을 저장하고, 클라이언트가 동일한 데이터를 여러 번 요청하는 경우 서버 부하를 줄일 수 있습니다.
- CDN(Content Delivery Network): 정적 리소스(이미지, CSS, JavaScript 파일 등)를 캐시하고 제공하여 빠른 응답을 보장할 수 있습니다.
- 페이징(Pagination): 대량의 데이터를 한 번에 전송하지 않고 페이지 단위로 나누어 전송함으로써 클라이언트와 서버의 부하를 줄일 수 있습니다.
6.2 GraphQL의 성능 최적화
- 데이터 로더(DataLoader): GraphQL에서 발생하는 N+1 문제를 해결하기 위해 페이스북에서 만든
DataLoader를 사용하여 동일한 데이터를 배치 처리할 수 있습니다. - 지연 로딩(Lazy Loading): 필요하지 않은 데이터는 쿼리하지 않도록 설계하여 불필요한 데이터 전송을 최소화할 수 있습니다.
- 필드 수준 캐싱: 각 필드의 데이터를 캐싱하여 동일한 요청이 반복될 때 성능을 향상시킬 수 있습니다.
7. 버전 관리의 차이
7.1 REST API의 버전 관리
- REST API는 일반적으로 엔드포인트 URL에 버전을 포함하여
/v1/users,/v2/users와 같은 방식으로 버전을 관리합니다. - 새로운 버전을 출시할 때 기존 API는 유지되므로, 클라이언트는 필요한 시점에 새로운 버전으로 전환할 수 있습니다.
7.2 GraphQL의 버전 관리
- GraphQL은 하나의 엔드포인트를 사용하므로 버전 관리를 위해 별도의 엔드포인트를 생성하지 않습니다.
- 대신, 스키마를 점진적으로 발전시키는 방식으로 버전 관리를 수행합니다. 즉, 새로운 필드를 추가하거나 불필요한 필드는 점진적으로 폐기(Deprecation)하는 방식으로 API를 진화시킵니다.
8. 실제 사용 사례와 경험 공유
- GitHub API: GitHub은 REST API에서 GraphQL로 전환한 대표적인 사례입니다. 이를 통해 단일 요청으로 다양한 리소스에 접근할 수 있게 되었으며, 복잡한 데이터를 효율적으로 가져올 수 있게 되었습니다.
- Shopify: Shopify는 GraphQL을 도입하여 클라이언트가 필요한 데이터를 정확하게 가져올 수 있도록 지원하고 있으며, 다양한 디바이스에 맞춘 최적화된 데이터 제공을 실현하고 있습니다.
- Twitter API: 반면 Twitter는 REST API를 유지하고 있으며, 간단한 데이터 구조와 빠른 캐싱을 활용하여 높은 성능과 확장성을 유지하고 있습니다.
9. 최신 트렌드와 미래 전망
GraphQL과 REST API 모두 지속적으로 발전하고 있으며, 각 방식의 최신 트렌드와 미래 전망은 다음과 같습니다.
- GraphQL Federation: 마이크로서비스 환경에서 여러 GraphQL 서비스들을 통합하여 하나의 API로 노출할 수 있는 기능이 주목받고 있습니다. 이를 통해 마이크로 프론트엔드 및 백엔드 환경에서 더욱 유연한 통합이 가능해졌습니다.
- REST API의 OpenAPI/Swagger: REST API는 OpenAPI/Swagger를 활용하여 API 문서를 자동으로 생성하고, 개발자 간의 협업을 더욱 쉽게 해주는 표준화 도구가 꾸준히 사용되고 있습니다.
- 하이브리드 접근: 일부 기업들은 REST API와 GraphQL을 함께 사용하는 하이브리드 접근 방식을 도입하고 있습니다. REST의 단순성과 GraphQL의 유연성을 모두 활용하여 각 방식의 장점을 최대화하는 추세가 나타나고 있습니다.