gRPC ও GraphQL — মডার্ন API প্যারাডাইম

১ · REST-এর সমস্যা — Over-fetching ও Under-fetching

L06-এ আমরা REST API ডিজাইন শিখেছি — প্রতিটি রিসোর্সের একটি নির্দিষ্ট এন্ডপয়েন্ট থাকে (যেমন GET /users/42), এবং সার্ভার সেই এন্ডপয়েন্টের জন্য পূর্বনির্ধারিত একটি ডেটা স্ট্রাকচার ফেরত দেয়। সমস্যাটা এখানেই — Over-fetchingOver-fetchingক্লায়েন্ট একটি API কল করে যতটুকু ডেটা আসলে দরকার তার চেয়ে অনেক বেশি ফিল্ড ফেরত পায় — যেমন শুধু ইউজারের নাম দরকার হলেও পুরো প্রোফাইল অবজেক্ট চলে আসে। হলো যখন ক্লায়েন্ট (ধরুন একটি মোবাইল অ্যাপের হোমপেজ, যেখানে শুধু ইউজারের নাম দেখানো দরকার) একটি এন্ডপয়েন্ট কল করে, কিন্তু সার্ভার ইমেইল, ফোন নম্বর, ঠিকানা, জন্মতারিখ — সব ফিল্ডসহ পুরো ইউজার অবজেক্ট ফেরত দেয়। মোবাইল নেটওয়ার্কে এই অপ্রয়োজনীয় ডেটা ব্যান্ডউইথ ও ব্যাটারি নষ্ট করে।

উল্টো সমস্যাও আছে — under-fetching, যখন একটি স্ক্রিন দেখাতে একাধিক রিসোর্সের ডেটা লাগে (যেমন ইউজারের প্রোফাইল + তার সাম্প্রতিক পোস্ট + তার ফলোয়ার সংখ্যা), কিন্তু REST-এ প্রতিটির জন্য আলাদা এন্ডপয়েন্ট কল করতে হয় — ৩টি নেটওয়ার্ক রাউন্ড-ট্রিপ, প্রতিটির নিজস্ব লেটেন্সি।

২ · GraphQL — ক্লায়েন্ট বলে দেয় কী চাই

GraphQLGraphQLএকটি কোয়েরি ভাষা ও রানটাইম যেখানে একটি মাত্র এন্ডপয়েন্টে ক্লায়েন্ট নিজে বলে দেয় ঠিক কোন ফিল্ড এবং কোন সম্পর্কিত রিসোর্স দরকার — সার্ভার শুধু সেগুলোই ফেরত দেয়। REST-এর বদলে একটি একক এন্ডপয়েন্ট (সাধারণত POST /graphql) ব্যবহার করে। ক্লায়েন্ট একটি "কোয়েরি" পাঠায় যাতে লেখা থাকে ঠিক কোন ফিল্ডগুলো দরকার — সার্ভারের resolver ফাংশনগুলো সেই কোয়েরি অনুযায়ী শুধু চাওয়া ডেটা জোগাড় করে ফেরত দেয়। এর ফলে over-fetching প্রায় শূন্যে নেমে আসে, আর একাধিক সম্পর্কিত রিসোর্স এক কলেই আনা যায় (under-fetching সমাধান)।

৩ · gRPC — ইন্টারনাল সার্ভিসের জন্য দ্রুততম পথ

gRPCgRPCGoogle-এর তৈরি একটি রিমোট প্রসিডিউর কল (RPC) ফ্রেমওয়ার্ক — HTTP/2-এর উপর চলে এবং ডেটা সিরিয়ালাইজ করে Protocol Buffers নামের বাইনারি ফরম্যাটে, যা JSON টেক্সটের চেয়ে ছোট ও দ্রুত পার্স হয়। REST বা GraphQL — দুটোই সাধারণত JSON (টেক্সট) ব্যবহার করে, যা মানুষের পড়ার জন্য সুবিধাজনক কিন্তু তুলনামূলক ভারী। gRPC বাইনারি Protocol Buffers ব্যবহার করে — অনেক ছোট পেলোড, দ্রুত সিরিয়ালাইজেশন/ডিসিরিয়ালাইজেশন, এবং স্ট্রং টাইপড স্কিমা (একটি .proto ফাইলে ফাংশন সিগনেচার আগে থেকে সংজ্ঞায়িত)। এটি HTTP/2-এর উপর চলার কারণে স্ট্রিমিংও সাপোর্ট করে — ক্লায়েন্ট বা সার্ভার একবার কানেকশন খুলে ধারাবাহিকভাবে বার্তা আদান-প্রদান করতে পারে।

সমস্যা হলো — বাইনারি ফরম্যাট ব্রাউজার-নেটিভ নয় (ব্রাউজার সহজে JSON পড়তে পারে, raw protobuf নয়), তাই gRPC মূলত ইন্টারনাল মাইক্রোসার্ভিস-টু-মাইক্রোসার্ভিস কমিউনিকেশনে ব্যবহৃত হয় (M7-এ মাইক্রোসার্ভিস আর্কিটেকচার দেখব), যেখানে ব্রাউজার কম্প্যাটিবিলিটির দরকার নেই — শুধু গতি ও টাইপ-সেফটি দরকার।

৪ · কোড দিয়ে দেখা — Over-fetching বনাম ফিল্ড-ফিল্টারিং

নিচে একটি সরল সিমুলেশন — rest_get_user() সবসময় ইউজারের সব ফিল্ড ফেরত দেয় (REST-এর সাধারণ আচরণ), আর graphql_get_user(fields) শুধু ক্লায়েন্টের চাওয়া ফিল্ডগুলো ফিল্টার করে ফেরত দেয়। পেলোডের আকার তুলনা করে দেখা যাক over-fetching বাস্তবে কতটা অপচয় ঘটায়।

def rest_get_user(user_id):
    # REST: সবসময় ইউজারের সব ফিল্ড ফেরত দেয়, ক্লায়েন্ট যা-ই চাক না কেন
    return {
        "id": user_id,
        "name": "Rahim Uddin",
        "email": "rahim@example.com",
        "phone": "+8801712345678",
        "address": "Dhaka, Bangladesh",
        "date_of_birth": "1995-04-12",
        "profile_picture_url": "https://cdn.example.com/u/42.jpg",
        "bio": "সফটওয়্যার ইঞ্জিনিয়ার, সিস্টেম ডিজাইন পড়তে ভালোবাসি।",
        "followers_count": 1240,
        "following_count": 180,
        "created_at": "2020-01-15T10:00:00Z",
        "last_login": "2026-07-29T22:10:00Z",
    }

def graphql_get_user(user_id, fields):
    # GraphQL: শুধু ক্লায়েন্টের চাওয়া ফিল্ডগুলো ফিল্টার করে ফেরত দেয়
    full_record = rest_get_user(user_id)
    return {f: full_record[f] for f in fields if f in full_record}

# হোমপেজে শুধু নাম ও ফলোয়ার সংখ্যা দেখাতে হবে
requested_fields = ["id", "name", "followers_count"]

rest_payload = rest_get_user(42)
graphql_payload = graphql_get_user(42, requested_fields)

print("=== REST রেসপন্স (সব ফিল্ড, চাওয়া হয়নি এমন ফিল্ডসহ) ===")
print(rest_payload)
print(f"মোট ফিল্ড সংখ্যা: {len(rest_payload)}")

print("\n=== GraphQL রেসপন্স (শুধু চাওয়া ৩টি ফিল্ড) ===")
print(graphql_payload)
print(f"মোট ফিল্ড সংখ্যা: {len(graphql_payload)}")

rest_size = len(str(rest_payload))
graphql_size = len(str(graphql_payload))
print(f"\nআনুমানিক পেলোড আকার (characters) — REST: {rest_size}, GraphQL: {graphql_size}")
print(f"GraphQL পেলোড প্রায় {rest_size / graphql_size:.1f}x ছোট")