Streaming APIs#
스트리밍 API는 서버에서 클라이언트로 데이터를 연속적인 흐름(stream) 형태로 전송하는 인터페이스이다. 전통적인 RESTful API가 요청-응답 패턴을 기반으로 하는 반면, 스트리밍 API는 지속적인 연결을 통해 실시간 데이터를 제공한다. 이러한 접근 방식은 데이터가 생성되는 즉시 클라이언트에게 전달할 수 있어 실시간성이 중요한 애플리케이션에 적합하다.
스트리밍 API의 기본 원리는 클라이언트와 서버 간에 한 번 연결을 수립한 후, 서버가 필요에 따라 데이터를 푸시하는 방식으로 동작하다. 이는 폴링(polling) 방식의 단점인 불필요한 요청과 네트워크 오버헤드를 극복할 수 있게 해준다.
스트리밍 API의 기술적 구현 방식#
스트리밍 API는 다양한 프로토콜과 기술을 통해 구현될 수 있다:
WebSocket#
WebSocket은 양방향 통신을 지원하는 프로토콜로, 스트리밍 API 구현에 가장 널리 사용된다.
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| // WebSocket을 사용한 스트리밍 API 연결 예시
const socket = new WebSocket('wss://api.example.com/stream');
// 연결 수립 시 이벤트
socket.onopen = function(event) {
console.log('스트리밍 연결이 수립되었습니다.');
// 구독 요청 보내기
socket.send(JSON.stringify({action: 'subscribe', channels: ['market-data']}));
};
// 데이터 수신 이벤트
socket.onmessage = function(event) {
const data = JSON.parse(event.data);
console.log('실시간 데이터 수신:', data);
// 수신된 데이터 처리 로직
};
// 오류 발생 시 이벤트
socket.onerror = function(error) {
console.error('스트리밍 오류:', error);
};
// 연결 종료 시 이벤트
socket.onclose = function(event) {
console.log('스트리밍 연결이 종료되었습니다:', event.code);
// 재연결 로직
};
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Server-Sent Events (SSE)#
SSE는 서버에서 클라이언트로의 단방향 통신을 위한 기술로, HTTP 연결을 유지하면서 이벤트를 스트리밍한다.
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| // SSE를 사용한 스트리밍 API 연결 예시
const eventSource = new EventSource('https://api.example.com/events');
// 이벤트 수신
eventSource.onmessage = function(event) {
const data = JSON.parse(event.data);
console.log('이벤트 데이터:', data);
// 데이터 처리 로직
};
// 특정 이벤트 타입 수신
eventSource.addEventListener('market-update', function(event) {
const marketData = JSON.parse(event.data);
console.log('시장 데이터 업데이트:', marketData);
// 시장 데이터 처리 로직
});
// 오류 처리
eventSource.onerror = function(error) {
console.error('SSE 오류:', error);
// 오류 처리 및 재연결 로직
};
// 연결 종료
function closeConnection() {
eventSource.close();
}
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HTTP Streaming#
장기 실행 HTTP 연결을 통해 데이터를 청크(chunk) 단위로 전송하는 방식이다.
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| // Fetch API를 사용한 HTTP 스트리밍 예시
fetch('https://api.example.com/stream', {
method: 'GET',
headers: {
'Accept': 'application/json'
}
})
.then(response => {
const reader = response.body.getReader();
const decoder = new TextDecoder();
function processStream({ done, value }) {
if (done) {
console.log('스트림 완료');
return;
}
// Uint8Array를 텍스트로 변환
const chunk = decoder.decode(value, { stream: true });
console.log('수신된 데이터 청크:', chunk);
// 다음 청크 처리
return reader.read().then(processStream);
}
return reader.read().then(processStream);
})
.catch(error => {
console.error('스트리밍 오류:', error);
});
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gRPC와 Protocol Buffers#
양방향 스트리밍을 지원하는 고성능 RPC 프레임워크로, 특히 마이크로서비스 아키텍처에서 효과적이다.
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| # Python에서 gRPC 스트리밍 서비스 구현 예시
import grpc
from concurrent import futures
import time
import market_data_pb2
import market_data_pb2_grpc
class MarketDataService(market_data_pb2_grpc.MarketDataServiceServicer):
def SubscribeToMarketData(self, request, context):
# 요청된 심볼에 대한 시장 데이터 스트림 생성
for symbol in request.symbols:
# 실시간 데이터를 가져오는 로직
while True:
# 데이터 생성 또는 가져오기
price = get_current_price(symbol)
yield market_data_pb2.MarketDataResponse(
symbol=symbol,
price=price,
timestamp=int(time.time())
)
time.sleep(1) # 1초마다 업데이트
def serve():
server = grpc.server(futures.ThreadPoolExecutor(max_workers=10))
market_data_pb2_grpc.add_MarketDataServiceServicer_to_server(
MarketDataService(), server)
server.add_insecure_port('[::]:50051')
server.start()
server.wait_for_termination()
if __name__ == '__main__':
serve()
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스트리밍 API의 주요 활용 분야#
스트리밍 API는 다양한 분야에서 실시간 데이터 처리를 위해 활용된다:
금융 서비스
금융 시장에서는 실시간 주가, 외환 환율, 암호화폐 가격 등의 데이터를 스트리밍 API를 통해 제공한다. 트레이딩 플랫폼, 금융 분석 도구, 알고리즘 트레이딩 시스템 등에서 필수적으로 사용된다.
소셜 미디어 및 뉴스 피드
트위터, 페이스북 등의 소셜 미디어 플랫폼은 스트리밍 API를 통해 실시간 게시물, 댓글, 좋아요 등의 활동 데이터를 제공한다. 이를 통해 소셜 미디어 모니터링, 감성 분석, 트렌드 파악 등이 가능하다.
IoT(사물인터넷)
센서 데이터, 텔레메트리, 장치 상태 등을 실시간으로 모니터링하고 분석하는 데 스트리밍 API가 활용된다. 스마트 홈, 산업 자동화, 건강 모니터링 등 다양한 IoT 애플리케이션에서 중요한 역할을 한다.
실시간 분석 및 모니터링
시스템 로그, 네트워크 트래픽, 사용자 행동 패턴 등의 데이터를 실시간으로 수집하고 분석하는 데 스트리밍 API가 사용된다. 이는 이상 감지, 성능 모니터링, 비즈니스 인텔리전스 등에 활용된다.
게임 및 실시간 협업 도구
멀티플레이어 게임에서의 게임 상태 업데이트, 실시간 협업 문서 편집, 화상 회의 등에서 스트리밍 API가 활용되어 사용자 간의 실시간 상호작용을 가능하게 한다.
스트리밍 API의 설계 고려사항#
효과적인 스트리밍 API를 설계할 때 고려해야 할 주요 사항들은 다음과 같다:
확장성(Scalability)
대량의 동시 연결을 처리할 수 있는 아키텍처가 필요하다. 수평적 확장이 가능한 설계와 로드 밸런싱 전략이 중요하다.
신뢰성(Reliability)
네트워크 중단이나 서버 장애에 대비한 재연결 메커니즘, 데이터 손실 방지 전략, 장애 복구 방안 등이 필요하다.
효율성(Efficiency)
대역폭 사용을 최적화하기 위해 데이터 압축, 불필요한 데이터 필터링, 효율적인 직렬화 방식 등을 고려해야 한다.
보안(Security)
인증 및 권한 부여, 데이터 암호화, 속도 제한, DDoS 공격 방지 등의 보안 기능이 필수적이다.
백프레셔(Backpressure) 처리
클라이언트가 처리할 수 있는 속도보다 서버에서 데이터를 빠르게 전송할 경우, 이를 조절하는 메커니즘이 필요하다.
스트리밍 API와 기존 API의 비교#
스트리밍 API와 전통적인 RESTful API 간의 주요 차이점은 다음과 같다:
특성 | 스트리밍 API | RESTful API |
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통신 방식 | 지속적인 연결을 통한 푸시 방식 | 요청-응답 방식 |
데이터 전송 | 실시간, 연속적 스트림 | 개별 요청마다 완전한 응답 |
지연 시간 | 낮음 (실시간 전송) | 상대적으로 높음 (요청 간격에 의존) |
네트워크 효율성 | 높음 (불필요한 요청 최소화) | 낮음 (폴링 시 중복 요청 발생) |
연결 상태 | 장기 연결 유지 | 요청마다 연결 수립 및 종료 |
확장성 도전 과제 | 다수의 동시 연결 관리 | 요청 처리량 관리 |
사용 사례 | 실시간 데이터, 이벤트 기반 시스템 | CRUD 작업, 정적 데이터 |
클라이언트 복잡성 | 상대적으로 높음 (연결 관리, 오류 처리) | 낮음 (단순 요청-응답 처리) |
서버 부하 특성 | 연결 유지에 따른 부하 | 요청 처리에 따른 부하 |
방화벽/프록시 호환성 | 제한적 (일부 환경에서 차단될 수 있음) | 높음 (HTTP 기반으로 널리 지원) |
용어 정리#
참고 및 출처#