API プロトコルの世界は近年成長を続けており、その中でも JSON-RPC は人気のある選択肢として際立っています。機能豊富で高速な Web サイトを構築したい開発者にとってお気に入りのツールとなっています。しかし、JSON とは正確には何で、組み合わせると RPC (リモート プロシージャ コール) がユニークになるのはなぜでしょうか?
JSON (JavaScript Object Notation の略) は、データを表現するための構造化された方法を提供し、処理を容易にします。 JavaScript をルーツとする JSON には、データを効率的に編成するための文字列、ブール変数、オブジェクト、NULL 文字などの要素が含まれています。
JSON の強みの 1 つは、複雑なデータを管理可能な構造に分解できることです。そのため、言語の壁を越えてさまざまなプログラミング言語での処理に適しています。 2000 年に Douglas Crockford によって導入された JSON は、サーバー間の通信と Web アプリケーション開発を促進する上で重要な役割を果たします。
JSON-RPC を理解する
JSON-RPC は JSON Remote Procedure Call の略で、クライアントとサーバー間のデータ交換を容易にする多用途プロトコルです。広く使用されている JavaScript Object Notation (JSON) を利用して情報をエンコードし、人間とコンピューターの両方にとって明確さを保証します。 JSON-RPC の中心となる概念は単純です。クライアントがサーバーにリクエストを送信し、サーバーがそれに応じて応答します。
暗号通貨の領域では、JSON-RPC が重要な役割を果たします。これにより、ウォレット アプリケーションが完全なノードと対話できるようになり、残高の確認やトランザクションの開始などのアクションが可能になります。たとえば、ウォレット アプリは JSON-RPC を使用して、アドレスから残高情報をリクエストしたり、ネットワーク経由でトランザクションをブロードキャストしたりできます。
JSON-RPC はシンプルだが強力なプロトコルで、特に暗号通貨業界で人気があります。ビットコインやイーサリアムなどの主要な仮想通貨との互換性を誇り、さまざまなアプリやウォレットサービスで広く使用されています。
JSON-RPC は、JSON とリモート プロシージャ コール用の世界的に認められたプロトコルを調和させます。迅速かつ簡単な開発が必要なシナリオに優れています。その軽量な性質と高速処理により、イーサリアム ノードと対話するのに理想的な選択肢となります。
JSON-RPC はトランスポートに依存せず、ソケットと HTTP の両方の通信に対応します。ブロックチェーン技術を活用したイーサリアムベースのソリューションの開発に威力を発揮します。
現在、JSON-RPC 1.0 と JSON-RPC 2.0 の 2 つの仕様があります。 JSON-RPC 1.0 の制限には、名前付きパラメーターの欠如と詳細なエラー メッセージが含まれます。これはピアツーピア通信方式に似ていました。
更新バージョンである JSON-RPC 2.0 では、これらの欠点が解決され、クライアント サーバー アーキテクチャが導入されました。また、トランスポートの独立性も実現し、名前付きパラメーターが追加され、フィールドが洗練されました。通知に ID は必要なくなりました。応答には結果またはエラーのみが含まれます。さらに、JSON-RPC 2.0 は拡張機能とより優れたエラー処理を提供します。
JSON-RPC の使用方法: 実践ガイド
JSON-RPC は、クライアントとサーバー間の通信を容易にする多用途のプロトコルです。 JSON-RPC を効果的に使用する方法についてのステップバイステップのガイドは次のとおりです。
クライアントがサーバーにリクエストする
1. まず、クライアントは JSON-RPC をサポートするサーバーにリクエストを送信します。この文脈では、クライアントとは、リモート システムから特定のメソッドに対するリクエストを受信するように設計されたソフトウェアを指します。
2. これらのリクエストには通常、配列やオブジェクトなどの構造化パラメータが含まれます。これらのパラメータの形式は、使用される JSON-RPC のバージョンによって異なります。
3. 使用されている JSON-RPC のバージョンに応じて、リモート システムはリクエストを処理し、さまざまなデータ出力をリクエスト元に返します。
JSON-RPC リクエストの主要な要素
メソッド:これは、呼び出すメソッドを表す文字列です。内部 RPC 呼び出しを目的とした「rpc」というプレフィックスが付いた予約されたメソッド名が存在することに注意することが重要であり、これらは安易に使用すべきではありません。
Params: JSON-RPC リクエストの 2 番目の要素は、渡すパラメータ値を含むオブジェクトまたは配列にすることができます。パラメータは呼び出しごとに呼び出されるわけではありません。
ID:これは、リクエストとレスポンスを照合するために割り当てられる一意の番号または文字列です。リクエストに対する応答が受信されない場合、ID は自動的に削除されます。
JSON-RPC 応答
JSON-RPC リクエストを受信すると、受信サーバーはそれを処理し、検証済みの応答を送信します。この応答は、次の 3 つの主要なコンポーネントで構成されます。
結果:応答の最初の部分には、呼び出されたメソッドによって返されたデータが含まれます。これは JSON-stat と呼ばれることが多く、エラーが発生した場合には存在しない可能性があります。
エラー: 2 番目のコンポーネントであるエラーは、メソッドの呼び出し中に問題が発生した場合に機能します。エラーを説明するコードとメッセージが含まれます。
応答 ID:応答が対応するリクエストを識別します。応答が必要ない場合、JSON-RPC は IDless リクエストのバージョンである通知を使用します。 JSON-RPC 1.0 では通知 ID は null ですが、バージョン 2.0 では完全に省略されます。
開発者はなぜ JSON-RPC を選択するのでしょうか?
JSON-RPC には制限があるにもかかわらず、開発者の間で好まれ続けており、特にブロックチェーン領域ではその制約が単純なシナリオで有利であることが証明されています。開発者が REST API よりも JSON-RPC を好むのには、次のような説得力のある理由があります。
データ処理制約の定義: JSON-RPC は、ネットワーク内のデータ処理制約を指定するツールとして機能します。この制約を定義できる機能により、データ管理がより明確になります。
高速処理のための軽量設計: JSON-RPC の軽量構造と高速処理により、Ethereum ノード経由でデータ転送を開始するための効率的なオプションになります。
トランスポートに依存しない: JSON-RPC は、特定のトランスポート モードまたはメソッドに関連付けられません。 HTTP およびソケットを介したブロックチェーンとの対話をシームレスにサポートし、通信方法に柔軟性を提供します。
Ethereum ベースのソリューションに最適: JSON-RPC は、ブロックチェーン テクノロジーを活用した Ethereum ベースのソリューションの開発に特に適しています。その多用途性とイーサリアム ノードとの互換性により、これは当然の選択となります。
ブロックチェーンへの JSON-RPC の実装: ステップバイステップ ガイド
JSON-RPC をブロックチェーンに統合したいとします。その場合、プロセスには、ブロックチェーン ノード上に JSON-RPC サーバーをセットアップし、Web3 プロバイダーを介してクライアントが JSON-RPC API にアクセスできるようにすることが含まれます。ブロックチェーンに JSON-RPC を実装する方法の詳細な内訳は次のとおりです。
JSON-RPCサーバーの構成
JSON-RPC を実装する最初のステップは、ブロックチェーン ノード上に JSON-RPC サーバーを確立することです。このプロセスには、受信 JSON-RPC リクエストを受信できるようにノードを構成することが含まれます。リクエストは、選択したトランスポート プロトコルに応じて HTTP または WebSocket 経由で送信できます。
PC JSON-R メソッドの定義
サーバーを構成した後の次のタスクは、ノードがサポートする JSON-RPC メソッドを定義することです。これには、必要な機能をブロックチェーン ノード コードに統合し、JSON-RPC API 経由でアクセスできるようにすることが含まれます。たとえば、これらの方法には次のようなものがあります。
eth_sendTransaction:トランザクションの送信を容易にします。
eth_getTransactionByHash:一意のハッシュによるトランザクションの取得を有効にします。
eth_getBlockByNumber:番号を使用して特定のブロックを取得しやすくします。
JSON-RPC サーバーをセットアップし、これらのメソッドを定義すると、ブロックチェーン ノードとのシームレスな通信と対話の基盤が確立され、ユーザーがブロックチェーン ネットワーク上でさまざまな重要な操作を実行できるようになります。
Web3 プロバイダーを介してクライアントを JSON-RPC API に接続する
クライアントが JSON-RPC API にアクセスできるようにするために、クライアント アプリケーションとブロックチェーン ノードを接続する JavaScript ライブラリである Web3 プロバイダーを使用します。この Web3 プロバイダーは、標準化された方法で JSON-RPC リクエストを送受信するプロセスを簡素化します。
Ethereum 用の Web3.js、Python 用の Web3.py、Java 用の Web3j など、さまざまな Web3 プロバイダーがブロックチェーン プラットフォームに対応しています。これらのプロバイダーは、Web アプリやモバイル アプリなどのクライアント側アプリケーションから、分散型アプリケーション (dApps) やブロックチェーン エクスプローラーなどのサーバー側アプリケーションに至るまで、さまざまなアプリケーション環境で使用できます。
接続を確立するには、通常、Web3 プロバイダーには次のパラメータが必要です。
JSON-RPC サーバー URL:これは、ブロックチェーン ノード上の JSON-RPC サーバー エンドポイントです。
ネットワーク ID または名前:アクセスされている特定のブロックチェーン ネットワークを識別します。
トランザクションに署名するためのアカウント (該当する場合):トランザクションが関与する場合、トランザクションに署名するためのアカウントが指定されます。
デフォルトのガス制限とガス価格 (該当する場合):これらのパラメーターは、トランザクション コスト制限を設定します。
これらの詳細を使用して Web3 プロバイダーを構成すると、クライアント アプリケーションはそのメソッドを使用できるようになります。これらのメソッドを使用すると、クライアントは JSON-RPC リクエストをブロックチェーン ノードに送信し、リクエストされたデータを含む応答を受信できます。このシームレスな相互作用により、ブロックチェーン ネットワーク内の幅広い操作が容易になります。
ノードコードでの JSON-RPC リクエストの処理
JSON-RPC サーバーを正常に構成して起動したら、次の重要なステップは、受信した JSON-RPC リクエストを適切に処理するようにノード コードを構成することです。これには、受信リクエストをリッスンし、関連するメソッドを効果的に実行するメカニズムを確立することが含まれます。
JSON-RPC リクエストは通常、HTTP または WebSocket 経由で送信され、いくつかの必須フィールドで構成されます。
「id」:リクエストの一意の識別子。
「jsonrpc」:使用される JSON-RPC プロトコルのバージョンを示します。
「メソッド」:実行するメソッドを指定します。
「params」:メソッドに渡す関連パラメータがすべて含まれます。
ノード コード内では、受信リクエストを厳密に検証することが重要です。この検証プロセスでは、リクエストに正当なメソッド名と有効なパラメータ (必要な場合) が含まれていること、およびクライアントがリクエストを開始する権限を持っていることを確認します。
検証が成功すると、ノード コードは対応するメソッドを正確に実行します。次に、要求された情報を含む応答を作成するか、実行されたアクションの結果を送信して、顧客に伝えます。
ノード コード内での JSON-RPC リクエストのこの細心の注意を払った処理により、ブロックチェーン エコシステム内での効率的かつ安全な対話が促進されます。
分散処理におけるリモート プロシージャ コール (RPC) について理解する
JSON RPC 例の本質を捉えるには、分散処理におけるリモート プロシージャ コール (RPC) の概念を深く掘り下げ、その仕組みを理解することが不可欠です。 RPC は、別個のアドレス空間 (多くの場合、ネットワーク内の別のコンピューター) にあるサブルーチンまたはプロシージャを実行するためのコンピューター プログラムの方法論を指します。
プログラマは、ローカル プロシージャ コールの場合と同じようにリモート プロシージャ コールのコーディングに取り組むことができるため、サブルーチンがローカルにデプロイされるかリモートにデプロイされるかに関係なく、柔軟にサブルーチンを実装できます。驚くべきことに、プログラマは、RPC をローカルに実装するかリモートに実装するかを明示的に指定する必要はありません。
RPC (リモート プロシージャ コール) はプロセス間通信の形式を構成し、「JSON-RPC はどのように機能するのか?」という疑問を明らかにします。 RPC の仕組みを調べます。これらの呼び出しは、さまざまなプロセスで共有されるデータの独立した管理を容易にするために、オペレーティング システムによって提供されるメカニズムに依存します。
各プロセスは、仮想および物理に分類された独自のアドレス空間内で動作します。同じマシンまたは物理空間内のプロセスは、物理アドレスが一致している場合でも、一意の仮想アドレス空間を持ちます。対照的に、別のホストの場所にあるプロセスは、別個の物理スペースを占有します。
RPC (リモート プロシージャ コール) がどのように機能するかを理解します。
「JSON-RPC形式とは何か？」の本質を理解するリクエストとレスポンス、またはリクエストとレスポンスのプロセスをより深く理解する必要があります。このプロセスは、「サーバー」と「クライアント」に分類されるプロセスが占有する異なるアドレス内で行われます。
RPC がどのように機能するかを理解するには、クライアントとサーバーの関係を識別する必要があります。 RPC シナリオでは、クライアントはリモート プロシージャ コールの開始者として機能します。
クライアントは、リクエスト メッセージをサーバーに送信することでこのプロセスを開始します。サーバーは、特定のパラメーターを使用してプロシージャを実行し、クライアントに応答を送信するタスクを持ちます。
興味深いことに、「JSON-RPC はどのように機能するのですか?」という質問に対する答えが得られます。クライアントサーバーモデルを中心に展開します。クライアントとサーバー間のこのやり取りは、JSON RPC プロトコルがどのように機能するかを理解するための基礎を形成します。 JSON-RPC の基礎であるクライアントとサーバーの対話について詳しく見てみましょう。
この対話には、非同期または同期の 2 つの形式があります。同期プロセスと非同期プロセスの両方が JSON-RPC の基盤として機能し、スマート コントラクト関連タスク用の Ethereum JSON RPC、Ethereum Virtual Machine、Solidity など、さまざまなドメインでアプリケーションを見つけられます。
クライアントとサーバーの対話では、クライアントが呼び出し元の役割を引き受け、サーバーが実行者として機能します。 RPC は、このクライアント/サーバー対話モデルを使用し、要求/応答システムを使用してメッセージの交換を容易にします。
JSON-RPC を使用する利点
JSON-RPC は、ユーザーに次のような多くのメリットを提供する革新的なプロトコルです。
シンプルさ
JSON-RPC は REST に比べて非常にシンプルです。人間にとっても機械にとっても理解しやすいです。複雑なコマンドやわかりにくいデータセットが必要ないため、開発者、特に初心者にとって優れた選択肢となります。 Unicode の使用、簡潔な構文、および名前付きフレーズや特定のキーワードを使用してデータを処理する機能が、その簡素化に貢献しています。
開発の迅速化
JSON-RPC により、開発プロセスが簡素化されます。そのリソースはシンプルな方法で表示され、アプリケーション開発に必要な時間と労力を削減します。この迅速な開発サイクルにより、プロジェクトの市場投入までの時間が大幅に短縮され、緊急の開発ニーズに最適な選択肢となります。
効率的な情報交換
JSON-RPC は、タイムリーで効率的な情報交換を保証します。サーバーまたはクライアントからの応答を待たずに、通知と複数の呼び出しをサポートします。メッセージ要求が行われると、JSON-RPC はそれを宛先に確実に配信し、ソフトウェア コンポーネント間の効果的な通信を促進します。
API パフォーマンスの向上
JSON-RPC を使用すると、基礎となるプロトコルから独立した API を作成できます。この独立性により、特に HTTP を TCP などのより効率的なプロトコルに置き換える場合に、API のパフォーマンスが向上し、オーバーヘッドが削減されます。
リクエスト結果のクリア
JSON-RPC は、理解しやすく、処理しやすい、一目瞭然のリクエスト結果を提供します。バッチリクエストの作成、HTTP ボディの説明、パラメータの受け渡しなどのタスクは、JSON-RPC を使用して簡素化されます。
幅広い伝送サポート
JSON-RPC はストリーミングが容易で、XMPP、WebSocket、SFTP、SSH、SCP などのプラットフォームをサポートします。この多用途性により、高速で直感的でデバッグが簡単な API の開発が促進されます。さらに、JSON-RPC は、リクエストされたコンテンツを送信プロセスから切り離して保持し、リクエスト エラー、データ、警告がリクエスト ペイロードを介して送信されることを保証します。
結論
JSON-RPC (JSON Remote Procedure Call) は、クライアントとサーバー間でデータを交換するための多用途プロトコルです。 JSON (JavaScript Object Notation) のシンプルさと明確さを利用して、ブロックチェーン、Web 開発などを含むさまざまなアプリケーションでの効率的な通信を促進します。
JSON-RPC には、シンプルさ、迅速な開発、効率的な情報交換、API パフォーマンスの向上、正確なリクエスト結果、広範なブロードキャスト サポートなど、数多くの利点があります。使いやすさと、さまざまなプログラミング言語やプラットフォームとの互換性により、開発者の間で人気の選択肢となっています。