Eine Interface Definition Language (IDL) definiert die Schnittstelle, die Programme oder Systeme bei der Kommunikation miteinander verwenden sollen. IDLs werden verwendet, um die Typen, Methoden und Datenformate zu beschreiben, die zwei oder mehr Softwarekomponenten fรผr die Interaktion verwenden mรผssen, typischerweise รผber verschiedene Programmiersprachen oder vernetzte Umgebungen. Das Ziel einer IDL besteht darin, die Interoperabilitรคt durch die Bereitstellung einer klaren, sprachunabhรคngigen Schnittstellenspezifikation sicherzustellen.
IDLs sind besonders nรผtzlich in verteilten Systemen, in denen Komponenten auf unterschiedlichen Plattformen laufen oder in unterschiedlichen Programmiersprachen geschrieben sind. Durch die Definition von Schnittstellen in einer IDL kรถnnen Entwickler Code generieren, der die Kommunikation dieser verschiedenen Komponenten ermรถglicht. Diese nahtlose Kommunikation ist in vielen Bereichen von entscheidender Bedeutung, beispielsweise bei Webdiensten (unter Verwendung von WSDL fรผr SOAP oder GraphQL fรผr). APIs), Objektanforderungsbroker (wie CORBA) und Remoteprozeduraufrufe (RPC), einschlieรlich moderner Implementierungen wie gRPC.
Eine kurze Geschichte von IDL (Interface Definition Language)
Das Konzept der Interface Definition Languages โโ(IDLs) hat sich parallel zur Entwicklung des verteilten Rechnens und dem Bedarf an unterschiedlichen Kommunikationssystemen weiterentwickelt. Die Geschichte der IDLs ist mit der Entwicklung der Computernetzwerke verknรผpft. Remoteprozeduraufrufe (RPC)und objektorientierte Programmierung.
Die Wurzeln von IDL lassen sich auf die Entwicklung von RPC-Mechanismen (Remote Procedure Call) in den 1970er Jahren zurรผckfรผhren. RPC ermรถglichte die Ausfรผhrung von Funktionen auf einem Remote-System, als wรคren sie lokal, was eine Mรถglichkeit zur Definition der Schnittstellen fรผr diese Remote-Funktionen erforderte.
In den 1980er Jahren begannen Technologien wie Suns RPC, die Verwendung von IDLs zur Definition der Schnittstellen fรผr Remote-Prozeduraufrufe zu formalisieren. Sun RPC nutzte eine IDL, um die Datentypen und Signaturen fรผr Remote-Funktionen anzugeben und so die Kommunikation verschiedener Systeme รผber ein Netzwerk zu ermรถglichen.
Die Object Management Group (OMG) fรผhrte Ende der 1980er Jahre die Common Object Request Broker Architecture (CORBA) ein. CORBAs IDL ermรถglichte die Definition von Schnittstellen fรผr Objekte, die aus der Ferne aufgerufen werden konnten, und spielte eine entscheidende Rolle bei der Einfรผhrung objektorientierter Ansรคtze im verteilten Rechnen.
In den 1990er Jahren wurden IDLs auf verschiedene Bereiche ausgeweitet. Microsoft fรผhrte das Component Object Model (COM) und das Distributed Component Object Model (DCOM) ein, die IDL zur Definition von Schnittstellen zwischen Komponenten in einer Netzwerkumgebung verwendeten.
Das Wachstum des Internets fรผhrte zur Entwicklung von Webdiensten und zur Verwendung der Web Services Description Language (WSDL) als IDL zur Definition von Webdienstschnittstellen. WSDL ermรถglichte die Kommunikation verschiedener Webdienste รผber XML-basierte Nachrichten, unabhรคngig von den zugrunde liegenden Programmiersprachen oder Plattformen.
In den 2000er Jahren und danach wurden neuere IDLs und Serialisierungsformate eingefรผhrt, die fรผr eine effizientere Kommunikation und eine bessere Unterstรผtzung moderner Programmierparadigmen entwickelt wurden. Beispiele hierfรผr sind Googles Protocol Buffers (Protobuf), das mit gRPC fรผr Hochleistungs-RPC verwendet wird, und Facebooks Apache Thrift, das fรผr die skalierbare, sprachรผbergreifende Entwicklung von Diensten verwendet wird.
Das Aufkommen von APIs und Microservices-Architekturen hat die Bedeutung von IDLs fรผr die Definition klarer, robuster Schnittstellen zwischen Diensten hervorgehoben. GraphQL wurde 2012 von Facebook entwickelt und 2015 als Open-Source-Lรถsung verรถffentlicht. Es bietet ein leistungsstarkes IDL zum Definieren von Datenabfragen und -manipulationen in einem flexible, effiziente Art und Weise.
Heutzutage entwickeln sich IDLs weiter, wobei der Schwerpunkt der laufenden Entwicklung auf der Verbesserung der Leistung, Interoperabilitรคt und der Fรคhigkeit zur Handhabung komplexer Datenstrukturen und Arbeitsablรคufe liegt. Der Trend zu cloud Computing, Microservices und Containerisierung unterstreichen die Bedeutung effizienter, klar definierter Schnittstellen fรผr die Kommunikation zwischen verteilten Systemen.
Anwendungsfรคlle fรผr Schnittstellendefinitionssprachen
Interface Definition Languages โโ(IDLs) dienen einer Vielzahl von Zwecken in der Softwareentwicklung und Systemintegration und erfรผllen den Bedarf an klaren und konsistenten Definitionen fรผr die Interaktion verschiedener Softwarekomponenten. Hier sind einige wichtige Anwendungsfรคlle fรผr IDLs:
- RPC-Systeme (Remote Procedure Call).. IDLs definieren die Schnittstellen fรผr Funktionen oder Prozeduren, die auf einem Remote-System ausgefรผhrt werden kรถnnen, und erleichtern so die Kommunikation zwischen Diensten, die auf verschiedenen Computern oder Netzwerken ausgefรผhrt werden. Dies ist von entscheidender Bedeutung fรผr verteilte Systeme, bei denen Teile einer Anwendung รผber verschiedene Standorte verteilt sind.
- Objektanforderungsbroker (ORBs). In Systemen wie CORBA (Common Object Request Broker Architecture) beschreiben IDLs die Methoden und Datentypen von Objekten, die remote aufgerufen werden kรถnnen. Dadurch kรถnnen Objekte in verschiedenen Programmiersprachen oder auf verschiedenen Plattformen nahtlos miteinander kommunizieren.
- Web-Services. Bei SOAP-basierten Webdiensten fungiert WSDL (Web Services Description Language) als IDL und definiert die รผber den Webdienst verfรผgbaren Vorgรคnge sowie das Format von Anforderungs- und Antwortnachrichten. Dies gewรคhrleistet die Interoperabilitรคt zwischen Webdiensten und ihren Clients, unabhรคngig von den zugrunde liegenden Implementierungen.
- API-Entwicklung. IDLs werden verwendet, um die Endpunkte, Anforderungs-/Antwortstrukturen und Verhaltensweisen von APIs zu definieren. Dies ist insbesondere bei RESTful-APIs und moderneren GraphQL-APIs relevant, bei denen die IDL das Schema fรผr Abfragen, Mutationen und die zwischen dem Client und ausgetauschten Datentypen angibt server.
- Microservices-Architekturen. in Microservices-ArchitekturenIDLs erleichtern die Definition klarer Vertrรคge zwischen verschiedenen Diensten. Dies ermรถglicht die unabhรคngige Entwicklung und Bereitstellung von Diensten und stellt gleichzeitig sicher, dass diese effektiv kommunizieren kรถnnen, was fรผr die Agilitรคt und Skalierbarkeit von Microservices-basierten Anwendungen von entscheidender Bedeutung ist.
- Sprachรผbergreifende Entwicklung. IDLs ermรถglichen die Generierung von Code-Stubs in mehreren Programmiersprachen und ermรถglichen so die Integration von in verschiedenen Sprachen geschriebenen Komponenten. Diese Fรคhigkeit ist in komplexen Systemen von Vorteil, in denen verschiedene Komponenten optimiert werden kรถnnen, indem sie in Sprachen implementiert werden, die fรผr ihre Aufgaben am besten geeignet sind.
- Datenserialisierung und Deserialisierung. Technologien wie Protocol Buffers von Google verwenden IDLs, um strukturierte Daten zu definieren. Dies ermรถglicht eine effiziente Serialisierung und Deserialisierung von Daten zur Speicherung oder รbertragung und optimiert die Kommunikation zwischen verschiedenen Teilen eines Systems oder รผber Netzwerkgrenzen hinweg.
- Systemdokumentation. IDLs stellen eine formale, maschinenlesbare Dokumentation der Schnittstelle eines Systems bereit, die zur Erstellung einer fรผr Menschen lesbaren Dokumentation oder als Leitfaden fรผr die Entwicklung von Client-Bibliotheken und -Tools verwendet werden kann. Diese Fรคhigkeit verbessert das Verstรคndnis und erleichtert die Integration verschiedener Softwarekomponenten.
Auf IDL basierende Software โ Beispiele
Hier sind die hรคufigsten Beispiele fรผr Software, die IDL-Funktionen nutzt:
- CORBA (Common Object Request Broker-Architektur). CORBA verwendet seine eigene IDL, um die Schnittstellen zu definieren, die Objekte der Auรenwelt prรคsentieren, und ermรถglicht so eine nahtlose Kommunikation zwischen Objekten, unabhรคngig davon, wo sie sich befinden oder in welcher Sprache sie geschrieben sind. CORBA IDL ist entscheidend fรผr die Definition sprach- und plattformรผbergreifender Objekte Schnittstellen.
- gRPC (Google Remote Procedure Call). gRPC verwendet Protokollpuffer (Protobuf) als IDL, wodurch Entwickler einfache Dienste und ihre Methodenparameter und Rรผckgabetypen definieren kรถnnen. Es handelt sich um ein Open-Source-RPC-Framework, das Client- und server ermรถglicht eine transparente Kommunikation von Anwendungen und erleichtert den Aufbau vernetzter Systeme. gRPC ist sowohl fรผr das leistungsstarke als auch fรผr das hochproduktive Design verteilter Anwendungen konzipiert.
- Webdienste (SOAP und WSDL). Fรผr SOAP-basierte Webdienste dient WSDL (Web Services Description Language) als IDL und beschreibt die Netzwerkdienstschnittstellen in einem maschinenverarbeitbaren Format. WSDL definiert, wie auf einen Webdienst zugegriffen wird, einschlieรlich der Vorgรคnge, die der Dienst bereitstellt, der verwendeten Nachrichten und der Protokollbindungen. Diese Standardisierung ermรถglicht es verschiedenen Systemen, รผber definierte Schnittstellen รผber das Web zu interagieren.
- Thrift (Apache Thrift). Apache Thrift verwendet seine IDL, um Dienste fรผr zahlreiche Sprachen zu definieren und zu erstellen. Es bietet die Tools zum Schreiben von Diensten, die nahtlos miteinander zusammenarbeiten C ++, Javac, Python, PHP, Ruby, Erlang, Perl, Haskell, C#, Kakao, JavaScript, Node.js, Smalltalk, OCaml und Delphi und andere Sprachen. Thrift ist darauf ausgelegt, effizient zu sein und das Schreiben sprachรผbergreifender Dienste zu erleichtern.
- GraphQL. GraphQL verwendet eine Schemadefinitionssprache (SDL), um die Struktur von Daten zu definieren, die von a abgefragt werden kรถnnen server. Es gibt die Datentypen, die Beziehungen zwischen den Typen sowie die verfรผgbaren Abfragen und Mutationen an. Im Gegensatz zu herkรถmmlichen IDLs, die Schnittstellen fรผr Prozeduraufrufe definieren, konzentriert sich GraphQL auf den Datenzugriff und die Datenbearbeitung. Es ermรถglicht Kunden, genau die Daten anzufordern, die sie benรถtigen, was es fรผr komplexe Anwendungen und Microservices รคuรerst effizient macht.
- Protokollpuffer (Protobuf). Protocol Buffers, entwickelt von Google, verwenden eine einfache IDL, um strukturierte Daten zu definieren. Dieses Schema wird dann in Quellcode in verschiedenen Sprachen kompiliert, was eine einfache Serialisierung und Deserialisierung strukturierter Daten ermรถglicht. Protobuf wird hรคufig in RPC-Systemen, Datenspeichern und Kommunikationsprotokollen verwendet, um die Kompatibilitรคt zwischen verschiedenen Systemen und Sprachen sicherzustellen.
