Інтерфейс прикладного програмування, або API, виступає важливим елементом у більшості програмних структур. Він створює можливості для ефективної взаємодії між різними програмами або сервісами.
API надають рівень абстракції, відкриваючи доступ до необхідних функцій, водночас приховуючи конфіденційні або персональні дані. Системи автентифікації та авторизації гарантують захист ваших API від неавторизованого доступу чи фальсифікації інформації.
Розробники використовують різноманітні API для створення, тестування та оптимізації програмних систем, дотримуючись чіткої структури. Це дозволяє їм взаємодіяти з системою, використовуючи набір визначених правил або протоколів.
Що таке шлюзи API?
У програмній системі зазвичай не існує єдиного API, який би обробляв усі послуги. Натомість, набір API взаємодіють між собою, щоб доставити дані клієнту.
Шлюз API, як випливає з назви, є точкою входу для різних запитів API та направляє їх до відповідного сервісу або мікросервісу. Це перекладає на себе обробку численних запитів API від клієнта, що підвищує продуктивність клієнтського додатку.
Наприклад, у програмі доставки їжі є безліч мікросервісів для ресторанів, користувачів, рейтингів постачальників, рейтингів кур’єрів, алгоритмів маршрутизації, сервісів карт та іншого. Для клієнта, тобто програми кінцевого користувача, набагато зручніше звертатися до одного API, який потім шлюз перенаправляє запити до потрібних мікросервісів.
Іншою важливою перевагою використання шлюзу API є безпека. Можна налаштувати різноманітні механізми автентифікації та авторизації, щоб захистити ресурси від зловмисного використання.
Основні елементи архітектури API
Існує кілька основних елементів, що формують архітектуру API, і деякі з них наведені нижче:
#1. Інтерфейс API
Інтерфейс API точно визначає методи або функції, доступні для використання, не розкриваючи деталей їх внутрішньої роботи. Він встановлює правила та методи, які необхідно застосовувати для отримання або зміни ресурсів.
Наприклад, у RESTful API є HTTP методи, такі як GET, PUT, POST, DELETE та інші, для взаємодії з ресурсами.
#2. Контролери маршрутів
Контролери відіграють ключову роль у шлюзах API, оскільки вони керують усім трафіком API від різних клієнтів і перенаправляють його до відповідних сервісів.
Крім того, контролери можуть здійснювати перевірку запитів, обробку відповідей, автентифікацію та інші операції.
#3. Моделі доступу до даних
Кожен ресурс у базі даних має певну структуру або формат, і для перевірки даних краще заздалегідь визначити цю структуру. Вона також відома як схема. Дані, що надходять від клієнта, можна перевірити на відповідність схемі, а потім вже додавати до бази даних.
Це допомагає уникнути потрапляння недійсних або підроблених даних у базу даних.
Компоненти архітектури API
- Сервіси API: це сервіси, які забезпечують доступ до конкретного ресурсу або набору ресурсів. У великих програмах потрібно кілька сервісів API. Ці сервіси є незалежними один від одного і керують ресурсами окремо.
- Документація: документація API необхідна розробникам для розуміння того, як ефективно використовувати API та які методи він надає. Документація може містити перелік кінцевих точок, рекомендації, формати запитів, обробку помилок тощо.
- Аналітика та моніторинг: панель аналітики є важливим елементом, оскільки вона надає дані про трафік API, частоту помилок, продуктивність та іншу інформацію.
Поширені архітектури дизайну API
REST – Передача репрезентативного стану
REST – це архітектурний стиль API, який використовує протокол HTTP і забезпечує безз’єднуючий зв’язок між клієнтом та сервером.
У REST ресурси ідентифікуються за URL-адресами, які мають конкретні кінцеві точки для кожного ресурсу. Для зміни та створення ресурсів REST використовує HTTP методи, такі як GET, PUT, POST та інші. API, які реалізують архітектуру REST, відомі як RESTful API.
SOAP – Простий протокол доступу до об’єктів
SOAP – це протокол обміну повідомленнями, заснований на XML. Повідомлення в SOAP кодуються в XML документах і можуть передаватися від відправника SOAP до отримувача SOAP. Повідомлення може проходити через один або кілька сервісів, перш ніж досягне отримувача.
Основна різниця між SOAP і REST полягає в тому, що REST – це архітектурний стиль, який використовує HTTP, тоді як SOAP – це протокол, який може використовувати різні базові протоколи, такі як HTTP, SMTP та інші. Формат даних відповіді в SOAP – XML.
gRPC – Виклик віддаленої процедури Google
Виклик віддаленої процедури (RPC) – це метод, за допомогою якого клієнт викликає функцію на віддаленому сервері так, ніби вона виконується локально. gRPC – це платформа з відкритим кодом, розроблена Google. Вона використовує протобуфери, які є незалежним від мови способом запису та кодування структурованих даних.
Дані в протобуферах компілюються компілятором gRPC, що забезпечує їх сумісність. Наприклад, якщо код клієнта написаний на Java, а код сервера на Go, то дані, задані в протобуферах, будуть сумісні з обома мовами.
GraphQL
GraphQL – це мова запитів з відкритим кодом і середовище виконання для створення API. Вона дозволяє клієнтам отримувати доступ до кількох ресурсів через одну точку входу або кінцеву точку. Конкретний ресурс не прив’язаний до конкретної кінцевої точки. Ви отримуєте лише те, що вказали в запиті.
Необхідно визначити строго типізовану схему для певного запиту і функцію розв’язувача, яка виконуватиметься для цього запиту. Для зміни ресурсів існує запит на мутацію, який також потрібно визначити в GraphQL.
Найкращі практики розгортання архітектури API
Якою б гарною не була ваша архітектура API, вона не буде корисною, якщо вона не працює належним чином у реальних умовах. Вона повинна виконуватися відповідно до реальних сценаріїв. Ось деякі ключові практики, щоб підготувати архітектуру API до роботи в умовах виробництва:
✅ Використовуйте API-шлюз
Шлюз API допомагає ефективно керувати маршрутизацією запитів API. Він також може керувати питаннями безпеки та перевірки.
✅ Виконайте тестування API
Перед запуском переконайтеся, що ваш API пройшов комплексне тестування функціональності, інтеграції та продуктивності. Для оптимізації цього процесу можна використовувати фреймворки автоматизованого тестування.
✅ Зосередьтеся на масштабованості
Створіть масштабовану архітектуру API, яка може обробляти зростаючі обсяги трафіку. Для динамічної зміни кількості екземплярів API залежно від попиту розгляньте застосування автоматичного масштабування.
✅ Вибирайте хостинг зважено
Обирайте хостинг-провайдерів, які пропонують масштабовані рішення для обробки зростаючого трафіку та клієнтського попиту. Зверніть увагу на такі функції, як балансування навантаження, автоматичне масштабування та гнучкість виділення додаткових ресурсів у разі потреби.
Переконайтеся, що хостинг-провайдер може відповідати вимогам продуктивності вашого API, особливо в періоди високого попиту. Також ознайомтеся з безсерверними варіантами, якщо вони відповідають потребам вашого бізнесу.
Як вибрати відповідну архітектуру API?
Вибір архітектури API залежить від наступних факторів:
- Бізнес-вимоги: проаналізуйте бізнес-цілі, які необхідно досягти за допомогою API, і зрозумійте потік програми.
- Випадки використання: питання про те, навіщо вам взагалі потрібен API, дуже допоможе. Визначення різних випадків використання допоможе вам краще спроектувати або обрати архітектуру API.
- Масштабованість: розуміння бізнес-вимог та варіантів використання допоможе вам розробити масштабовану та продуктивну архітектуру API.
- Досвід розробника: переконайтеся, що архітектура API проста для розуміння, щоб нові розробники могли легко її вивчити без будь-яких проблем.
- Безпека: мабуть, найважливіший аспект архітектури API – це безпека. Переконайтеся, що ваша архітектура API є достатньо захищеною та відповідає вимогам щодо конфіденційності.
Далі розглянемо навчальні ресурси для покращення навичок проектування архітектури API.
Навчальні ресурси
#1. Освоєння архітектури API: проектування, експлуатація та розвиток систем на основі API
Ця книга допоможе вам вивчити основи API і практичні способи розробки, створення та тестування API.
Вона також навчить вас працювати, налаштовувати та розгортати вашу систему API. Книга охоплює все, від шлюзів API, сервісної сітки, безпеки, TLS та OAuth2, до розвитку існуючих систем.
#2. Архітектура програмного забезпечення: дизайн REST API – повний посібник
Якщо ви хочете дізнатися більше про RESTful API та їх розробку, цей курс з архітектури програмного забезпечення для вас.
Він охоплює аутентифікацію, авторизацію, документування REST API та різні методи покращення продуктивності. Важливо, що він охоплює основи HTTP та інструмент тестування API Postman.
#3. Дизайн, розробка та керування REST API
Ключовим моментом цього курсу є навчальні матеріали з різних платформ керування API, таких як Swagger, Apigee та Mulesoft. Цей курс призначений для тих, хто хоче вивчати розробку REST API і цікавиться їх архітектурою.
#4. Розробка RESTful API: навчіться розробляти API з нуля
Створення REST API з нуля – це те, що ви отримаєте в цьому курсі “Розробка RESTful API”. Запити, відповіді, дизайн API та операції – це лише деякі з корисних тем, що розглядаються. Якщо ви новачок, який тільки вивчає основи REST, то цей курс варто розглянути.
Заключні слова
Ви можете обрати найкращу архітектуру API відповідно до ваших бізнес-цілей та технічних вимог, враховуючи потреби інтеграції, продуктивність, безпеку та майбутню масштабованість і розширюваність.
Далі почніть свою кар’єру в тестуванні програмного забезпечення за допомогою цих курсів та ресурсів.