API або інтерфейс прикладного програмування є важливим компонентом більшості програмних архітектур. Це відкриває шлях для ефективного спілкування різного програмного забезпечення чи служб.
API забезпечують відчуття абстракції, відкриваючи купу необхідних функцій і абстрагуючи конфіденційні або приватні дані. Автентифікація та авторизація дозволяють захистити ваші API від несанкціонованого доступу або підробки даних.
Розробники програмного забезпечення використовують різні API для створення, тестування та оптимізації програмних систем у структурований спосіб. Це дозволяє їм взаємодіяти з програмною системою через набір попередньо визначених правил або протоколів.
Що таке шлюзи API?
У системі програмного забезпечення, у більшості випадків, немає лише одного API, який обробляє всі послуги, які надає програмне забезпечення; скоріше існує купа API, які спілкуються один з одним, щоб надсилати дані клієнту.
Шлюз API, як випливає з назви, діє як точка входу для різних запитів API і направляє їх до певної служби API або мікрослужби. Це передає навантаження для надсилання кількох запитів API від клієнта до шлюзу API, покращуючи продуктивність клієнта.
Наприклад, програма доставки їжі має купу мікросервісів для ресторанів, користувачів, рейтинги постачальників, рейтинги партнерів по доставці, алгоритми маршрутизації, картографічний сервіс і багато іншого. Таким чином, для клієнта, тобто програми кінцевого користувача, було б набагато сенсніше запитувати єдиний API, а потім цей шлюз API направляв запити до відповідних мікросервісів.
Іншою великою перевагою, яку ви отримуєте, впроваджуючи шлюз API, є безпека. Ви можете налаштувати кілька систем автентифікації та авторизації, щоб запобігти використанню зловмисниками ресурсів.
Будівельні блоки архітектури API
Є кілька будівельних блоків архітектури API, деякі з яких перераховані тут:
#1. Інтерфейс API
Інтерфейс API чітко визначає методи або функції, до яких можна отримати доступ, не розкриваючи деталей їх реалізації. Він визначає набір правил і методологій, які повинні використовуватися для отримання або зміни ресурсів.
Наприклад, в RESTful API у вас є такі методи HTTP, як GET, PUT, POST, DELETE тощо, для взаємодії з ресурсами.
#2. Контролери маршрутів
Контролери відіграють ключову роль у шлюзах API, оскільки вони обробляють увесь трафік API від кількох клієнтів і направляють його до відповідної служби API.
Крім того, контролери також можуть виконувати перевірку запитів, обробку відповідей, автентифікацію тощо.
#3. Моделі доступу до даних
Кожен ресурс у базі даних має певний тип структури або форми, і краще визначити цю структуру заздалегідь для цілей перевірки. Він також відомий як схема. Корисне навантаження, що надходить від клієнта, можна перевірити на відповідність схемі, а потім додати до бази даних.
Це запобігає потраплянню в базу даних недійсних або підроблених даних.
Компоненти архітектури API
- Служби API: це служби, які надають доступ до певного ресурсу або набору ресурсів. У великомасштабній програмі потрібні кілька служб API. Ці служби відокремлені одна від одної та управляють ресурсами незалежно.
- Документація: документація API необхідна розробникам для розуміння ефективного використання API та методів, які він надає. Документація може містити список кінцевих точок, найкращі практики, формати запитів, обробки помилок тощо.
- Аналітика та моніторинг. Інформаційна панель аналітики є ключовим компонентом, оскільки вона надає такі показники, як трафік API, частота помилок і продуктивність, серед багатьох інших даних.
Архітектури дизайну API, які часто використовуються
REST – передача репрезентативного стану
REST — це архітектурний стиль API, який використовує протокол HTTP і забезпечує зв’язок між клієнтом і сервером без збереження стану.
У REST ресурси ідентифікуються URL-адресами, які мають певні кінцеві точки для кожного ресурсу. Для модифікації та створення ресурсів REST покладається на такі методи HTTP, як GET, PUT, POST тощо. API, які реалізують архітектуру REST, відомі як RESTful API.
SOAP – простий протокол доступу до об’єктів
SOAP — це протокол обміну повідомленнями на основі XML. Повідомлення в SOAP кодуються в документах XML і можуть бути передані від відправника SOAP до приймача SOAP. Може існувати одна або кілька служб, через які повідомлення може пройти, перш ніж досягти одержувача.
Основна відмінність між SOAP і REST полягає в тому, що REST — це архітектурна конструкція, яка покладається на HTTP, але сам SOAP — це протокол, який може використовувати різні основні протоколи, такі як HTTP, SMTP тощо. Формат даних відповіді в SOAP — XML.
gRPC – виклик віддаленої процедури Google
Виклик віддаленої процедури (RPC) — це техніка, за якої функція на віддаленому сервері викликається клієнтом так, ніби вона викликається локально. gRPC — це платформа з відкритим кодом, розроблена Google. Він використовує прото-буфери (буфери протоколів), які є незалежним від мови способом запису та кодування структурованих даних.
Дані в протобуферах компілюється компілятором gRPC, що робить їх сумісними. Наприклад, якщо код клієнта написаний на Java, а код сервера на Go, то дані, указані в протобуферах, сумісні з обома мовами.
GraphQL
GraphQL — це мова запитів із відкритим кодом і середовище виконання для створення API. Це дозволяє клієнтам отримувати доступ до кількох ресурсів, натискаючи одну точку входу або кінцеву точку. Конкретний ресурс не прив’язаний до певної кінцевої точки. Ви отримуєте те, що вказали в запиті.
Вам потрібно визначити строго типізовану схему для конкретного запиту та функцію розв’язувача, яка виконуватиметься для цього запиту. Щоб змінити ресурси, існує запит на мутацію, який потрібно вказати в GraphQL.
Розгортання архітектури API – найкращі методи
Незалежно від того, наскільки добре ви розробили свою архітектуру API, якщо вона зазнає збою у виробництві, це не принесе користі. Він повинен виконуватися відповідно до реальних сценаріїв. Ось кілька ключових практик, щоб підготувати архітектуру API до виробництва:
✅ Використовуйте API-шлюз
Шлюз API допомагає в ефективній маршрутизації запитів API. Шлюз API також може керувати безпекою та перевіркою.
✅ Виконайте тестування API
Перед запуском переконайтеся, що ваш API пройшов комплексне тестування функцій, інтеграції та продуктивності. Фреймворки для автоматизованого тестування можуть допомогти оптимізувати цю процедуру.
✅ Зосередьтеся на масштабованості
Створіть масштабовану архітектуру API, яка може керувати зростаючими вимогами до трафіку. Щоб динамічно змінювати кількість екземплярів API залежно від попиту, подумайте про застосування техніки автоматичного масштабування.
✅ Вибирайте хостинг з розумом
Подумайте про хостинг-провайдерів, які пропонують масштабовані рішення, щоб впоратися зі зростаючим трафіком і попитом клієнтів. Слідкуйте за такими функціями, як балансування навантаження, автоматичне масштабування та гнучкість призначення додаткових ресурсів за потреби.
Переконайтеся, що хостинг-провайдер може відповідати характеристикам продуктивності вашого API, особливо в періоди високого попиту. Також ознайомтеся з безсерверними варіантами, якщо це відповідає потребам вашого бізнесу.
Як вибрати відповідну архітектуру API?
Вибір архітектури API залежить від таких міркувань:
- Вимоги до бізнесу: проаналізуйте бізнес-цілі, які потрібно досягти за допомогою API, і зрозумійте потік програми.
- Випадки використання: запитання про те, навіщо вам взагалі потрібен API, вам дуже допоможе. Визначення різних випадків використання допоможе вам краще спроектувати або вибрати архітектуру API.
- Масштабованість: Знову ж таки, розуміння бізнес-вимог і варіантів використання допоможе вам розробити масштабовану архітектуру API, яка також є продуктивною.
- Досвід розробника: переконайтеся, що архітектура API проста для сприйняття, щоб нові розробники могли легко зрозуміти її без будь-яких проблем.
- Безпека: мабуть, найважливішим аспектом архітектури API є безпека. Переконайтеся, що ваша архітектура API достатньо безпечна та відповідає законам про конфіденційність.
Далі ми дослідимо навчальні ресурси, щоб покращити ваші навички проектування архітектури API.
Навчальні ресурси
#1. Освоєння архітектури API: проектування, експлуатація та розвиток систем на основі API
Ця книга допоможе вам вивчити основи API та вивчити практичні способи розробки, створення та тестування API.
Він також навчить вас працювати, налаштовувати та розгортати свою систему API. Ця книга охоплює все, починаючи від шлюзів API, сітки сервісів, безпеки, TLS і OAuth2 і закінчуючи розвитком існуючих систем.
#2. Архітектура програмного забезпечення: дизайн REST API – повний посібник
Якщо вам цікаво дізнатися про RESTful API і як вони розроблені, цей курс з архітектури програмного забезпечення для вас.
Він охоплює автентифікацію, авторизацію, документування REST API та різні методи продуктивності для подальшої оптимізації вашого дизайну API. Чудовим є те, що він охоплює основи HTTP та інструмент тестування Postman API.
#3. Дизайн, розробка та керування REST API
Підручники з різних платформ керування API, таких як Swagger, Apigee та Mulesoft, є ключовим моментом цього курсу. Цей курс призначений для тих, хто хоче вивчити програми REST API і зацікавлений у їх архітектурі.
#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 деякі корисні теми, які розглядаються. Якщо ви новачок, який ще вивчає основи REST, то я думаю, що вам варто це зробити.
Заключні слова
Ви можете вибрати найкращу архітектуру API відповідно до ваших бізнес-цілей і технічних цілей, беручи до уваги потреби інтеграції, міркування щодо продуктивності, вимоги безпеки та майбутню масштабованість і розширюваність.
Далі розпочніть свою кар’єру тестування програмного забезпечення за допомогою цих курсів і ресурсів.