Ένα API ή μια διεπαφή προγραμματισμού εφαρμογών είναι ένα ουσιαστικό στοιχείο των περισσότερων αρχιτεκτονικών λογισμικού. Ανοίγει το δρόμο για διαφορετικά λογισμικά ή υπηρεσίες να συνομιλούν αποτελεσματικά μεταξύ τους.
Τα API παρέχουν μια αίσθηση αφαίρεσης εκθέτοντας μια δέσμη απαιτούμενων λειτουργιών και αφαιρώντας ευαίσθητα ή ιδιωτικά δεδομένα. Ο έλεγχος ταυτότητας και η εξουσιοδότηση σάς επιτρέπουν να προστατεύετε τα API σας από μη εξουσιοδοτημένη πρόσβαση ή παραβίαση δεδομένων.
Οι προγραμματιστές λογισμικού αξιοποιούν διάφορα API για να δημιουργήσουν, να δοκιμάσουν και να βελτιστοποιήσουν συστήματα λογισμικού με δομημένο τρόπο. Τους επιτρέπει να αλληλεπιδρούν με ένα σύστημα λογισμικού μέσω ενός συνόλου προκαθορισμένων κανόνων ή πρωτοκόλλων.
Πίνακας περιεχομένων
Τι είναι οι πύλες API;
Σε ένα σύστημα λογισμικού, στις περισσότερες περιπτώσεις, δεν υπάρχει μόνο ένα μόνο API που χειρίζεται κάθε υπηρεσία που παρέχει ένα λογισμικό. Αντίθετα, υπάρχουν πολλά API που συνομιλούν μεταξύ τους για να στείλουν δεδομένα στον πελάτη.
Μια πύλη API, όπως υποδηλώνει το όνομα, λειτουργεί ως σημείο εισόδου για διάφορα αιτήματα API και τα δρομολογεί στη συγκεκριμένη υπηρεσία API ή σε μια μικρουπηρεσία. Αυτό μεταφέρει το φορτίο για την αποστολή πολλαπλών αιτημάτων API από τον πελάτη στην πύλη API, βελτιώνοντας την απόδοση του πελάτη.
Για παράδειγμα, μια εφαρμογή παράδοσης φαγητού έχει μια δέσμη μικροϋπηρεσιών για εστιατόρια, χρήστες, αξιολογήσεις προμηθευτών, αξιολογήσεις συνεργατών παράδοσης, αλγόριθμους δρομολόγησης, υπηρεσία χαρτών και πολλά άλλα. Έτσι, θα ήταν πολύ πιο λογικό για τον πελάτη, δηλαδή την εφαρμογή τελικού χρήστη, να ζητήσει ένα μόνο API και, στη συνέχεια, αυτή η πύλη API δρομολογεί αιτήματα σε σχετικές μικροϋπηρεσίες.
Ένα άλλο μεγάλο όφελος που αποκομίζετε όταν εφαρμόζετε μια πύλη API είναι η ασφάλεια. Μπορείτε να ρυθμίσετε πολλαπλά συστήματα ελέγχου ταυτότητας και εξουσιοδότησης για να αποτρέψετε τους εισβολείς από την εκμετάλλευση πόρων.
Δομικά στοιχεία μιας αρχιτεκτονικής API
Υπάρχουν πολλά δομικά στοιχεία μιας αρχιτεκτονικής API, μερικά από τα οποία παρατίθενται εδώ:
#1. Διασύνδεση API
Μια διεπαφή API ορίζει με σαφήνεια τις μεθόδους ή τις λειτουργίες στις οποίες είναι δυνατή η πρόσβαση χωρίς να αποκαλύπτονται οι λεπτομέρειες εφαρμογής τους. Ορίζει ένα σύνολο κανόνων και μεθοδολογιών που πρέπει να χρησιμοποιηθούν για την ανάκτηση ή την τροποποίηση πόρων.
Για παράδειγμα, σε ένα RESTful API, έχετε μεθόδους HTTP όπως GET, PUT, POST, DELETE κ.λπ., για να αλληλεπιδράτε με πόρους.
#2. Ελεγκτές διαδρομής
Οι ελεγκτές διαδραματίζουν βασικό ρόλο στις πύλες API καθώς διαχειρίζονται όλη την κίνηση API από πολλούς πελάτες και τους δρομολογούν σε μια σχετική υπηρεσία API.
Επιπλέον, οι ελεγκτές μπορούν επίσης να εκτελέσουν επικύρωση αιτημάτων, χειρισμό απόκρισης, έλεγχο ταυτότητας κ.λπ.
#3. Μοντέλα πρόσβασης δεδομένων
Κάθε πόρος σε μια βάση δεδομένων έχει έναν συγκεκριμένο τύπο δομής ή σχήματος και είναι καλύτερο να οριστεί αυτή η δομή εκ των προτέρων για σκοπούς επικύρωσης. Είναι επίσης γνωστό ως σχήμα. Το ωφέλιμο φορτίο που προέρχεται από τον πελάτη μπορεί να επικυρωθεί σε σχέση με το σχήμα και στη συνέχεια να προστεθεί στη βάση δεδομένων.
Αποτρέπει την είσοδο στη βάση δεδομένων μη έγκυρων ή παραποιημένων δεδομένων.
Στοιχεία μιας αρχιτεκτονικής API
- Υπηρεσίες API: Πρόκειται για υπηρεσίες που παρέχουν πρόσβαση σε έναν συγκεκριμένο πόρο ή ένα σύνολο πόρων. Απαιτούνται πολλαπλές υπηρεσίες API σε μια μεγάλης κλίμακας εφαρμογή. Αυτές οι υπηρεσίες είναι αποσυνδεδεμένες μεταξύ τους και διαχειρίζονται τους πόρους ανεξάρτητα.
- Τεκμηρίωση: Η τεκμηρίωση API είναι απαραίτητη για να κατανοήσουν οι προγραμματιστές την αποτελεσματική χρήση του API και τις μεθόδους που εκθέτει. Η τεκμηρίωση μπορεί να περιλαμβάνει μια λίστα με τελικά σημεία, βέλτιστες πρακτικές, μορφές αιτημάτων, διαχείριση σφαλμάτων κ.λπ.
- Analytics και παρακολούθηση: Ένας πίνακας ελέγχου αναλυτικών στοιχείων είναι ένα βασικό συστατικό επειδή παρέχει μετρήσεις όπως η επισκεψιμότητα API, τα ποσοστά σφαλμάτων και η απόδοση, μεταξύ πολλών άλλων πληροφοριών.
Αρχιτεκτονικές σχεδίασης API που χρησιμοποιούνται συνήθως
REST – Μεταβίβαση Αντιπροσωπευτικού Κράτους
Το REST είναι ένα αρχιτεκτονικό στυλ API που χρησιμοποιεί το πρωτόκολλο HTTP και επιτρέπει την επικοινωνία χωρίς κατάσταση μεταξύ του πελάτη και του διακομιστή.
Στο REST, οι πόροι προσδιορίζονται από διευθύνσεις URL, οι οποίες έχουν συγκεκριμένα τελικά σημεία για κάθε πόρο. Το REST βασίζεται σε μεθόδους HTTP όπως GET, PUT, POST κ.λπ. για την τροποποίηση και τη δημιουργία πόρων. Τα API που υλοποιούν την αρχιτεκτονική REST είναι γνωστά ως RESTful API.
SOAP – Πρωτόκολλο πρόσβασης απλού αντικειμένου
Το SOAP είναι ένα πρωτόκολλο ανταλλαγής μηνυμάτων που βασίζεται σε XML. Τα μηνύματα στο SOAP κωδικοποιούνται σε έγγραφα XML και μπορούν να μεταφερθούν από έναν αποστολέα SOAP σε έναν δέκτη SOAP. Μπορεί να υπάρχουν μία ή περισσότερες υπηρεσίες μέσω των οποίων μπορεί να περάσει το μήνυμα πριν φτάσει στον δέκτη.
Η κύρια διαφορά μεταξύ SOAP και REST είναι ότι το REST είναι ένα αρχιτεκτονικό σχέδιο που βασίζεται στο HTTP, αλλά το SOAP είναι από μόνο του ένα πρωτόκολλο που μπορεί να χρησιμοποιήσει διάφορα υποκείμενα πρωτόκολλα όπως HTTP, SMTP κ.λπ. Η μορφή δεδομένων απόκρισης στο SOAP είναι XML.
gRPC – Κλήση απομακρυσμένης διαδικασίας Google
Η κλήση απομακρυσμένης διαδικασίας (RPC) είναι μια τεχνική στην οποία μια συνάρτηση σε έναν απομακρυσμένο διακομιστή καλείται από έναν πελάτη σαν να κλήθηκε τοπικά. Το gRPC είναι ένα πλαίσιο ανοιχτού κώδικα που αναπτύχθηκε από την Google. Χρησιμοποιεί proto-buffers (protocol buffers) που είναι ένας γλωσσοαγνωστικός τρόπος εγγραφής και κωδικοποίησης δομημένων δεδομένων.
Τα δεδομένα σε proto-buffer συγκεντρώνονται από έναν μεταγλωττιστή gRPC, καθιστώντας τα διαλειτουργικά. Για παράδειγμα, εάν ο κώδικας πελάτη είναι γραμμένος σε Java και ο κώδικας διακομιστή στο Go, τότε τα δεδομένα που καθορίζονται στα proto-buffer είναι συμβατά και με τις δύο γλώσσες.
GraphQL
Η GraphQL είναι μια γλώσσα ερωτημάτων ανοιχτού κώδικα και χρόνος εκτέλεσης για τη δημιουργία API. Επιτρέπει στους πελάτες να έχουν πρόσβαση σε πολλούς πόρους πατώντας ένα μόνο σημείο εισόδου ή τελικό σημείο. Ένας συγκεκριμένος πόρος δεν συνδέεται με ένα συγκεκριμένο τελικό σημείο. Λαμβάνετε αυτό που προσδιορίζετε στο ερώτημα αιτήματος.
Πρέπει να ορίσετε ένα ισχυρά πληκτρολογημένο σχήμα για ένα συγκεκριμένο ερώτημα και μια συνάρτηση επίλυσης που θα εκτελεστεί για αυτό το ερώτημα. Για να τροποποιήσετε τους πόρους, υπάρχει ένα ερώτημα μετάλλαξης που πρέπει να καθορίσετε στο GraphQL.
Ανάπτυξη Αρχιτεκτονικής API – Βέλτιστες πρακτικές
Ανεξάρτητα από το πόσο καλά σχεδιάζετε την αρχιτεκτονική API σας, εάν αποτύχει στην παραγωγή, δεν έχει καμία χρησιμότητα. Πρέπει να παραδοθεί σύμφωνα με τα σενάρια του πραγματικού κόσμου. Ακολουθούν ορισμένες βασικές πρακτικές για να κάνετε την αρχιτεκτονική API έτοιμη για παραγωγή:
✅ Χρησιμοποιήστε την πύλη API
Η πύλη API βοηθά στην αποτελεσματική δρομολόγηση των ερωτημάτων API. Μια πύλη API μπορεί επίσης να χειριστεί την ασφάλεια και την επικύρωση.
✅ Εκτελέστε δοκιμή API
Πριν από την κυκλοφορία, βεβαιωθείτε ότι το API σας έχει υποβληθεί σε ολοκληρωμένες δοκιμές λειτουργίας, ενοποίησης και απόδοσης. Τα πλαίσια για αυτοματοποιημένες δοκιμές μπορούν να βοηθήσουν στον εξορθολογισμό αυτής της διαδικασίας.
✅ Εστίαση στην επεκτασιμότητα
Δημιουργήστε μια κλιμακούμενη αρχιτεκτονική API που μπορεί να διαχειριστεί τις αυξανόμενες απαιτήσεις επισκεψιμότητας. Για να αλλάξετε δυναμικά τον αριθμό των παρουσιών API με βάση τη ζήτηση, σκεφτείτε να χρησιμοποιήσετε τεχνικές αυτόματης κλιμάκωσης.
✅ Επιλέξτε Φιλοξενία με σύνεση
Εξετάστε τους παρόχους φιλοξενίας που προσφέρουν επεκτάσιμες λύσεις για να αντιμετωπίσουν την αυξανόμενη επισκεψιμότητα και τη ζήτηση των πελατών. Να είστε σε επιφυλακή για λειτουργίες όπως η εξισορρόπηση φορτίου, η αυτόματη κλιμάκωση και η ευελιξία να εκχωρείτε περισσότερους πόρους όπως απαιτείται.
Βεβαιωθείτε ότι ο πάροχος φιλοξενίας μπορεί να ταιριάζει με τις προδιαγραφές απόδοσης του API σας, ειδικά σε περιόδους υψηλής ζήτησης. Επίσης, εξερευνήστε επιλογές χωρίς διακομιστή, εάν αυτό ταιριάζει στις ανάγκες της επιχείρησής σας.
Πώς να επιλέξετε την κατάλληλη αρχιτεκτονική API;
Η επιλογή μιας αρχιτεκτονικής API εξαρτάται από τα ακόλουθα ζητήματα:
- Απαιτήσεις επιχειρήσεων: Αναλύστε τους επιχειρηματικούς στόχους που πρέπει να εκπληρωθούν με το API και κατανοήστε τη ροή της εφαρμογής.
- Περιπτώσεις χρήσης: Η ερώτηση γιατί χρειάζεστε ένα API εξαρχής θα σας βοηθήσει πολύ. Ο εντοπισμός διαφορετικών περιπτώσεων χρήσης θα σας βοηθήσει να σχεδιάσετε καλύτερα ή να επιλέξετε μια αρχιτεκτονική API.
- Επεκτασιμότητα: Και πάλι, η κατανόηση των επιχειρηματικών απαιτήσεων και των περιπτώσεων χρήσης θα σας βοηθήσει να σχεδιάσετε μια επεκτάσιμη αρχιτεκτονική API που είναι επίσης αποδοτική.
- Εμπειρία προγραμματιστή: Βεβαιωθείτε ότι η αρχιτεκτονική API είναι εύκολη στην κατανόηση, ώστε οι νέοι προγραμματιστές να μπορούν να την κατανοήσουν εύκολα χωρίς καμία ταλαιπωρία.
- Ασφάλεια: Πιθανώς η πιο σημαντική πτυχή της αρχιτεκτονικής API είναι η ασφάλεια. Βεβαιωθείτε ότι η αρχιτεκτονική API σας είναι αρκετά ασφαλής και συμβατή με τους νόμους περί απορρήτου.
Στη συνέχεια, θα εξερευνήσουμε πόρους εκμάθησης για να βελτιώσουμε τις δεξιότητες σχεδίασης αρχιτεκτονικής API.
Πόροι μάθησης
#1. Mastering API Architecture: Design, Operate, and Evolve Based API Systems
Αυτό το βιβλίο θα σας βοηθήσει να μάθετε τις βασικές αρχές του API και να εξερευνήσετε πρακτικούς τρόπους σχεδίασης, δημιουργίας και δοκιμής API.
Σας διδάσκει επίσης πώς να χειρίζεστε, να διαμορφώνετε και να αναπτύσσετε το σύστημα API σας. Αυτό το βιβλίο καλύπτει τα πάντα, από πύλες API, πλέγμα υπηρεσιών, ασφάλεια, TLS και OAuth2 έως εξελισσόμενα υπάρχοντα συστήματα.
#2. Αρχιτεκτονική Λογισμικού: Σχεδίαση API REST – Ο πλήρης οδηγός
Εάν ενδιαφέρεστε να μάθετε για τα RESTful API και πώς σχεδιάζονται, αυτό το μάθημα για την Αρχιτεκτονική Λογισμικού είναι για εσάς.
Καλύπτει τον έλεγχο ταυτότητας, την εξουσιοδότηση, την τεκμηρίωση των REST API και διάφορες τεχνικές απόδοσης για την περαιτέρω βελτιστοποίηση του σχεδιασμού του API σας. Αυτό που είναι υπέροχο με αυτό είναι ότι καλύπτει τα βασικά στοιχεία του HTTP και το εργαλείο δοκιμής API Postman.
#3. Σχεδιασμός, Ανάπτυξη & Διαχείριση REST API
Τα σεμινάρια σε διάφορες πλατφόρμες διαχείρισης API, όπως το Swagger, το Apigee και το Mulesoft, είναι το βασικό χαρακτηριστικό αυτού του μαθήματος. Αυτό το μάθημα απευθύνεται σε όσους θέλουν να εξερευνήσουν εφαρμογές REST API και ενδιαφέρονται να τις αρχιτεκτονήσουν.
#4. Σχεδιασμός RESTful API: Μάθετε να σχεδιάζετε API από την αρχή
Η δημιουργία ενός REST API από την αρχή είναι αυτό που θα λάβετε από αυτό το μάθημα για το Σχεδιασμό RESTful API. Τα αιτήματα, οι απαντήσεις, ο σχεδιασμός API και οι λειτουργίες είναι μερικά χρήσιμα θέματα που καλύπτονται. Εάν είστε αρχάριος που εξακολουθεί να μαθαίνει τα βασικά του REST, τότε νομίζω ότι πρέπει να το κάνετε.
Τελικές Λέξεις
Μπορείτε να επιλέξετε την καλύτερη αρχιτεκτονική API σύμφωνα με τους επιχειρηματικούς σας στόχους και τους τεχνικούς στόχους σας, λαμβάνοντας υπόψη τις ανάγκες ενοποίησης, τα ζητήματα απόδοσης, τις απαιτήσεις ασφαλείας και τη μελλοντική επεκτασιμότητα και επεκτασιμότητα.
Στη συνέχεια, ξεκινήστε την καριέρα σας σε δοκιμές λογισμικού με αυτά τα μαθήματα και τους πόρους.