Aplikační programovací rozhraní, známé pod zkratkou API, představuje klíčový prvek moderních softwarových systémů. Umožňuje bezproblémovou interakci a komunikaci mezi různými softwarovými aplikacemi a službami.
API rozhraní nabízejí abstrakci, skrývají složitosti implementace a zpřístupňují pouze nezbytné funkce, čímž chrání citlivá data. Mechanizmy autentizace a autorizace jsou klíčové pro zabezpečení API před neoprávněným přístupem a manipulací s daty.
Softwaroví vývojáři využívají různé typy API k systematickému vytváření, testování a vylepšování softwarových systémů. API jim umožňuje komunikovat se systémem prostřednictvím předem definovaných pravidel a protokolů.
Co jsou API brány?
Většina softwarových systémů nevyužívá pouze jedno API, ale celou sadu rozhraní, která spolupracují a předávají data klientům.
API brána funguje jako vstupní bod pro různé požadavky, které dále směruje na odpovídající API služby nebo mikroslužby. Tím se snižuje zátěž klientů, kteří namísto mnoha samostatných požadavků komunikují pouze s bránou.
Například, aplikace pro doručování jídla obsahuje mikroslužby pro restaurace, uživatele, hodnocení, směrování a mapy. Pro klienta, což je aplikace koncového uživatele, je výhodnější komunikovat s jedním API, a API brána následně přesměruje požadavky na správné mikroslužby.
Další významnou výhodou API brány je posílení bezpečnosti. Lze implementovat komplexní systémy ověřování a autorizace, které chrání zdroje před útoky.
Základní prvky architektury API
Architektura API se skládá z několika stavebních bloků. Mezi ně patří:
#1. Rozhraní API
Rozhraní API jasně definuje dostupné metody a funkce, aniž by odhalovalo detaily jejich implementace. Určuje pravidla a metodiky pro získávání a úpravu zdrojů.
Například, v RESTful API se používají metody HTTP jako GET, PUT, POST, DELETE pro interakci se zdroji.
#2. Řadiče tras
Řadiče hrají zásadní roli v API bránách, protože zpracovávají veškerý provoz z klientů a směrují ho na správné API služby.
Kromě toho mohou provádět ověřování požadavků, zpracování odpovědí a další bezpečnostní kontroly.
#3. Modely přístupu k datům
Každý zdroj dat v databázi má definovanou strukturu, kterou je vhodné předem specifikovat. Tato struktura, známá jako schéma, se používá pro ověřování přicházejících dat.
To zabraňuje vkládání neplatných nebo poškozených dat do databáze.
Komponenty architektury API
- Služby API: Jedná se o služby, které poskytují přístup k definovaným zdrojům. Komplexní aplikace vyžadují několik API služeb. Tyto služby jsou samostatné a spravují zdroje nezávisle.
- Dokumentace: API dokumentace je klíčová pro vývojáře, aby porozuměli fungování API a jeho metodám. Zahrnuje seznam koncových bodů, doporučené postupy, formáty požadavků, zpracování chyb a další.
- Analytika a monitorování: Analytické panely poskytují cenné informace o provozu API, chybovosti a výkonu.
Běžně používané architektury návrhu API
REST – Přenos reprezentativního stavu
REST je architektonický styl, který využívá protokol HTTP a umožňuje bezstavovou komunikaci mezi klientem a serverem.
Zdroje v REST jsou identifikovány pomocí URL adres a pro každý zdroj jsou definovány specifické koncové body. REST využívá HTTP metody jako GET, PUT, POST atd. pro operace se zdroji. API, která implementují architekturu REST, se nazývají RESTful API.
SOAP – Protokol pro jednoduchý přístup k objektům
SOAP je protokol pro zasílání zpráv založený na XML. Zprávy v SOAP jsou kódovány v dokumentech XML a mohou být přenášeny mezi odesílatelem a příjemcem. Zpráva může projít jednou nebo více službami, než dosáhne svého cíle.
Hlavní rozdíl mezi SOAP a REST spočívá v tom, že REST je architektonický styl založený na HTTP, zatímco SOAP je protokol, který může využívat různé protokoly, včetně HTTP a SMTP. Formát dat v SOAP je XML.
gRPC – Vzdálené volání procedur Google
Vzdálené volání procedur (RPC) je technika, kdy klient volá funkci na vzdáleném serveru, jako by byla lokální. gRPC je open-source framework od společnosti Google, který využívá proto-buffery (protokolové vyrovnávací paměti) pro definici strukturovaných dat.
Data v proto-bufferech jsou kompilována kompilátorem gRPC, což zajišťuje jejich interoperabilitu. Například, pokud je klientský kód napsán v Javě a serverový v Go, data specifikovaná v proto-bufferech budou kompatibilní s oběma jazyky.
GraphQL
GraphQL je open-source dotazovací jazyk a runtime pro vytváření API. Klienti mohou přistupovat k více zdrojům pomocí jediného vstupního bodu. Zdroj není vázán na konkrétní koncový bod. Klient získá pouze data, která explicitně požaduje.
Musí být definováno schéma s datovými typy pro konkrétní dotaz a funkce resolveru, která dotaz zpracuje. Pro úpravu zdrojů se používá mutační dotaz.
Nasazení architektury API – Doporučené postupy
I ta nejlépe navržená architektura API je k ničemu, pokud selže v produkčním prostředí. Je nutné zajistit její bezproblémový provoz v reálných podmínkách. Zde jsou některé klíčové doporučení pro přípravu API architektury pro produkční prostředí:
✅ Použijte API bránu
API brána efektivně směruje API požadavky a zajišťuje zabezpečení a ověřování.
✅ Testování API
Před nasazením je nutné provést důkladné testování funkčnosti, integrace a výkonu. Pro automatizaci testování lze využít různé frameworky.
✅ Zaměřte se na škálovatelnost
Architektura API musí být škálovatelná, aby zvládala rostoucí požadavky. Pro dynamické škálování instancí API lze využít techniky automatického škálování.
✅ Moudrá volba hostingu
Je důležité vybrat hostingového poskytovatele, který nabízí škálovatelná řešení pro zvládnutí růstu provozu. Mezi důležité funkce patří vyrovnávání zátěže, automatické škálování a flexibilita pro alokaci zdrojů.
Zajistěte, aby poskytovatel hostingu splňoval výkonnostní požadavky vašeho API, zejména v obdobích vysoké zátěže. Zvažte také bezserverové možnosti, pokud to vyhovuje vašim potřebám.
Jak vybrat vhodnou architekturu API?
Výběr vhodné architektury API závisí na několika faktorech:
- Obchodní požadavky: Důkladně analyzujte obchodní cíle, kterých má API dosáhnout, a pochopte tok aplikací.
- Případy použití: Položte si otázku, proč potřebujete API. Znalost různých případů použití pomůže s výběrem správné architektury.
- Škálovatelnost: Pochopení obchodních požadavků a případů použití umožní navrhnout škálovatelnou a výkonnou architekturu API.
- Vývojářské zkušenosti: Zvolte architekturu, která je srozumitelná pro nové vývojáře.
- Zabezpečení: Zajistěte, aby architektura API byla dostatečně bezpečná a v souladu s pravidly ochrany soukromí.
Následuje seznam zdrojů pro zlepšení vašich dovedností v oblasti návrhu architektury API.
Výukové zdroje
#1. Zvládnutí architektury API: Návrh, provoz a vývoj systémů založených na API
Tato kniha poskytuje základy API a praktické postupy pro návrh, vývoj a testování API.
Učí vás, jak konfigurovat a nasazovat API systémy, a to včetně API bran, servisních sítí, zabezpečení, TLS a OAuth2.
#2. Softwarová architektura: REST API Design – Kompletní průvodce
Tento kurz o softwarové architektuře je určen pro ty, kteří se chtějí naučit o RESTful API a jejich návrhu.
Zahrnuje ověřování, autorizaci, dokumentaci REST API a techniky pro optimalizaci výkonu. Důležitá je také sekce o základech HTTP a testovacím nástroji Postman API.
#3. Návrh, vývoj a správa REST API
Kurzy na různých platformách pro správu API, jako jsou Swagger, Apigee a Mulesoft, jsou klíčovým prvkem tohoto kurzu, který je určen pro ty, kteří chtějí prozkoumat aplikace REST API a jejich architekturu.
#4. Návrh RESTful API: Naučte se navrhovat API od nuly
Tento kurz vás naučí vytvářet REST API od začátku. Zahrnuje požadavky, odpovědi, návrh API a operace. Je vhodný pro začátečníky, kteří se chtějí naučit základy REST.
Závěrečná slova
Výběr optimální architektury API závisí na vašich obchodních a technických cílech, potřebách integrace, výkonu, zabezpečení a škálovatelnosti.
Dále můžete nastartovat svou kariéru v testování softwaru pomocí doporučených kurzů a zdrojů.