رابط برنامه‌نویسی کاربردی (API) چیست؟

APIها مکانیزم‌هایی هستند که به دو مؤلفه نرم‌افزاری اجازه می‌دهند تا با یکدیگر ارتباط برقرار کنند و از مجموعه‌ای از تعاریف و پروتکل‌ها استفاده کنند. به عنوان مثال، سیستم نرم‌افزاری اداره هواشناسی شامل داده‌های روزانه آب و هوا است. اپلیکیشن هواشناسی روی تلفن شما از طریق APIها با این سیستم ارتباط برقرار می‌کند و به شما به‌روزرسانی‌های روزانه آب و هوا را نمایش می‌دهد.

API مخفف چیست؟

API مخفف عبارت “رابط برنامه‌نویسی کاربردی” (Application Programming Interface) است. در زمینه APIها، واژه “برنامه” به هر نرم‌افزاری با یک عملکرد مشخص اشاره دارد. “رابط” را می‌توان به‌عنوان یک قرارداد خدمات بین دو برنامه در نظر گرفت. این قرارداد نحوه ارتباط دو برنامه با یکدیگر را از طریق درخواست‌ها و پاسخ‌ها تعریف می‌کند. مستندات API شامل اطلاعاتی است که به توسعه‌دهندگان کمک می‌کند تا درخواست‌ها و پاسخ‌های خود را به درستی ساختاربندی کنند.

APIها چگونه کار می‌کنند؟

معماری API معمولاً در قالب کلاینت و سرور توضیح داده می‌شود. برنامه‌ای که درخواست را ارسال می‌کند، کلاینت نامیده می‌شود و برنامه‌ای که پاسخ را ارسال می‌کند، سرور نام دارد. بنابراین در مثال هواشناسی، دیتابیس آب و هوای اداره، سرور است و اپلیکیشن موبایل، کلاینت است.

APIها می‌توانند به چهار روش مختلف کار کنند که بستگی به زمان و دلیل ایجاد آن‌ها دارد.

SOAP APIها

این APIها از پروتکل دسترسی ساده به اشیاء (Simple Object Access Protocol) استفاده می‌کنند. کلاینت و سرور با استفاده از XML پیام‌ها را تبادل می‌کنند. این نوع API انعطاف‌پذیری کمتری دارد و در گذشته محبوب‌تر بود.

RPC APIها

این APIها به نام فراخوانی رویه از راه دور (Remote Procedure Calls) شناخته می‌شوند. کلاینت یک تابع (یا رویه) را بر روی سرور اجرا می‌کند و سرور خروجی را به کلاینت ارسال می‌کند.

Websocket APIها 

API Websocket یک توسعه مدرن دیگر در وب API است که از اشیاء JSON برای انتقال داده‌ها استفاده می‌کند. یک API WebSocket از ارتباط دوطرفه بین برنامه‌های کلاینت و سرور پشتیبانی می‌کند و می‌تواند پیام‌های بازگشتی به کلاینت‌های متصل ارسال کند که این امر آن را نسبت به APIهای REST کارآمدتر می‌سازد.

REST APIها 

این APIها محبوب‌ترین و انعطاف‌پذیرترین APIهایی هستند که امروزه در وب یافت می‌شوند. کلاینت درخواست‌ها را به سرور به‌عنوان داده ارسال می‌کند. سرور از ورودی کلاینت برای شروع عملکردهای داخلی استفاده کرده و داده‌های خروجی را به کلاینت بازمی‌گرداند. در ادامه به جزئیات بیشتری درباره APIهای REST خواهیم پرداخت.

APIهای REST چیست؟

REST مخفف “انتقال وضعیت نمایشی” (Representational State Transfer) است. REST مجموعه‌ای از توابع مانند GET، PUT، DELETE و غیره را تعریف می‌کند که کلاینت‌ها می‌توانند برای دسترسی به داده‌های سرور از آن‌ها استفاده کنند. کلاینت‌ها و سرورها داده‌ها را با استفاده از HTTP تبادل می‌کنند.

ویژگی اصلی API REST عدم حفظ وضعیت است. عدم حفظ وضعیت به این معنی است که سرورها داده‌های کلاینت را بین درخواست‌ها ذخیره نمی‌کنند. درخواست‌های کلاینت به سرور مشابه URLهایی هستند که شما در مرورگر خود برای بازدید از یک وب‌سایت تایپ می‌کنید. پاسخ از سرور داده‌ای ساده است، بدون نمای گرافیکی معمول یک صفحه وب.

API وب چیست؟

API وب یا API خدمات وب، رابط پردازش برنامه‌ای بین یک سرور وب و مرورگر وب است. تمام خدمات وب API هستند، اما همه APIها خدمات وب نیستند. API REST نوع خاصی از API وب است که از سبک معماری استاندارد توضیح داده شده در بالا استفاده می‌کند.

اصطلاحات مختلفی که در مورد APIها وجود دارد، مانند API جاوا یا APIهای خدماتی، به این دلیل است که به طور تاریخی، APIها قبل از ظهور وب جهانی ایجاد شدند. APIهای وب مدرن، APIهای REST هستند و این اصطلاحات می‌توانند به‌طور متناوب استفاده شوند.

ادغام‌های API چیست؟

ادغام‌های API مؤلفه‌های نرم‌افزاری هستند که به‌طور خودکار داده‌ها را بین کلاینت‌ها و سرورها به‌روزرسانی می‌کنند. برخی از مثال‌های ادغام API شامل همگام‌سازی خودکار داده‌ها به فضای ابری از گالری تصاویر تلفن شما یا همگام‌سازی زمان و تاریخ به‌طور خودکار بر روی لپ‌تاپ شما هنگام سفر به منطقه زمانی دیگر است. شرکت‌ها نیز می‌توانند از آن‌ها برای خودکارسازی بسیاری از عملکردهای سیستم به‌طور کارآمد استفاده کنند.

مزایای APIهای REST چیست؟

APIهای REST چهار مزیت اصلی دارند:

۱. ادغام
APIها برای ادغام برنامه‌های جدید با سیستم‌های نرم‌افزاری موجود استفاده می‌شوند. این امر سرعت توسعه را افزایش می‌دهد زیرا هر عملکرد نیازی به نوشتن از ابتدا ندارد. شما می‌توانید از APIها برای بهره‌برداری از کدهای موجود استفاده کنید.

۲. نوآوری
صنایع کامل می‌توانند با ورود یک اپلیکیشن جدید تغییر کنند. کسب‌وکارها باید به‌سرعت پاسخ دهند و از استقرار سریع خدمات نوآورانه حمایت کنند. آن‌ها می‌توانند این کار را با ایجاد تغییرات در سطح API انجام دهند بدون اینکه نیازی به نوشتن مجدد کل کد باشد.

۳. گسترش
APIها فرصت منحصر به فردی برای کسب‌وکارها فراهم می‌کنند تا نیازهای مشتریان خود را در سکوهای مختلف برآورده کنند. به عنوان مثال، API نقشه‌ها اجازه می‌دهد تا اطلاعات نقشه از طریق وب‌سایت‌ها، اندروید، iOS و غیره یکپارچه شود. هر کسب‌وکاری می‌تواند با استفاده از APIهای رایگان یا پولی به دیتابیس‌های داخلی خود دسترسی مشابهی ارائه دهد.

۴. سهولت نگهداری
API به‌عنوان یک دروازه بین دو سیستم عمل می‌کند. هر سیستم موظف است تغییرات داخلی را اعمال کند تا API تحت تأثیر قرار نگیرد. به این ترتیب، هرگونه تغییرات کد آینده توسط یک طرف بر طرف دیگر تأثیر نمی‌گذارد.

انواع مختلف APIها کدام است؟

APIها بر اساس معماری و دامنه استفاده طبقه‌بندی می‌شوند. ما قبلاً انواع اصلی معماری API را بررسی کرده‌ایم، بنابراین بیایید به دامنه استفاده آن نگاهی بیندازیم.

۱. APIهای خصوصی
این APIها داخلی هستند و فقط برای اتصال سیستم‌ها و داده‌ها درون کسب‌وکار استفاده می‌شوند.

۲. APIهای عمومی
این APIها برای عموم آزاد هستند و ممکن است توسط هر کسی استفاده شوند. ممکن است برخی مجوزها و هزینه‌ها برای این نوع APIها وجود داشته باشد یا نداشته باشد.

۳. APIهای شریک
این APIها فقط برای توسعه‌دهندگان خارجی مجاز قابل دسترسی هستند تا به همکاری‌های کسب‌وکار به بیزنس کمک کنند.

۴. APIهای ترکیبی
این APIها دو یا چند API مختلف را ترکیب می‌کنند تا نیازهای پیچیده سیستم یا رفتارهای خاص را برآورده کنند.

API endpoint چیست و چرا مهم است؟

API endpoint آخرین نقاط تماس در سیستم ارتباطی API هستند. این شامل URLهای سرور، خدمات و سایر مکان‌های دیجیتال خاص است که از آن‌ها اطلاعات بین سیستم‌ها ارسال و دریافت می‌شود. API endpoint برای کسب‌وکارها به دو دلیل اصلی حیاتی هستند:

۱. امنیت
API endpoint سیستم را در معرض حمله قرار می‌دهند. نظارت بر API برای جلوگیری از سوءاستفاده بسیار مهم است.

۲. عملکرد
API endpoint، به‌ویژه نقاط پر ترافیک، می‌توانند باعث ایجاد گلوگاه‌ها شوند و بر عملکرد سیستم تأثیر بگذارند.

چگونه یک API REST را ایمن کنیم؟

تمام APIها باید از طریق احراز هویت و نظارت مناسب ایمن شوند. دو روش اصلی برای ایمن‌سازی APIهای REST شامل موارد زیر است:

۱. توکن‌های احراز هویت
این توکن‌ها برای مجاز کردن کاربران جهت انجام API call استفاده می‌شوند. توکن‌های احراز هویت بررسی می‌کنند که آیا کاربران همان‌طور که ادعا می‌کنند هستند و آیا دسترسی لازم برای آن API call خاص را دارند. به عنوان مثال، زمانی که شما به سرور ایمیل خود وارد می‌شوید، کلاینت ایمیل شما از توکن‌های احراز هویت برای دسترسی امن استفاده می‌کند.

۲. کلیدهای API
کلیدهای API برنامه یا اپلیکیشنی را که API call را انجام می‌دهد، تأیید می‌کنند. آن‌ها برنامه را شناسایی کرده و اطمینان حاصل می‌کنند که دسترسی لازم برای انجام آن API call خاص را دارد. کلیدهای API به اندازه توکن‌ها ایمن نیستند، اما امکان نظارت بر API را فراهم می‌کنند تا داده‌هایی درباره استفاده از آن جمع‌آوری شود. شما ممکن است هنگام بازدید از وب‌سایت‌های مختلف، رشته‌ای طولانی از کاراکترها و اعداد را در URL مرورگر خود مشاهده کنید. این رشته یک کلید API است که وب‌سایت برای انجام API callهای داخلی استفاده می‌کند.

چگونه یک API بسازیم؟

توجه و تلاش لازم است تا یک API بسازید که توسعه‌دهندگان دیگر بخواهند با آن کار کنند و به آن اعتماد کنند. این پنج مرحله برای طراحی API با کیفیت بالا ضروری است:

۱. برنامه‌ریزی API
مشخصات API، مانند OpenAPI، نقشه‌راه طراحی API شما را فراهم می‌کند. بهتر است در ابتدا به موارد استفاده مختلف فکر کنید و اطمینان حاصل کنید که API مطابق با استانداردهای فعلی توسعه API طراحی شده است.

۲. ساخت API
طراحان API از کدهای نمونه برای پروتوتایپ APIها استفاده می‌کنند. پس از آزمایش پروتوتایپ، توسعه‌دهندگان می‌توانند آن را به مشخصات داخلی سفارشی کنند.

۳. آزمایش API
آزمایش API مشابه آزمایش نرم‌افزار است و باید انجام شود تا از بروز اشکالات و نقص‌ها جلوگیری شود. ابزارهای آزمایش API می‌توانند برای تست قدرت API در برابر حملات سایبری استفاده شوند.

۴. مستندسازی API
در حالی که APIها خود توضیحی هستند، مستندات API به‌عنوان راهنمایی برای بهبود قابلیت استفاده عمل می‌کند. APIهای مستند شده به‌خوبی که طیف وسیعی از عملکردها و موارد استفاده را ارائه می‌دهند، معمولاً در معماری مبتنی بر خدمات محبوب‌تر هستند.

۵. بازاریابی API
همان‌طور که آمازون یک بازار آنلاین برای خرده‌فروشی است، بازارهای API برای توسعه‌دهندگان وجود دارند تا APIهای دیگر را خرید و فروش کنند. فهرست کردن API شما می‌تواند به شما کمک کند تا از آن درآمد کسب کنید.

آزمایش API چیست؟

استراتژی‌های آزمایش API مشابه سایر روش‌های آزمایش نرم‌افزار هستند. تمرکز اصلی بر روی اعتبارسنجی پاسخ‌های سرور است. آزمایش API شامل موارد زیر است:

• انجام چندین درخواست به API endpoint برای آزمایش عملکرد.
• نوشتن تست‌های واحد برای بررسی منطق کسب‌وکار و صحت عملکرد.
• آزمایش امنیتی با شبیه‌سازی حملات سیستم.

چگونه مستندات API بنویسیم؟

نوشتن مستندات جامع API بخشی از فرآیند مدیریت API است. مستندات API می‌تواند به‌صورت خودکار با استفاده از ابزارها تولید شود یا به‌صورت دستی نوشته شود. برخی از بهترین شیوه‌ها شامل موارد زیر است:

• نوشتن توضیحات به زبان ساده و قابل فهم. مستندات تولید شده توسط ابزارها می‌توانند طولانی شوند و نیاز به ویرایش داشته باشند.
• استفاده از نمونه‌های کد برای توضیح عملکرد.
• نگهداری مستندات به‌گونه‌ای که دقیق و به‌روز باشد.
• هدف‌گذاری سبک نوشتن برای مبتدیان.
• پوشش دادن تمام مشکلاتی که API می‌تواند برای کاربران حل کند.

چگونه از یک API استفاده کنیم؟

مراحل پیاده‌سازی یک API جدید شامل موارد زیر است:

1. دریافت کلید API. این کار با ایجاد یک حساب کاربری تأیید شده با ارائه‌دهنده API انجام می‌شود.
2. راه‌اندازی یک کلاینت HTTP رابط برنامه‌نویسی کاربردی. این ابزار به شما اجازه می‌دهد تا درخواست‌های API را به‌راحتی با استفاده از کلیدهای API دریافتی ساختاربندی کنید.
3. اگر کلاینت API ندارید، می‌توانید سعی کنید درخواست را خودتان در مرورگر خود ساختاربندی کنید و به مستندات API مراجعه کنید.
4. ۴. هنگامی که با نحو جدید API راحت شدید، می‌توانید از آن در کد خود استفاده کنید.

کجا می‌توانم APIهای جدید پیدا کنم؟

APIهای وب جدید را می‌توان در بازارهای API و دایرکتوری‌های API یافت. بازارهای API پلتفرم‌های باز هستند که هر کسی می‌تواند API را برای فروش فهرست کند. دایرکتوری‌های API مخازن کنترل شده‌ای هستند که توسط مالک دایرکتوری تنظیم می‌شوند. طراحان API خبره ممکن است قبل از افزودن یک API جدید به دایرکتوری خود، آن را ارزیابی و آزمایش کنند.

برخی از وب‌سایت‌های محبوب API شامل موارد زیر هستند:

•  Rapid API – بزرگ‌ترین بازار جهانی API با بیش از ۱۰۰۰۰ API عمومی و ۱ میلیون توسعه‌دهنده فعال در سایت. RapidAPI به کاربران اجازه می‌دهد تا APIها را مستقیماً در پلتفرم آزمایش کنند قبل از اینکه تصمیم به خرید بگیرند.
• Public APIs – این پلتفرم APIهای از راه دور را به ۴۰ دسته تخصصی تقسیم می‌کند که مرور و پیدا کردن API مناسب را آسان‌تر می‌کند.
• APIForThat و APIList – هر دو این وب‌سایت‌ها لیست‌های بیش از ۵۰۰ مورد API وب را همراه با اطلاعات عمیق در مورد نحوه استفاده از آن‌ها ارائه می‌دهند.

API Gateway چیست؟

API Gateway یک ابزار مدیریت API برای مشتریان شرکتی است که از مجموعه گسترده‌ای از خدمات پشتیبان استفاده می‌کنند. API Gateway معمولاً وظایف مشترکی مانند احراز هویت کاربر، آمار و مدیریت نرخ را که در تمام API callها کاربرد دارد، مدیریت می‌کند.

Amazon API Gateway یک سرویس کاملاً مدیریت شده است که ایجاد، انتشار، نگهداری، نظارت و ایمن‌سازی APIها را در هر مقیاسی برای توسعه‌دهندگان آسان می‌کند. این سرویس تمام وظایف مربوط به پذیرش و پردازش هزاران API call همزمان را مدیریت می‌کند، از جمله مدیریت ترافیک، پشتیبانی از CORS، مجوز، کنترل دسترسی، محدودسازی، نظارت و مدیریت نسخه API.

GraphQL چیست؟

GraphQL یک زبان پرس‌وجو است که به‌طور خاص برای APIها توسعه یافته است. این زبان اولویت را به ارائه دقیق داده‌هایی که کلاینت‌ها درخواست می‌کنند و نه بیشتر، می‌دهد. GraphQL به گونه‌ای طراحی شده است که APIها سریع، انعطاف‌پذیر و مناسب برای توسعه‌دهندگان باشند. به‌عنوان یک جایگزین برای REST، GraphQL به توسعه‌دهندگان فرانت‌اند این امکان را می‌دهد که با یک اندپوینت GraphQL به چندین دیتابیس، میکروسرویس و API پرس‌وجو کنند. سازمان‌ها به دلیل اینکه GraphQL به آن‌ها کمک می‌کند تا برنامه‌ها را سریع‌تر توسعه دهند، تصمیم به ساخت API با استفاده از GraphQL می‌گیرند.

AWS AppSync یک سرویس کاملاً مدیریت شده است که توسعه APIهای GraphQL را با مدیریت بار سنگین اتصال ایمن به منابع داده‌ای مانند AWS DynamoDB، AWS Lambda و غیره آسان می‌کند. AWS AppSync می‌تواند به‌روزرسانی‌های داده در زمان واقعی را از طریق Websockets به میلیون‌ها کلاینت ارسال کند. برای برنامه‌های موبایل و وب، AppSync همچنین دسترسی به داده‌های محلی را زمانی که دستگاه‌ها آفلاین هستند، فراهم می‌کند. پس از استقرار، AWS AppSync به‌طور خودکار موتور اجرای API GraphQL را برای برآورده کردن حجم درخواست‌های API مقیاس می‌دهد.