API (lietojumprogrammu saskarne): API: definīcija, funkcionalitāte un lietojumprogrammas

Kas ir API?

API (saīsinājums no Application Programming Interface - lietojumprogrammu saskarne) ir būtiska mūsdienu programmatūras izstrādes sastāvdaļa. Tā ļauj dažādām lietojumprogrammām, sistēmām un tīmekļa pakalpojumiem savstarpēji sazināties un apmainīties ar datiem. Būtībā API ir komandu, funkciju, protokolu un objektu kopums, ko izstrādātāji var izmantot, lai izveidotu programmatūru vai mijiedarbotos ar ārējām sistēmām.

API darbojas kā tilts starp dažādām programmatūras sastāvdaļām un ievērojami atvieglo datu apmaiņu. Tās nodrošina izstrādātājus ar standartizētām komandām vispārīgu darbību izpildei, lai kodi nebūtu jāraksta no nulles. Tas paātrina izstrādes procesu un veicina programmatūras izstrādes efektivitāti.

Svarīgs API aspekts ir tas, ka tie slēpj pamatā esošo sistēmu sarežģītību. Lietojumprogrammām nav jāzina citu programmu darbības detaļas; tām tikai jāzina, kā izmantot API, lai piekļūtu vajadzīgajiem datiem, funkcijām vai pakalpojumiem. Šī abstrakcijas koncepcija ļauj jaunām programmām balstīties uz esošo programmu darbu, nezinot to iekšējo struktūru.

Kā darbojas API

API darbojas pēc vienkārša pieprasījuma un atbildes principa starp klientiem un serveriem. Lietojumprogrammu, kas veic pieprasījumu, sauc par klientu, savukārt serveris sniedz atbildi. API darbojas kā starpnieks, kas izveido savienojumu starp abām pusēm.

Tipiska API saziņas secība ir šāda:

1. Klients nosūta pieprasījumu API.
2. API pārsūta šo pieprasījumu uz serveri.
3. Serveris apstrādā pieprasījumu un nosūta atbildi atpakaļ uz API.
4. API šo atbildi nosūta klientam.

API nodrošina, ka ir pieejami tikai ārējiem lietotājiem autorizētie dati, un tādējādi īsteno selektīvu piekļuves kontroli serverim. Tas palielina drošību un datu efektivitāti, jo tiek kopīgota tikai attiecīgā informācija.

API veidi

Ir dažādi API veidi, kas tiek diferencēti atkarībā no lietojuma gadījumiem un piekļuves pilnvarām:

1. Privātās/iekšējās API: Tie ir pieejami tikai organizācijas iekšienē un nav publiski pieejami. Tos bieži izmanto, lai savienotu iekšējās sistēmas un lietojumprogrammas savā starpā.
2. Partneru API: Tie ir pieejami ārējiem partneriem, lai veicinātu sadarbību. Tas ļauj partneruzņēmumiem piekļūt noteiktām funkcijām un datiem, lai izstrādātu integrētus risinājumus.
3. Publiskās API: Tie ir pieejami jebkuram izstrādātājam un ļauj integrēt pakalpojumus savās lietojumprogrammās. Kā piemēru var minēt Google, Facebook vai Twitter API.
4. Saliktās API: Tās apvieno vairākas API, lai veiktu sarežģītākas darbības. Tas ir īpaši noderīgi mikropakalpojumu arhitektūrās, kur vairākiem pakalpojumiem ir jāsadarbojas.

Kopējās API arhitektūras

Visbiežāk izmantotās API arhitektūras ir šādas.

1. REST (Representational State Transfer): Šī arhitektūra tiek plaši izmantota, un tās pamatā ir HTTP protokols. REST API ir bezstāvokļu un izmanto standartizētas metodes, piemēram, GET, POST, PUT un DELETE. Tās ir pazīstamas ar savu vienkāršību un mērogojamību.
2. SOAP (Simple Object Access Protocol): Protokols, kas ziņojumu apmaiņai izmanto XML un kuram ir stingrāki standarti nekā REST. SOAP API piedāvā paplašinātas drošības un transakciju funkcijas, taču to īstenošana ir sarežģītāka.
3. GraphQL: Jaunāka API tehnoloģija, kas ļauj klientiem pieprasīt tieši tos datus, kas tiem ir nepieciešami. Tas samazina datu pārsūtīšanu un palielina efektivitāti, jo īpaši sarežģītu vaicājumu gadījumā.
4. WebSocket: Nodrošina divvirzienu reāllaika saziņu starp klientu un serveri. WebSockets ir ideāli piemērotas lietojumprogrammām, kurās nepieciešamas nepārtrauktas datu plūsmas, piemēram, tērzēšanas vai tiešraides atjauninājumi.

API priekšrocības

API izmantošana sniedz daudzas priekšrocības:

1. Efektivitāte: API ļauj atkārtoti izmantot kodu un funkcijas, kas saīsina izstrādes laiku. Izstrādātāji var izmantot esošos pakalpojumus un funkcijas, nevis izstrādāt visu no nulles.
2. mērogojamība: API modularitāte atvieglo sistēmu paplašināšanu un mērogošanu. Tas ir īpaši svarīgi augošiem uzņēmumiem, kuriem nepieciešams elastīgi pielāgot infrastruktūru.
3. Integrācija: API atvieglo dažādu sistēmu un pakalpojumu integrāciju gan uzņēmumā, gan ar ārējiem partneriem. Tas veicina netraucētu sadarbību un datu apmaiņu.
4. Inovācijas: Izstrādātāji var balstīties uz esošajiem pakalpojumiem un radīt jaunas, inovatīvas lietojumprogrammas. API nodrošina pamatu radošiem risinājumiem un jauniem uzņēmējdarbības modeļiem.
5. Piekļuve datiem: API nodrošina kontrolētu piekļuvi datiem un funkcijām, neapdraudot drošību. Tādējādi tiek nodrošināta sensitīvas informācijas aizsardzība.
6. Automatizācija: API ļauj automatizēt procesus, tādējādi palielinot efektivitāti un samazinot cilvēka kļūdu skaitu.
7. Izmaksu ietaupījums: Izmantojot esošās API, uzņēmumi var samazināt izstrādes un uzturēšanas izmaksas.

API drošība

API drošība ir ļoti svarīga, jo ar tām bieži tiek pārraidīti sensitīvi dati. Parasti tiek veikti šādi drošības pasākumi:

1. Autentifikācija: Pārliecinieties, ka piekļuve ir tikai autorizētiem lietotājiem. To var izdarīt, izmantojot API atslēgas, OAuth vai citas autentifikācijas metodes.
2. Pilnvarojums: Kontrole, kuriem resursiem autentificētam lietotājam ir atļauts piekļūt. Šajā gadījumā parasti izmanto uz lomām balstītu piekļuves kontroli.
3. Šifrēšana: Pārsūtīto datu aizsardzība pret nesankcionētu piekļuvi. TLS (Transport Layer Security) ir kopīgs protokols datu pārraides šifrēšanai.
4. Likmes ierobežošana: ierobežot pieprasījumu skaitu, ko klients var veikt noteiktā laika periodā. Tas novērš ļaunprātīgu izmantošanu un aizsargā pret pakalpojuma atteikuma uzbrukumiem.
5. API vārti: Centralizēta API datplūsmas pārvaldība un uzraudzība. API vārti piedāvā papildu drošības funkcijas, piemēram, autentifikāciju, autorizāciju un ierobežošanu.
6. Ievades validēšana: Pārliecinieties, ka visi ienākošie dati ir pareizi un droši, lai novērstu tādus uzbrukumus kā SQL injekcijas vai vietnes skriptu šķērssituāciju (XSS).
7. Reģistrēšana un uzraudzība: API datplūsmas uzraudzība un darbību reģistrēšana, lai atklātu un atrisinātu drošības incidentus.

API dokumentācija un standarti

Lai efektīvi izmantotu API, ir ļoti svarīgi izveidot labu API dokumentāciju. Tajā jābūt detalizētai informācijai par pieejamajiem galapunktiem, pieprasījumu un atbilžu formātiem un lietošanas piemēriem. Tādi standarti kā OpenAPI (agrāk Swagger) palīdz standartizēt API dokumentāciju un padarīt to mašīnlasāmu.

Visaptveroša dokumentācija veicina izstrādātāju draudzīgumu un samazina apgūšanas līkni, jo izstrādātājiem tiek sniegti skaidri norādījumi un piemēri API integrēšanai. Turklāt konsekventi dokumentācijas standarti veicina API kvalitāti un uzturēšanas iespējas.

API mitināšana un nodrošināšana

Ir dažādi veidi, kā izvietot un nodrošināt API:

1. Mākoņtelevīzija: Mākoņpakalpojumu, piemēram, AWS, Google Cloud vai Azure, izmantošana elastīgai mērogošanai un globālai pieejamībai. Mākoņtelevīzija nodrošina augstu pieejamību, automātisku mērogošanu un integrētas drošības funkcijas.
2. Pašapkalpošanās: API nodrošināšana jūsu serveros vai jūsu infrastruktūrā. Tas nodrošina pilnīgu kontroli pār vidi, bet prasa vairāk resursu uzturēšanai un drošībai.
3. Bezserveru hostings: Serverless platformu, piemēram, AWS Lambda vai Google Cloud Functions, izmantošana uz notikumiem balstītiem API. Bezserveru hostings samazina darbības izmaksas un nodrošina automātisku mērogošanu atkarībā no faktiskā pieprasījuma.
4. API pārvaldības platformas: Specializēti pakalpojumi, kas atvieglo API mitināšanu, pārvaldību un uzraudzību. Tādas platformas kā Apigee vai MuleSoft piedāvā visaptverošus rīkus API dzīves cikla pārvaldībai.

API izstrādes labākā prakse

Lai izstrādātu augstas kvalitātes un ilgtspējīgas API, izstrādātājiem jāievēro dažas labākās prakses:

• Skaidri un konsekventi nosaukumi: Izmantojiet unikālus un aprakstošus galapunktu un resursu nosaukumus, lai uzlabotu saprotamību.
• Versionēšana: Īsteno skaidru versiju stratēģiju, lai izvairītos no savietojamības problēmām ar atjauninājumiem. Piemēram, versijas var norādīt URL adresē vai galvenē.
• Kļūdu apstrāde: Sniedziet jēgpilnus kļūdu ziņojumus, kas palīdz izstrādātājiem ātri identificēt un atrisināt problēmas.
• Dokumentācija: Nodrošināt visaptverošu un atjauninātu dokumentāciju, kas aptver visus API aspektus, tostarp lietošanas gadījumus un bieži uzdotos jautājumus.
• Testēšana: Veikt regulārus testus, lai nodrošinātu API funkcionalitāti, veiktspēju un drošību. Automatizēti testi var sniegt būtisku ieguldījumu šajā jomā.
• mērogojamība: Izstrādājiet API tā, lai, pieaugot lietojumam, to varētu paplašināt, nodrošinot augstu pieejamību un veiktspēju.
• Drošība: Ieviest visaptverošus drošības pasākumus, lai aizsargātu datus un lietojumprogrammas no nesankcionētas piekļuves.
• Saņemiet atsauksmes: Nepārtraukti apkopojiet atsauksmes no API lietotājiem, lai veiktu uzlabojumus un pielāgojumus.

Problēmas API izmantošanā

Neraugoties uz daudzajām priekšrocībām, izmantojot API, ir arī problēmas:

• Savietojamības problēmas: API izmaiņas var radīt savietojamības problēmas, jo īpaši, ja vecākās versijas vairs netiek atbalstītas.
• Drošības riski: API var būt vārti uzbrukumiem, ja tie nav pienācīgi nodrošināti.
• Veiktspējas problēmas: Liela izmantošana var pārslogot API, kas pasliktina veiktspēju. Tāpēc ir svarīgi izveidot labu mērogošanas stratēģiju.
• Integrācijas sarežģītība: API integrēšana var būt sarežģīta, jo īpaši, ja tiek izmantotas dažādas API vai ja dokumentācija ir nepietiekama.
• Atkarības: Atkarība no trešo pušu API var radīt problēmas, ja pakalpojumu sniedzējs veic izmaiņas vai pārtrauc pakalpojuma sniegšanu.

API nākotne

API izstrādes nākotne ir daudzsološa, un to raksturo vairākas tendences:

1. Mikroservisu arhitektūras: Saziņā starp mikropakalpojumiem galvenā loma ir API. Šī arhitektūra nodrošina lietojumprogrammu modulāru un mērogojamu izstrādi.
2. IoT (lietu internets): API ļauj izveidot IoT ierīču tīklu un kontroli, nodrošinot standartizētu saziņas saskarni.
3. mākslīgais intelekts un mašīnmācīšanās: API padara mākslīgā intelekta funkcijas pieejamas izstrādātājiem, tādējādi atvieglojot inteliģento funkciju integrēšanu lietojumprogrammās.
4. API orientēta attīstība: Pieeja, kurā API jau no paša sākuma tiek uzskatīts par programmatūras arhitektūras centrālo komponentu. Tas veicina labāku plānošanu un integrāciju.
5. Reālā laika API: Pieaug reāllaika datu pārraides un apstrādes nozīme, lai lietojumprogrammas kļūtu vēl interaktīvākas un ātrāk reaģētu.
6. Automatizācija un DevOps: API integrēšana automatizētajos izstrādes un darbības procesos, lai atbalstītu nepārtrauktu integrāciju un piegādi (CI/CD).
7. GraphQL un citas specializētās tehnoloģijas: API tehnoloģiju, piemēram, GraphQL, kas ļauj veikt elastīgākus un efektīvākus datu pieprasījumus, tālāka attīstība.

Praktiski API lietojumprogrammu piemēri

API tiek izmantoti daudzās jomās, lai radītu inovatīvus risinājumus un optimizētu uzņēmējdarbības procesus:

• E-komercija: API ļauj integrēt maksājumu pakalpojumus, piegādes informāciju un produktu datus, lai nodrošinātu vienotu iepirkšanās pieredzi.
• Sociālie tīkli: Tādas platformas kā Facebook, Twitter un Instagram piedāvā API, kas ļauj izstrādātājiem piekļūt lietotāju profiliem, ziņām un citām funkcijām.
• Finanšu pakalpojumi: Bankas un finanšu iestādes izmanto API, lai integrētu maksājumu apstrādi, konta informāciju un finanšu analīzi.
• Veselības aprūpe: API nodrošina drošu pacientu datu, apmeklējumu un medicīniskās informācijas apmaiņu starp dažādām sistēmām.
• Ceļošana un transports: API integrē lidojumu rezervācijas, viesnīcu rezervācijas un satiksmes datus, lai piedāvātu visaptverošus ceļojumu plānošanas pakalpojumus.
• Izglītība: Izglītības platformas izmanto API, lai integrētu kursu saturu, lietotāju administrēšanu un eksaminācijas funkcijas.
• Viedās mājas un IoT: API ļauj kontrolēt un automatizēt mājsaimniecības ierīces, drošības kameras un citas tīkla ierīces.

API uzņēmuma stratēģijā

Uzņēmumiem API ir ne tikai tehniski rīki, bet biznesa stratēģijas neatņemama sastāvdaļa. Tie ļauj izveidot ekosistēmas, kurās iekšējās lietojumprogrammas un ārējie partneri var netraucēti sadarboties. API var uzskatīt par produktu, kas pats par sevi piedāvā pievienoto vērtību citiem uzņēmumiem.

Nodrošinot API, uzņēmumi var izmantot jaunus ieņēmumu avotus, piedāvājot piekļuvi saviem pakalpojumiem par maksu. API veicina arī inovācijas, jo ārējie izstrādātāji var izmantot esošās platformas un izstrādāt jaunas lietojumprogrammas.

Vēl viena stratēģiska API priekšrocība ir elastības veicināšana. Uzņēmumi var ātrāk reaģēt uz tirgus izmaiņām, izmantojot esošās API un elastīgi sniedzot jaunus pakalpojumus.

API izstrādes rīki un platformas

API izstrādi un pārvaldību atbalsta dažādi rīki un platformas, kas aptver visu API dzīves ciklu:

• Swagger/OpenAPI: RESTful API projektēšanas, izveides, dokumentēšanas un lietošanas sistēma. OpenAPI specifikācijas atvieglo sadarbību un automatizāciju API izstrādē.
• Pastnieks: Populārs rīks API testēšanai, dokumentēšanai un pārvaldīšanai. Postman piedāvā plašas funkcijas API testu automatizēšanai un komandas sadarbībai.
• Apigee: Google API pārvaldības platforma, kas piedāvā tādas funkcijas kā API drošība, analīze, uzraudzība un monetizācija.
• MuleSoft Anypoint platforma: Visaptveroša API izstrādes, attīstības un pārvaldības platforma, kas ļauj uzņēmumiem ātri un droši ieviest API.
• AWS API vārtejas: Amazon Web Services pakalpojums, kas atvieglo API izveidi, publicēšanu, uzturēšanu, uzraudzību un drošību.
• GraphQL rīki: GraphQL API izstrādi un pārvaldību atbalsta dažādi rīki un bibliotēkas, piemēram, Apollo un Relay.

API pārvaldība un vadība

Lai nodrošinātu API kvalitāti, drošību un konsekvenci, ļoti svarīga ir efektīva API pārvaldība un vadība. Pārvaldības modeļi ietver vadlīnijas, standartus un labāko praksi, kas aptver visu API dzīves ciklu.

API pārvaldības galvenie aspekti ir šādi.

• Versionēšana: Dažādu API versiju pārvaldība, lai nodrošinātu atpakaļejošo savietojamību un vienlaikus varētu ieviest jaunas funkcijas.
• Uzraudzība un analīze: API izmantošanas, veiktspējas un kļūdu uzraudzība, lai varētu proaktīvi reaģēt uz problēmām.
• Drošības pārvaldība: Drošības pasākumu īstenošana un pārvaldība, lai aizsargātu API no apdraudējumiem.
• Izstrādātāju portāli: Platformu nodrošināšana, kurās izstrādātāji var atrast dokumentāciju, SDK un atbalstu, lai atvieglotu API integrāciju.
• Ātruma ierobežošana un droseļošana: Kontrolēt API izmantošanu, lai nodrošinātu taisnīgu resursu sadali un izvairītos no pārslodzes.

API un datu aizsardzība

Datu aizsardzība ir ļoti svarīgs aspekts API izstrādē un izmantošanā. Uzņēmumiem ir jānodrošina, ka tie ievēro piemērojamos datu aizsardzības likumus un noteikumus, piemēram, Eiropas Savienības Vispārīgo datu aizsardzības regulu (GDPR).

Svarīgi datu aizsardzības pasākumi ir šādi.

• Datu minimizēšana: Tikai tādu datu vākšana un apstrāde, kas ir absolūti nepieciešami attiecīgajam pieteikumam.
• Anonimizācija un pseidonimizācija: Personas datu aizsardzība, izmantojot anonimizāciju vai pseidonimizāciju, lai aizsargātu lietotāju identitāti.
• Pārredzamība: Skaidra saziņa par to, kādi dati tiek vākti, kā tie tiek izmantoti un kādas tiesības ir lietotājiem.
• Regulāras revīzijas: veikt drošības un datu aizsardzības pārbaudes, lai nodrošinātu API atbilstību juridiskajām prasībām.
• Lietotāju piekrišana: lietotāju piekrišanas iegūšana viņu datu apstrādei, jo īpaši sensitīvas informācijas gadījumā.

Secinājums

API ir mūsdienu programmatūras izstrādes un digitālo ekosistēmu mugurkauls. Tās ļauj uzņēmumiem paplašināt savus pakalpojumus, sadarboties ar partneriem un radīt inovatīvus risinājumus. Turpinoties digitālajai transformācijai, API arī turpmāk būs būtiska nozīme, jo tie nodrošinās dažādu sistēmu un pakalpojumu netraucētu integrāciju un veidos pamatu nākotnes tehnoloģiskajām inovācijām.

Tāpēc izstrādātājiem un uzņēmumiem ir svarīgi iepazīties ar API tehnoloģijām un efektīvi integrēt tās savās stratēģijās un izstrādes procesos. Spēja radīt, izmantot un pārvaldīt API nākotnē būs galvenā konkurences priekšrocība, kas vēl vairāk mainīs programmatūras izstrādes un uzņēmējdarbības veidu.

Papildu resursi

Lai padziļinātu zināšanas par API, iesakām izmantot šādus resursus:

• OpenAPI iniciatīva: https://www.openapis.org/
• Pastnieks Mācību centrs: https://learning.postman.com/
• Swagger dokumentācija: https://swagger.io/docs/
• GraphQL oficiālā valoda: https://graphql.org/
• API drošības labākā prakse: https://owasp.org/www-project-api-security/