تکامل مستندات API: راهنمای جامع مشخصات OpenAPI

در دنیای دیجیتال فوق متصل امروزی، رابط‌های برنامه‌نویسی کاربردی (API) نخ‌های نامرئی هستند که نرم‌افزارها و خدمات ما را به هم متصل می‌کنند. آنها موتور اقتصاد دیجیتال مدرن هستند و همه چیز را از بانکداری موبایل گرفته تا فیدهای شبکه‌های اجتماعی امکان‌پذیر می‌سازند. اما با انفجار تعداد APIها، یک چالش اساسی پدید می‌آید: چگونه توسعه‌دهندگان، سیستم‌ها و سازمان‌ها می‌توانند به طور مؤثر و بدون ابهام با یکدیگر ارتباط برقرار کنند؟ چگونه اطمینان حاصل کنیم که یک API ساخته شده در یک گوشه از جهان، می‌تواند به طور یکپارچه توسط سرویسی در گوشه‌ای دیگر مصرف شود؟

پاسخ در یک زبان مشترک، یک قرارداد جهانی نهفته است که قابلیت‌های یک API را به گونه‌ای توصیف می‌کند که هم انسان‌ها و هم ماشین‌ها بتوانند آن را درک کنند. این نقش مشخصات OpenAPI (OAS) است. OAS فراتر از مستندات صرف، یک استاندارد بنیادی برای طراحی، ساخت، مستندسازی و مصرف APIهای RESTful است. این راهنما شما را به سفری عمیق در مشخصات OpenAPI می‌برد و بررسی می‌کند که این مشخصات چیست، چرا اهمیت دارد و چگونه می‌توانید از آن برای ساخت محصولات دیجیتال بهتر و مشارکتی‌تر استفاده کنید.

مشخصات OpenAPI چیست؟ زبانی جهانی برای APIها

در هسته خود، مشخصات OpenAPI یک استاندارد و توصیف رابط مستقل از زبان برای APIهای RESTful است. این مشخصات به شما اجازه می‌دهد تا کل ساختار API خود را در یک فایل واحد، که معمولاً به زبان YAML یا JSON نوشته می‌شود، تعریف کنید. آن را مانند یک نقشه دقیق برای یک ساختمان در نظر بگیرید؛ قبل از شروع هرگونه ساخت و ساز، نقشه هر اتاق، هر در و هر پریز برق را مشخص می‌کند. به طور مشابه، یک سند OpenAPI موارد زیر را توصیف می‌کند:

• تمام نقاط پایانی یا مسیرهای موجود (مانند /users، /products/{id}).
• عملیات (متدهای HTTP) موجود در هر نقطه پایانی (مانند GET، POST، PUT، DELETE).
• پارامترها، هدرها و بدنه‌های درخواست برای هر عملیات.
• ساختار اشیاء پاسخ برای هر عملیات، شامل کدهای وضعیت HTTP مختلف.
• روش‌های احراز هویت، اطلاعات تماس، مجوز استفاده، شرایط استفاده و سایر فراداده‌های حیاتی.

تاریخچه‌ای مختصر: از Swagger تا OpenAPI

شما ممکن است اصطلاح «Swagger» را به جای OpenAPI شنیده باشید. درک رابطه آن‌ها مهم است. این مشخصات در سال ۲۰۱۰ به عنوان مشخصات Swagger توسط تونی تام در شرکت Reverb آغاز شد. با کسب محبوبیت گسترده، در سال ۲۰۱۵ به بنیاد لینوکس اهدا شد و به مشخصات OpenAPI تغییر نام داد و به عنوان یک استاندارد واقعاً باز تحت نظارت OpenAPI Initiative، کنسرسیومی از رهبران صنعت از جمله گوگل، مایکروسافت و IBM، تثبیت شد.

امروزه، Swagger به مجموعه‌ای از ابزارهای قدرتمند متن‌باز و حرفه‌ای اشاره دارد که با مشخصات OpenAPI کار می‌کنند، مانند Swagger UI برای تولید مستندات تعاملی و Swagger Editor برای نوشتن خود مشخصات.

اجزای اصلی یک سند OpenAPI

یک سند OpenAPI با مجموعه‌ای از فیلدهای خاص ساختار یافته است. اگرچه در ابتدا ممکن است ترسناک به نظر برسد، اما به طور منطقی سازماندهی شده است. بیایید بلوک‌های سازنده کلیدی یک سند OpenAPI 3.x را با استفاده از YAML به دلیل خوانایی برتر آن برای انسان، بررسی کنیم.

۱. اشیاء `openapi` و `info`: اطلاعات پایه

هر سند OpenAPI با یک نسخه و فراداده‌های ضروری شروع می‌شود.

• openapi: یک رشته که نسخه مشخصات OpenAPI مورد استفاده را مشخص می‌کند (مثلاً "3.0.3" یا "3.1.0"). این فیلد اجباری است.
• info: یک شیء که فراداده‌هایی درباره API ارائه می‌دهد. این شامل title (عنوان)، description (توضیحات)، version (شماره نسخه برای API شما، نه نسخه OAS) و فیلدهای اختیاری مانند contact و license است. این اطلاعات برای کشف و حاکمیت بسیار مهم است.

مثال:

openapi: 3.0.3
info:
  title: API کاتالوگ جهانی کتاب
  description: یک API برای دسترسی به کاتالوگ کتاب‌ها از سراسر جهان.
  version: 1.0.0
  contact:
    name: تیم پشتیبانی API
    url: http://www.example.com/support
    email: support@example.com
  license:
    name: Apache 2.0
    url: http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0.html

۲. آرایه `servers`: محل پیدا کردن API شما

آرایه servers URLهای پایه برای API شما را مشخص می‌کند. شما می‌توانید چندین سرور برای محیط‌های مختلف مانند توسعه، آزمایشی (staging) و تولید تعریف کنید. این به ابزارها اجازه می‌دهد به راحتی بین محیط‌ها جابجا شوند.

مثال:

servers:
  - url: https://api.example.com/v1
    description: سرور تولید
  - url: https://staging-api.example.com/v1
    description: سرور آزمایشی

۳. شیء `paths`: قلب API

اینجا جایی است که شما نقاط پایانی API خود را تعریف می‌کنید. شیء paths تمام مسیرهای URL منحصر به فرد را در خود جای می‌دهد. سپس هر آیتم مسیر، عملیات HTTP (get، post، put، delete و غیره) را که می‌توان روی آن مسیر انجام داد، توصیف می‌کند.

درون هر عملیات، شما جزئیاتی مانند موارد زیر را تعریف می‌کنید:

• summary و description: یک توضیح کوتاه و بلند از کاری که عملیات انجام می‌دهد.
• operationId: یک شناسه منحصر به فرد، که اغلب توسط تولیدکنندگان کد استفاده می‌شود.
• parameters: آرایه‌ای از پارامترهای ورودی، که می‌توانند در مسیر، رشته کوئری، هدر یا کوکی باشند.
• requestBody: شرحی از محتوای ارسالی با درخواست (مثلاً JSON برای یک کاربر جدید).
• responses: نتایج احتمالی عملیات، که با کدهای وضعیت HTTP تعریف می‌شوند (مانند 200 برای موفقیت، 404 برای پیدا نشدن، 500 برای خطای سرور). هر پاسخ می‌تواند توضیحات و اسکیمای محتوای خود را داشته باشد.

۴. شیء `components`: بلوک‌های سازنده قابل استفاده مجدد

برای جلوگیری از تکرار (پیروی از اصل DRY)، OpenAPI شیء components را فراهم می‌کند. این یک ویژگی قدرتمند است که در آن می‌توانید عناصر قابل استفاده مجدد را تعریف کرده و در سراسر مشخصات خود با استفاده از اشاره‌گرهای $ref به آنها ارجاع دهید.

• `schemas`: اینجا جایی است که مدل‌های داده خود را با استفاده از فرمتی سازگار با JSON Schema تعریف می‌کنید. به عنوان مثال، می‌توانید یک شیء User با ویژگی‌هایی مانند id، name و email را یک بار تعریف کنید و سپس در هر درخواست یا پاسخی که از یک شیء کاربر استفاده می‌کند به آن ارجاع دهید.
• `parameters`: پارامترهای مشترک را تعریف کنید، مانند پارامتر مسیر userId یا پارامتر کوئری limit، و آنها را در عملیات‌های مختلف دوباره استفاده کنید.
• `responses`: پاسخ‌های استاندارد را تعریف کنید، مانند 404NotFound یا 401Unauthorized، و آنها را در صورت نیاز اعمال کنید.
• `securitySchemes`: نحوه احراز هویت کلاینت‌ها با API خود را تعریف کنید. OpenAPI از طرح‌های مختلفی از جمله کلیدهای API، احراز هویت HTTP Basic و Bearer و OAuth 2.0 پشتیبانی می‌کند.

۵. شیء `security`: اعمال احراز هویت

پس از تعریف securitySchemes خود در components، از شیء security برای اعمال آنها استفاده می‌شود. شما می‌توانید امنیت را به صورت سراسری برای کل API یا به صورت جداگانه برای هر عملیات اعمال کنید، که این امکان را برای ترکیبی از نقاط پایانی عمومی و محافظت شده فراهم می‌کند.

چرا سازمان شما باید OpenAPI را اتخاذ کند: مزایای تجاری و فنی

اتخاذ مشخصات OpenAPI فقط یک انتخاب فنی نیست؛ این یک تصمیم استراتژیک است که کارایی، همکاری و کیفیت را در سراسر چرخه عمر توسعه نرم‌افزار به پیش می‌برد.

برای توسعه‌دهندگان: منبع واحد حقیقت

• ارتباطات شفاف: OAS یک قرارداد بدون ابهام بین تیم‌های فرانت‌اند و بک‌اند، یا بین تولیدکنندگان و مصرف‌کنندگان سرویس فراهم می‌کند. این امر توسعه موازی را ممکن می‌سازد، زیرا هر دو طرف می‌توانند بر اساس مشخصات مورد توافق کار کنند بدون اینکه منتظر اتمام کار طرف دیگر باشند.
• تولید خودکار کد: با ابزارهایی مانند OpenAPI Generator، توسعه‌دهندگان می‌توانند به طور خودکار SDKهای کلاینت را در ده‌ها زبان (جاوا، پایتون، جاوا اسکریپت، گو و غیره) و کدهای پایه سرور (server stubs) را تولید کنند. این کار حجم عظیمی از کدهای تکراری را حذف کرده و احتمال خطاهای دستی را کاهش می‌دهد.
• بهبود فرآیند آشناسازی (Onboarding): توسعه‌دهندگان جدید می‌توانند با کاوش در مستندات تعاملی تولید شده مستقیماً از فایل OpenAPI، به جای خواندن ویکی‌های قدیمی یا کد منبع، بسیار سریع‌تر با پروژه آشنا شوند.

برای مدیران محصول و معماران: طراحی و حاکمیت

• طراحی API-محور (API-First): OpenAPI سنگ بنای رویکرد API-محور است، جایی که قرارداد API قبل از نوشتن هر کدی طراحی و مورد توافق قرار می‌گیرد. این تضمین می‌کند که API از ابتدا نیازمندی‌های تجاری و نیازهای کاربر را برآورده می‌کند.
• اعمال سازگاری: با استفاده از کامپوننت‌های قابل استفاده مجدد و ابزارهای اعتبارسنجی (linting) مانند Spectral، سازمان‌ها می‌توانند استانداردهای طراحی و سازگاری را در سراسر چشم‌انداز API خود اعمال کنند، که در معماری میکروسرویس‌ها بسیار حیاتی است.
• بازبینی‌های شفاف: این مشخصات یک فرمت شفاف و قابل خواندن برای انسان فراهم می‌کند تا معماران و ذینفعان بتوانند طرح‌های API را قبل از سرمایه‌گذاری برای توسعه، بازبینی و تأیید کنند.

برای تسترها و تیم‌های تضمین کیفیت: اعتبارسنجی ساده شده

• تست خودکار قرارداد: فایل OAS می‌تواند به عنوان یک قرارداد برای اعتبارسنجی خودکار اینکه پیاده‌سازی API با طراحی آن مطابقت دارد، استفاده شود. هرگونه انحراف می‌تواند در مراحل اولیه چرخه توسعه شناسایی شود.
• راه‌اندازی ساده تست: ابزارهایی مانند Postman و Insomnia می‌توانند یک فایل OpenAPI را وارد کرده و به طور خودکار مجموعه‌ای از درخواست‌ها را با نقاط پایانی، پارامترها و ساختارهای بدنه کامل ایجاد کنند، که سرعت راه‌اندازی تست را به شدت افزایش می‌دهد.
• تولید سرور ساختگی (Mock Server): ابزارهایی مانند Prism می‌توانند یک سرور ساختگی پویا از روی یک سند OpenAPI تولید کنند، که به تیم‌های فرانت‌اند و تسترها اجازه می‌دهد با یک API واقع‌گرایانه کار کنند، حتی قبل از اینکه بک‌اند ساخته شده باشد.

برای کاربران نهایی و شرکا: تجربه توسعه‌دهنده برتر (DX)

• مستندات تعاملی: ابزارهایی مانند Swagger UI و Redoc یک فایل OpenAPI را به مستندات زیبا و تعاملی تبدیل می‌کنند که کاربران می‌توانند در آن درباره نقاط پایانی بخوانند و حتی آنها را مستقیماً در مرورگر امتحان کنند.
• یکپارچه‌سازی سریع‌تر: مستندات شفاف، دقیق و قابل خواندن توسط ماشین، زمان و تلاش مورد نیاز برای توسعه‌دهندگان شخص ثالث برای یکپارچه‌سازی با API شما را به شدت کاهش می‌دهد و باعث افزایش پذیرش آن می‌شود.

راهنمای عملی: ایجاد اولین سند OpenAPI شما

بیایید تئوری را با ایجاد یک مشخصات اولیه OpenAPI 3.0 برای «API کاتالوگ جهانی کتاب» خود به عمل تبدیل کنیم. ما از YAML به دلیل خوانایی آن استفاده خواهیم کرد.

مرحله ۱: تعریف اطلاعات پایه و سرورها

ما با فراداده و URL سرور تولید شروع می‌کنیم.

openapi: 3.0.3
info:
  title: API کاتالوگ جهانی کتاب
  description: یک API برای دسترسی به کاتالوگ کتاب‌ها از سراسر جهان.
  version: 1.0.0
servers:
  - url: https://api.globalbooks.com/v1

مرحله ۲: تعریف یک مدل داده قابل استفاده مجدد در `components`

قبل از تعریف نقاط پایانی، بیایید یک اسکیمای قابل استفاده مجدد برای یک شیء `Book` ایجاد کنیم. این کار طراحی ما را تمیز و سازگار نگه می‌دارد.

components:
  schemas:
    Book:
      type: object
      properties:
        isbn:
          type: string
          description: شماره استاندارد بین‌المللی کتاب.
          example: '978-0321765723'
        title:
          type: string
          description: عنوان کتاب.
          example: 'The C++ Programming Language'
        author:
          type: string
          description: نویسنده کتاب.
          example: 'Bjarne Stroustrup'
        publicationYear:
          type: integer
          description: سال انتشار کتاب.
          example: 2013
      required:
        - isbn
        - title
        - author

مرحله ۳: تعریف نقاط پایانی در `paths`

اکنون، دو نقطه پایانی ایجاد خواهیم کرد: یکی برای دریافت لیستی از کتاب‌ها و دیگری برای دریافت یک کتاب خاص بر اساس شابک (ISBN) آن.

به استفاده از $ref: '#/components/schemas/Book' توجه کنید. اینگونه است که ما به اسکیمای قابل استفاده مجدد `Book` خود ارجاع می‌دهیم.

paths:
  /books:
    get:
      summary: لیست تمام کتاب‌های موجود
      description: لیستی از کتاب‌ها را، که به صورت اختیاری فیلتر شده‌اند، برمی‌گرداند.
      operationId: listBooks
      responses:
        '200':
          description: یک پاسخ موفق با آرایه‌ای از کتاب‌ها.
          content:
            application/json:
              schema:
                type: array
                items:
                  $ref: '#/components/schemas/Book'

  /books/{isbn}:
    get:
      summary: دریافت کتاب بر اساس شابک (ISBN)
      description: یک کتاب واحد را که با شابک آن مشخص شده است، برمی‌گرداند.
      operationId: getBookByIsbn
      parameters:
        - name: isbn
          in: path
          required: true
          description: شابک کتابی که باید بازیابی شود.
          schema:
            type: string
      responses:
        '200':
          description: کتاب درخواستی.
          content:
            application/json:
              schema:
                $ref: '#/components/schemas/Book'
        '404':
          description: کتابی با شابک مشخص شده پیدا نشد.

مرحله ۴: افزودن امنیت

بیایید API خود را با یک کلید API ساده که باید در هدر ارسال شود، محافظت کنیم. ابتدا، طرح را در `components` تعریف می‌کنیم، سپس آن را به صورت سراسری اعمال می‌کنیم.

# این را به بخش 'components' اضافه کنید
components:
  # ... اسکیماهای قبلی
  securitySchemes:
    ApiKeyAuth:
      type: apiKey
      in: header
      name: X-API-KEY

# این را در سطح ریشه سند اضافه کنید
security:
  - ApiKeyAuth: []

مرحله ۵: اعتبارسنجی و مصورسازی

با فایل کامل YAML خود، اکنون می‌توانید از ابزارهای مختلفی استفاده کنید:

• اعتبارسنجی: کد خود را در Swagger Editor آنلاین جایگذاری کنید تا هرگونه خطای نحوی یا نقض مشخصات را بررسی کنید.
• مصورسازی: از Swagger UI یا Redoc برای تولید مستندات زیبا و تعاملی استفاده کنید. اکثر ابزارها فقط نیاز دارند که آنها را به فایل YAML/JSON خود ارجاع دهید و بقیه کارها را خودشان انجام می‌دهند.

اکوسیستم OpenAPI: ابزارها و فناوری‌ها

قدرت OAS با اکوسیستم وسیع و بالغ ابزارهای آن تقویت می‌شود. برای هر نیازی که داشته باشید، احتمالاً ابزاری برای آن وجود دارد:

• ویرایشگرها و لینترها: VS Code با افزونه‌های OpenAPI، Stoplight Studio، Swagger Editor و Spectral (برای لینتینگ).
• تولیدکنندگان مستندات: Swagger UI (محبوب‌ترین)، Redoc و ReadMe.
• تولیدکنندگان کد: OpenAPI Generator، Swagger Codegen و انواع ابزارهای خاص هر زبان.
• تست و شبیه‌سازی: Postman، Insomnia، Prism و Mockoon.
• دروازه‌های API و مدیریت: اکثر دروازه‌های مدرن مانند Kong، Tyk، Apigee و راه‌حل‌های ارائه‌دهندگان ابری (AWS API Gateway، Azure API Management) می‌توانند تعاریف OpenAPI را برای پیکربندی مسیریابی، امنیت و محدودیت نرخ درخواست وارد کنند.

آینده OpenAPI: OAS 3.1 و فراتر از آن

مشخصات OpenAPI به طور مداوم در حال تکامل است. آخرین نسخه اصلی، OAS 3.1، چندین بهبود قابل توجه را معرفی کرد:

• سازگاری کامل با JSON Schema: OAS 3.1 اکنون ۱۰۰٪ با آخرین پیش‌نویس JSON Schema (2020-12) سازگار است. این امر دنیای مشخصات API و مدل‌سازی داده را یکپارچه می‌کند و امکان ایجاد اسکیماهای قدرتمندتر و استانداردتر را فراهم می‌آورد.
• وب‌هوک‌ها (Webhooks): این نسخه راهی استاندارد برای توصیف APIهای ناهمزمان و رویداد محور فراهم می‌کند که در آن سرور با کلاینت تماس را آغاز می‌کند (مثلاً ارسال یک اعلان هنگام به‌روزرسانی یک سفارش).
• پوشش‌ها و استانداردها (Overlays and Standards): کار در حال انجام بر روی ماژولارتر و قابل استفاده مجددتر کردن مشخصات از طریق مفاهیمی مانند پوشش‌ها متمرکز است که به شما امکان می‌دهد یک مشخصات پایه را بدون تغییر مستقیم آن گسترش دهید.

این پیشرفت‌ها موقعیت OpenAPI را به عنوان عنصر مرکزی در یک معماری مدرن، API-محور و رویداد محور مستحکم می‌کند.

نتیجه‌گیری: سنگ بنای توسعه مدرن

مشخصات OpenAPI نحوه تفکر ما در مورد APIها را متحول کرده است. این مشخصات، مستندات API را از یک کار طاقت‌فرسا و اغلب نادیده گرفته شده به یک سند استراتژیک و زنده ارتقا داده است که کل چرخه عمر توسعه را هدایت می‌کند. OAS با ایفای نقش به عنوان یک قرارداد قابل خواندن توسط ماشین، همکاری را تقویت می‌کند، اتوماسیون قدرتمند را امکان‌پذیر می‌سازد، سازگاری را اعمال می‌کند و در نهایت منجر به ایجاد APIهای بهتر، قابل اعتمادتر و مصرف‌پذیرتر می‌شود.

چه شما یک توسعه‌دهنده، معمار، مدیر محصول یا تستر باشید، پذیرش مشخصات OpenAPI یک گام حیاتی به سوی تسلط بر توسعه نرم‌افزار مدرن است. اگر هنوز از آن استفاده نمی‌کنید، در نظر بگیرید که با پروژه بعدی خود شروع کنید. ابتدا قرارداد را تعریف کنید، آن را با تیم خود به اشتراک بگذارید و سطح جدیدی از کارایی و شفافیت را در همکاری‌های دیجیتال خود باز کنید.