API dzīves cikls: no projektēšanas līdz darbības pārtraukšanai – visaptverošs ceļvedis

API (Lietojumprogrammu saskarnes) ir kļuvušas par mūsdienu programmatūras izstrādes pamatu. Tās nodrošina netraucētu saziņu un datu apmaiņu starp dažādām lietojumprogrammām, sistēmām un ierīcēm. Efektīva API pārvaldība visā tās dzīves ciklā ir izšķiroša tās panākumiem un ilgtermiņa uzturēšanai. Šis visaptverošais ceļvedis pēta katru API dzīves cikla posmu, sniedzot ieskatus un labākās prakses, lai izveidotu robustas, drošas un mērogojamas API.

Kas ir API dzīves cikls?

API dzīves cikls aptver visus API posmus, sākot no sākotnējās koncepcijas un projektēšanas līdz tās galīgajai darbības pārtraukšanai. Tas ir nepārtraukts process, kas ietver plānošanu, izstrādi, testēšanu, ieviešanu, pārvaldību, uzraudzību un galu galā novecojušas versijas atbalsta pārtraukšanu. Labi definēts API dzīves cikls nodrošina, ka API atbilst biznesa vajadzībām, ievēro nozares standartus un paliek drošas un veiktspējīgas.

Galvenie API dzīves cikla posmi parasti ir šādi:

• Projektēšana: API mērķa, funkcionalitātes un struktūras definēšana.
• Izstrāde: API izveide, pamatojoties uz projektēšanas specifikācijām.
• Testēšana: Pārliecināšanās, ka API darbojas pareizi, droši un uzticami.
• Ieviešana: API padarīšana pieejamu izstrādātājiem un lietojumprogrammām.
• Pārvaldība: Veiktspējas uzraudzība, piekļuves pārvaldība un drošības politiku ieviešana.
• Versiju veidošana: Dažādu API versiju izveide un pārvaldība, lai pielāgotos mainīgajām prasībām.
• Darbības pārtraukšana: API novecojušas versijas atbalsta pārtraukšana un ekspluatācijas pārtraukšana, kad tā vairs nav nepieciešama.

1. posms: API projektēšana

Projektēšanas fāze ir veiksmīgas API pamats. Labi izstrādāta API ir viegli saprotama, lietojama un uzturama. Šajā posmā tiek definēts API tvērums, identificēti mērķa lietotāji un noteikti dati, ko tā atklās, un operācijas, ko tā atbalstīs.

Galvenie apsvērumi API projektēšanā:

• Definējiet API mērķi: Kādu problēmu API atrisina? Kādu funkcionalitāti tā atklāj? Skaidrs mērķis vadīs visus turpmākos projektēšanas lēmumus. Piemēram, e-komercijas API varētu koncentrēties uz produktu, pasūtījumu un maksājumu pārvaldību.
• Identificējiet mērķa lietotājus: Kas izmantos API? Mērķa lietotāju vajadzību un tehnisko spēju izpratne palīdzēs jums izveidot API, kuru viņiem ir viegli pieņemt un lietot. Apsveriet, vai lietotāji ir iekšējie izstrādātāji, ārējie partneri vai publiski patērētāji.
• Izvēlieties API stilu: Izvēlieties piemērotu API stilu, piemēram, REST, GraphQL vai gRPC. REST ir populāra izvēle tās vienkāršības un plašās pielietošanas dēļ, savukārt GraphQL piedāvā lielāku elastību un kontroli pār datu izgūšanu.
• Projektējiet API resursus un operācijas: Definējiet resursus, ko API atklās (piemēram, lietotāji, produkti, pasūtījumi), un operācijas, ko var veikt ar šiem resursiem (piemēram, izveidot, lasīt, atjaunināt, dzēst).
• Definējiet datu formātus: Izvēlieties datu formātu pieprasījumiem un atbildēm, piemēram, JSON vai XML. JSON ir visizplatītākā izvēle tās vienkāršības un lasāmības dēļ.
• Ieviesiet API drošību: Apsveriet drošību jau no paša sākuma. Izvēlieties atbilstošus autentifikācijas un autorizācijas mehānismus, piemēram, OAuth 2.0 vai API atslēgas. Ieviesiet pieprasījumu skaita ierobežošanu (rate limiting), lai novērstu ļaunprātīgu izmantošanu un aizsargātos pret pakalpojumatteices uzbrukumiem.
• Dokumentējiet API: Izveidojiet skaidru, visaptverošu dokumentāciju, kas izskaidro, kā lietot API. Izmantojiet rīkus, piemēram, Swagger/OpenAPI, lai automātiski ģenerētu dokumentāciju.
• Kļūdu apstrāde: Definējiet skaidrus un informatīvus kļūdu ziņojumus, lai palīdzētu izstrādātājiem novērst problēmas.
• Versiju veidošanas stratēģija: Plānojiet, kā pārvaldīsiet turpmākās izmaiņas API.

Piemērs: RESTful API projektēšana bibliotēkas sistēmai

Apskatīsim RESTful API bibliotēkas sistēmai. API varētu atklāt šādus resursus:

• Books: Pārstāv grāmatu bibliotēkas katalogā.
• Authors: Pārstāv autoru.
• Borrowers: Pārstāv bibliotēkas biedru.

API varētu atbalstīt šādas operācijas:

• GET /books: Iegūt visu grāmatu sarakstu.
• GET /books/{id}: Iegūt konkrētu grāmatu pēc ID.
• POST /books: Izveidot jaunu grāmatu.
• PUT /books/{id}: Atjaunināt esošu grāmatu.
• DELETE /books/{id}: Dzēst grāmatu.
• GET /authors: Iegūt visu autoru sarakstu.
• GET /authors/{id}: Iegūt konkrētu autoru pēc ID.
• GET /borrowers: Iegūt visu lasītāju sarakstu.

API izmantotu JSON pieprasījumu un atbilžu datiem. Autentifikāciju varētu ieviest, izmantojot API atslēgas vai OAuth 2.0.

2. posms: API izstrāde

Izstrādes fāze ietver API ieviešanu, pamatojoties uz projektēšanas specifikācijām. Šis posms prasa koda rakstīšanu, serveru konfigurēšanu un integrāciju ar datu bāzēm un citām sistēmām.

Galvenie apsvērumi API izstrādē:

• Izvēlieties programmēšanas valodu un ietvaru: Izvēlieties programmēšanas valodu un ietvaru, kas ir labi piemēroti API izstrādei. Populāras izvēles ir Python (ar Django vai Flask), Node.js (ar Express), Java (ar Spring Boot) un Go.
• Ieviesiet API galapunktus: Uzrakstiet kodu, lai apstrādātu pieprasījumus katram API galapunktam. Tas ietver pieprasījuma parametru parsēšanu, datu validāciju, mijiedarbību ar datu bāzēm un atbilžu ģenerēšanu.
• Ieviesiet API drošību: Ieviesiet drošības mehānismus, kas definēti projektēšanas fāzē, piemēram, autentifikāciju, autorizāciju un pieprasījumu skaita ierobežošanu.
• Rakstiet vienībtestus: Rakstiet vienībtestus, lai pārbaudītu, vai katrs API galapunkts darbojas pareizi. Vienībtestiem jāaptver dažādi scenāriji, ieskaitot derīgus un nederīgus ievaddatus, un robežgadījumus.
• Ieviesiet reģistrēšanu un uzraudzību: Ieviesiet reģistrēšanu, lai sekotu API lietojumam un identificētu potenciālās problēmas. Izmantojiet uzraudzības rīkus, lai sekotu veiktspējas metrikām, piemēram, atbildes laikam un kļūdu līmenim.
• Apsveriet API dokumentāciju: Uzturiet dokumentāciju atjauninātu, kamēr API tiek izstrādāta.

Piemērs: RESTful API izstrāde Python valodā ar Flask

Šeit ir vienkāršs piemērs, kā izstrādāt RESTful API galapunktu Python valodā, izmantojot Flask ietvaru:

from flask import Flask, jsonify, request

app = Flask(__name__)

books = [
    {"id": 1, "title": "The Hitchhiker's Guide to the Galaxy", "author": "Douglas Adams"},
    {"id": 2, "title": "Nineteen Eighty-Four", "author": "George Orwell"}
]

@app.route('/books', methods=['GET'])
def get_books():
    return jsonify(books)

@app.route('/books/<int:book_id>', methods=['GET'])
def get_book(book_id):
    book = next((book for book in books if book['id'] == book_id), None)
    if book:
        return jsonify(book)
    else:
        return jsonify({"message": "Book not found"}), 404

if __name__ == '__main__':
    app.run(debug=True)

Šis kods definē divus API galapunktus: /books (lai iegūtu grāmatu sarakstu) un /books/{id} (lai iegūtu konkrētu grāmatu pēc ID). Tas izmanto Flask jsonify funkciju, lai atgrieztu datus JSON formātā.

3. posms: API testēšana

Rūpīga testēšana ir būtiska, lai nodrošinātu, ka API darbojas pareizi, droši un uzticami. Testēšanai jāaptver visi API aspekti, ieskaitot funkcionalitāti, veiktspēju, drošību un lietojamību.

API testēšanas veidi:

• Vienībtestēšana: Testē atsevišķas API sastāvdaļas, piemēram, funkcijas un klases.
• Integrācijas testēšana: Testē mijiedarbību starp dažādām API sastāvdaļām.
• Funkcionālā testēšana: Testē API funkcionalitāti no sākuma līdz beigām.
• Veiktspējas testēšana: Testē API veiktspēju dažādos slodzes apstākļos.
• Drošības testēšana: Testē API uz drošības ievainojamībām, piemēram, SQL injekciju un starpvietņu skriptošanu.
• Lietojamības testēšana: Testē API lietojamību no izstrādātāju viedokļa.

Galvenie apsvērumi API testēšanā:

• Rakstiet testa gadījumus: Izveidojiet visaptverošu testa gadījumu kopu, kas aptver visus API aspektus.
• Izmantojiet automatizētus testēšanas rīkus: Izmantojiet automatizētus testēšanas rīkus, lai izpildītu testus un ģenerētu pārskatus. Populāri API testēšanas rīki ir Postman, SoapUI un JMeter.
• Testējiet ar reālistiskiem datiem: Izmantojiet reālistiskus datus savos testos, lai nodrošinātu, ka API var apstrādāt reālās pasaules scenārijus.
• Testējiet robežgadījumus: Testējiet robežgadījumus, lai identificētu potenciālās problēmas, kas var nebūt acīmredzamas normālas lietošanas laikā.
• Veiciet drošības testēšanu: Veiciet rūpīgu drošības testēšanu, lai identificētu un novērstu jebkādas drošības ievainojamības.

Piemērs: Postman izmantošana API testēšanai

Postman ir populārs rīks API testēšanai. Tas ļauj nosūtīt HTTP pieprasījumus uz API galapunktiem un pārbaudīt atbildes. Jūs varat izmantot Postman, lai izveidotu testa gadījumus, izpildītu testus un ģenerētu pārskatus.

Piemēram, lai testētu bibliotēkas API galapunktu /books, jūs:

1. Atvērtu Postman.
2. Ievadītu API galapunkta URL (piemēram, http://localhost:5000/books) URL laukā.
3. Izvēlētos HTTP metodi (piemēram, GET).
4. Noklikšķinātu uz pogas "Send".
5. Pārbaudītu atbildi, lai pārliecinātos, ka tā ir pareiza.

4. posms: API ieviešana

Ieviešanas fāze ietver API padarīšanu pieejamu izstrādātājiem un lietojumprogrammām. Tas prasa serveru iestatīšanu, tīklošanas konfigurēšanu un API koda ieviešanu.

Ieviešanas iespējas:

• Lokāli (On-premise): Ieviest API uz saviem serveriem. Tas dod jums pilnīgu kontroli pār infrastruktūru, bet arī prasa pārvaldīt serverus un tīklošanu.
• Mākoņpakalpojumā (Cloud-based): Ieviest API mākoņplatformā, piemēram, Amazon Web Services (AWS), Google Cloud Platform (GCP) vai Microsoft Azure. Tas piedāvā mērogojamību, uzticamību un vieglu pārvaldību.
• Hibrīds: Ieviest dažas API sastāvdaļas lokāli un citas mākonī. Tas ļauj līdzsvarot kontroli un mērogojamību.

Galvenie apsvērumi API ieviešanā:

• Izvēlieties ieviešanas vidi: Izvēlieties ieviešanas vidi, kas atbilst jūsu mērogojamības, uzticamības un drošības vajadzībām.
• Konfigurējiet serverus un tīklošanu: Konfigurējiet serverus un tīklošanu, lai atbalstītu API. Tas ietver slodzes līdzsvarotāju, ugunsmūru un DNS ierakstu iestatīšanu.
• Ieviesiet API kodu: Ieviesiet API kodu serveros. Tas var ietvert nepārtrauktas integrācijas un nepārtrauktas piegādes (CI/CD) konveijera izmantošanu.
• Uzraugiet API: Uzraugiet API, lai nodrošinātu, ka tā darbojas pareizi un ar labu veiktspēju.

Piemērs: API ieviešana AWS, izmantojot Docker un ECS

Docker ir populārs rīks lietojumprogrammu konteinerizēšanai. ECS (Elastic Container Service) ir konteineru orķestrēšanas pakalpojums, ko piedāvā AWS. Jūs varat izmantot Docker un ECS, lai ieviestu API AWS mērogojamā un uzticamā veidā.

Soļi, kas saistīti ar API ieviešanu AWS, izmantojot Docker un ECS, ir:

1. Izveidot API Docker attēlu.
2. Iespiest Docker attēlu konteineru reģistrā, piemēram, Docker Hub vai AWS Elastic Container Registry (ECR).
3. Izveidot ECS klasteri.
4. Definēt ECS uzdevuma definīciju, kas norāda palaižamo Docker attēlu, piešķiramos resursus un tīkla konfigurāciju.
5. Izveidot ECS pakalpojumu, kas palaiž uzdevuma definīciju ECS klasterī.
6. Konfigurēt slodzes līdzsvarotāju, lai sadalītu trafiku uz ECS pakalpojumu.

5. posms: API pārvaldība

API pārvaldība ietver veiktspējas uzraudzību, piekļuves pārvaldību, drošības politiku ieviešanu un izstrādātāju atbalsta nodrošināšanu. Robusta API pārvaldības platforma ir būtiska, lai nodrošinātu API ilgtermiņa panākumus.

API pārvaldības galvenās sastāvdaļas:

• API vārteja (Gateway): API vārteja darbojas kā centrālais ieejas punkts visiem API pieprasījumiem. Tā apstrādā autentifikāciju, autorizāciju, pieprasījumu skaita ierobežošanu un citas drošības politikas.
• Izstrādātāju portāls: Izstrādātāju portāls nodrošina dokumentāciju, apmācības un citus resursus izstrādātājiem, kuri vēlas izmantot API.
• Analītika un uzraudzība: Analītikas un uzraudzības rīki seko API lietojumam, veiktspējai un kļūdām. Šos datus var izmantot, lai identificētu potenciālās problēmas un uzlabotu API.
• Drošības politikas: Drošības politikas nosaka, kā API tiek aizsargāta pret neatļautu piekļuvi un ļaunprātīgu izmantošanu.
• Pieprasījumu skaita ierobežošana (Rate Limiting): Pieprasījumu skaita ierobežošana novērš ļaunprātīgu izmantošanu, ierobežojot pieprasījumu skaitu, ko klients var veikt noteiktā laika periodā.
• Autentifikācija un autorizācija: Autentifikācija pārbauda klienta identitāti, savukārt autorizācija nosaka, kādiem resursiem klients ir atļauts piekļūt.

Piemērs: API vārtejas, piemēram, Kong, izmantošana

Kong ir populāra atvērtā koda API vārteja. Tā nodrošina tādas funkcijas kā autentifikācija, autorizācija, pieprasījumu skaita ierobežošana un trafika pārvaldība.

Lai izmantotu Kong, jūs:

1. Instalētu Kong.
2. Konfigurētu Kong, lai tas pārsūtītu pieprasījumus uz jūsu API.
3. Konfigurētu spraudņus, lai ieviestu drošības politikas, pieprasījumu skaita ierobežošanu un citas funkcijas.

6. posms: API versiju veidošana

API attīstoties, bieži ir nepieciešams ieviest jaunas funkcijas, labot kļūdas vai mainīt esošo funkcionalitāti. API versiju veidošana ļauj veikt šīs izmaiņas, nesabojājot esošos klientus. Katra API versija jāuzskata par atsevišķu produktu.

Versiju veidošanas stratēģijas:

• URI versiju veidošana: Iekļaujiet versijas numuru API URI (piemēram, /v1/books, /v2/books). Šī ir izplatīta un vienkārša pieeja.
• Galvenes versiju veidošana: Iekļaujiet versijas numuru pielāgotā HTTP galvenē (piemēram, X-API-Version: 1).
• Satura saskaņošana (Content Negotiation): Izmantojiet Accept galveni, lai norādītu vēlamo API versiju.

Galvenie apsvērumi API versiju veidošanā:

• Izvēlieties versiju veidošanas stratēģiju: Izvēlieties versiju veidošanas stratēģiju, kas ir piemērota jūsu API.
• Uzturiet atpakaļsaderību: Centieties uzturēt atpakaļsaderību, kad vien iespējams.
• Pārtrauciet atbalstu vecām versijām: Pārtrauciet atbalstu vecām API versijām, kad tās vairs nav nepieciešamas.
• Informējiet par izmaiņām: Savlaicīgi informējiet izstrādātājus par izmaiņām API.

Piemērs: URI versiju veidošana

Izmantojot URI versiju veidošanu, jums varētu būt šādi galapunkti:

• /v1/books (grāmatu API 1. versija)
• /v2/books (grāmatu API 2. versija)

7. posms: API darbības pārtraukšana

Galu galā API var kļūt novecojusi vai to var aizstāt ar jaunāku versiju. Darbības pārtraukšanas fāze ietver API novecojušas versijas atbalsta pārtraukšanu un ekspluatācijas pārtraukšanu. Tas jādara uzmanīgi, lai minimizētu traucējumus esošajiem klientiem.

Galvenie apsvērumi API darbības pārtraukšanā:

• Paziņojiet par atbalsta pārtraukšanu: Paziņojiet par API atbalsta pārtraukšanu labu laiku pirms tās darbības beigām. Tas dod izstrādātājiem laiku migrēt uz jauno versiju.
• Nodrošiniet migrācijas ceļu: Nodrošiniet skaidru migrācijas ceļu izstrādātājiem, kuri izmanto veco API. Tas var ietvert dokumentācijas, koda paraugu vai migrācijas rīku nodrošināšanu.
• Uzraugiet lietojumu: Uzraugiet vecās API lietojumu, lai identificētu klientus, kuri vēl nav migrējuši.
• Pārtrauciet API darbību: Kad visi klienti ir migrējuši, pārtrauciet API darbību. Tas ietver API koda noņemšanu no serveriem un jebkuras attiecīgās dokumentācijas atjaunināšanu.

Piemērs: API novecojušas versijas atbalsta pārtraukšana

Lai pārtrauktu atbalstu API novecojušai versijai, jūs varētu:

1. Paziņot par atbalsta pārtraukšanu API dokumentācijā un savā izstrādātāju portālā.
2. Iekļaut brīdinājumu par atbalsta pārtraukšanu API atbildēs.
3. Noteikt beigu datumu, pēc kura API vairs nebūs pieejama.
4. Nodrošināt migrācijas ceļvedi, lai palīdzētu izstrādātājiem migrēt uz jauno API versiju.

Labākās prakses API dzīves cikla pārvaldībā

Šeit ir dažas labākās prakses API dzīves cikla pārvaldībai:

• Sāciet ar skaidru projektējumu: Labi izstrādātu API ir vieglāk izstrādāt, testēt, ieviest un uzturēt.
• Automatizējiet testēšanu: Automatizējiet testēšanu, lai nodrošinātu, ka API darbojas pareizi un uzticami.
• Izmantojiet CI/CD konveijeru: Izmantojiet CI/CD konveijeru, lai automatizētu ieviešanas procesu.
• Uzraugiet API: Uzraugiet API, lai identificētu potenciālās problēmas un uzlabotu veiktspēju.
• Izmantojiet API pārvaldības platformu: Izmantojiet API pārvaldības platformu, lai pārvaldītu piekļuvi, ieviestu drošības politikas un nodrošinātu izstrādātāju atbalstu.
• Veidojiet API versijas: Veidojiet API versijas, lai ļautu veikt izmaiņas, nesabojājot esošos klientus.
• Pārtrauciet atbalstu vecām versijām: Pārtrauciet atbalstu vecām API versijām, kad tās vairs nav nepieciešamas.
• Informējiet par izmaiņām: Savlaicīgi informējiet izstrādātājus par izmaiņām API.
• Pieņemiet API pārvaldību (Governance): Ieviesiet API pārvaldības politikas, kas definē standartus un vadlīnijas visām API organizācijā. Tas nodrošina konsekvenci un veicina atkārtotu izmantošanu.
• Pieņemiet "Design-First" pieeju: Izmantojiet rīkus, piemēram, OpenAPI (Swagger), lai projektētu savu API pirms koda rakstīšanas. Tas nodrošina labāku sadarbību un samazina dārgu pārstrādāšanas risku vēlāk.

Noslēgums

Efektīva API dzīves cikla pārvaldība ir izšķiroša, lai veidotu un uzturētu veiksmīgas API. Ievērojot šajā ceļvedī izklāstītās labākās prakses, jūs varat nodrošināt, ka jūsu API atbilst biznesa vajadzībām, ievēro nozares standartus un paliek drošas un veiktspējīgas visā to dzīves ciklā. No sākotnējās projektēšanas līdz galīgajai darbības pārtraukšanai, labi pārvaldīts API dzīves cikls ir būtisks, lai veicinātu inovācijas un sasniegtu jūsu biznesa mērķus.