RESTful API dizains: labākās prakses globālai auditorijai

Mūsdienu savstarpēji saistītajā pasaulē API (lietojumprogrammu saskarnes) ir modernas programmatūras izstrādes pamats. Konkrēti RESTful API ir kļuvušas par standartu tīmekļa pakalpojumu veidošanai to vienkāršības, mērogojamības un sadarbspējas dēļ. Šis ceļvedis sniedz visaptverošas labākās prakses RESTful API izstrādei, koncentrējoties uz globālu pieejamību, uzturēšanu un drošību.

Izpratne par REST principiem

REST (Representational State Transfer) ir arhitektūras stils, kas definē ierobežojumu kopumu, kas jāizmanto tīmekļa pakalpojumu izveidei. Šo principu izpratne ir ļoti svarīga, lai izstrādātu efektīvas RESTful API:

• Klients-serveris: Klients un serveris ir atsevišķas vienības un var attīstīties neatkarīgi viens no otra. Klients iniciē pieprasījumus, un serveris tos apstrādā un atgriež atbildes.
• Bezvalstisks (Stateless): Serveris nesaglabā nekādu klienta stāvokli starp pieprasījumiem. Katrs klienta pieprasījums satur visu nepieciešamo informāciju, lai saprastu un apstrādātu pieprasījumu. Tas uzlabo mērogojamību un uzticamību.
• Kešojams (Cacheable): Atbildes ir skaidri jāmarķē kā kešojamas vai ne-kešojamas. Tas ļauj klientiem un starpniekiem kešot atbildes, uzlabojot veiktspēju un samazinot servera slodzi.
• Slāņveida sistēma: Klients parasti nevar noteikt, vai tas ir tieši savienots ar gala serveri vai ar starpnieku ceļā. Starpniekserveri var uzlabot sistēmas mērogojamību, nodrošinot slodzes līdzsvarošanu un koplietojamas kešatmiņas.
• Kods pēc pieprasījuma (pēc izvēles): Serveri pēc izvēles var nodrošināt klientiem izpildāmu kodu, paplašinot klienta funkcionalitāti. Tas ir retāk sastopams, bet var būt noderīgs noteiktos scenārijos.
• Vienota saskarne: Šis ir galvenais REST princips, kas ietver vairākus apakšierobežojumus:
• Resursu identifikācija: Katram resursam jābūt identificējamam, izmantojot unikālu URI (vienoto resursu identifikatoru).
• Resursu manipulācija, izmantojot reprezentācijas: Klienti manipulē ar resursiem, apmainoties ar reprezentācijām (piemēram, JSON, XML) ar serveri.
• Pašaprakstoši ziņojumi: Katram ziņojumam jāsatur pietiekami daudz informācijas, lai aprakstītu, kā to apstrādāt. Piemēram, Content-Type galvene norāda ziņojuma pamatteksta formātu.
• Hipermedijs kā lietojumprogrammas stāvokļa dzinējs (HATEOAS): Klientiem jāizmanto atbildē sniegtās hipersaites, lai naviģētu API. Tas ļauj API attīstīties, nepārtraucot klientu darbību. Lai gan HATEOAS ne vienmēr tiek stingri ievērots, tas veicina vāju sasaisti un attīstības iespējas.

RESTful resursu projektēšana

Resursi ir galvenās abstrakcijas RESTful API. Tie attēlo datus, ko API atklāj un ar kuriem manipulē. Šeit ir dažas labākās prakses RESTful resursu projektēšanai:

1. Izmantojiet lietvārdus, nevis darbības vārdus

Resursi jānosauc, izmantojot lietvārdus, nevis darbības vārdus. Tas atspoguļo faktu, ka resursi ir datu vienības, nevis darbības. Piemēram, izmantojiet /customers, nevis /getCustomers.

Piemērs:

Tā vietā, lai izmantotu:

            /getUser?id=123
            

              
                Copy
              
            
          

Izmantojiet:

            /users/123
            

              
                Copy
              
            
          

2. Izmantojiet daudzskaitļa lietvārdus

Resursu kolekcijām izmantojiet daudzskaitļa lietvārdus. Tas veicina konsekvenci un skaidrību.

Piemērs:

Izmantojiet:

            /products
            

              
                Copy
              
            
          

Tā vietā, lai izmantotu:

            /product
            

              
                Copy
              
            
          

3. Izmantojiet hierarhiskas resursu struktūras

Izmantojiet hierarhiskas resursu struktūras, lai attēlotu attiecības starp resursiem. Tas padara API intuitīvāku un vieglāk navigējamu.

Piemērs:

            /customers/{customer_id}/orders
            

              
                Copy
              
            
          

Tas attēlo konkrētam klientam piederošo pasūtījumu kolekciju.

4. Saglabājiet resursu URI īsus un jēgpilnus

Īsi un jēgpilni URI ir vieglāk saprotami un atcerami. Izvairieties no gariem, sarežģītiem URI, kurus ir grūti parsēt.

5. Izmantojiet konsekventus nosaukumu piešķiršanas noteikumus

Izveidojiet konsekventus nosaukumu piešķiršanas noteikumus resursiem un pieturieties pie tiem visā API. Tas uzlabo lasāmību un uzturēšanu. Apsveriet iespēju izmantot uzņēmuma mēroga stila rokasgrāmatu.

HTTP metodes: API darbības vārdi

HTTP metodes definē darbības, ko var veikt ar resursiem. Pareizas HTTP metodes izmantošana katrai operācijai ir būtiska, lai izveidotu RESTful API.

• GET: Iegūst resursu vai resursu kolekciju. GET pieprasījumiem jābūt drošiem (t.i., tiem nevajadzētu modificēt resursu) un idempoteniem (t.i., vairākiem identiskiem pieprasījumiem jābūt tādai pašai ietekmei kā vienam pieprasījumam).
• POST: Izveido jaunu resursu. POST pieprasījumi parasti tiek izmantoti datu iesniegšanai serverim apstrādei.
• PUT: Atjaunina esošu resursu. PUT pieprasījumi aizstāj visu resursu ar jauno reprezentāciju.
• PATCH: Daļēji atjaunina esošu resursu. PATCH pieprasījumi modificē tikai noteiktus resursa laukus.
• DELETE: Dzēš resursu.

Piemērs:

Lai izveidotu jaunu klientu:

            POST /customers
            

              
                Copy
              
            
          

Lai iegūtu klientu:

            GET /customers/{customer_id}
            

              
                Copy
              
            
          

Lai atjauninātu klientu:

            PUT /customers/{customer_id}
            

              
                Copy
              
            
          

Lai daļēji atjauninātu klientu:

            PATCH /customers/{customer_id}
            

              
                Copy
              
            
          

Lai dzēstu klientu:

            DELETE /customers/{customer_id}
            

              
                Copy
              
            
          

HTTP statusa kodi: rezultāta paziņošana

HTTP statusa kodi tiek izmantoti, lai paziņotu klientam par pieprasījuma rezultātu. Pareiza statusa koda izmantošana ir būtiska, lai sniegtu skaidru un informatīvu atgriezenisko saiti.

Šeit ir daži no visbiežāk sastopamajiem HTTP statusa kodiem:

• 200 OK: Pieprasījums bija veiksmīgs.
• 201 Izveidots (Created): Jauns resurss tika veiksmīgi izveidots.
• 204 Nav Satura (No Content): Pieprasījums bija veiksmīgs, bet nav satura, ko atgriezt.
• 400 Nepareizs Pieprasījums (Bad Request): Pieprasījums bija nederīgs. Tas varētu būt saistīts ar trūkstošiem parametriem, nederīgiem datiem vai citām kļūdām.
• 401 Neautorizēts (Unauthorized): Klientam nav atļaujas piekļūt resursam. Tas parasti nozīmē, ka klientam ir jāautentificējas.
• 403 Aizliegts (Forbidden): Klients ir autentificēts, bet tam nav atļaujas piekļūt resursam.
• 404 Nav Atrasts (Not Found): Resurss netika atrasts.
• 405 Metode Nav Atļauta (Method Not Allowed): Pieprasījuma rindā norādītā metode nav atļauta resursam, ko identificē pieprasījuma URI.
• 500 Iekšēja Servera Kļūda (Internal Server Error): Serverī radās neparedzēta kļūda.

Piemērs:

Ja resurss tiek veiksmīgi izveidots, serverim jāatgriež 201 Created statusa kods kopā ar Location galveni, kas norāda jaunā resursa URI.

Datu formāti: pareizās reprezentācijas izvēle

RESTful API izmanto reprezentācijas, lai apmainītos ar datiem starp klientiem un serveriem. JSON (JavaScript Object Notation) ir populārākais datu formāts RESTful API tā vienkāršības, lasāmības un plašā atbalsta dēļ dažādās programmēšanas valodās. XML (Extensible Markup Language) ir vēl viena izplatīta iespēja, bet to parasti uzskata par verbālāku un sarežģītāku nekā JSON.

Citi datu formāti, piemēram, Protocol Buffers (protobuf) un Apache Avro, var tikt izmantoti specifiskiem lietošanas gadījumiem, kur kritiska ir veiktspēja un datu serializācijas efektivitāte.

Labākās prakses:

• Izmantojiet JSON kā noklusējuma datu formātu, ja vien nav pārliecinoša iemesla izmantot kaut ko citu.
• Izmantojiet Content-Type galveni, lai norādītu pieprasījuma un atbildes pamattekstu formātu.
• Ja nepieciešams, atbalstiet vairākus datu formātus. Izmantojiet satura saskaņošanu (Accept galveni), lai ļautu klientiem norādīt vēlamo datu formātu.

API versiju veidošana: izmaiņu pārvaldība

API laika gaitā attīstās. Tiek pievienotas jaunas funkcijas, labotas kļūdas, un esošā funkcionalitāte var tikt mainīta vai noņemta. API versiju veidošana ir mehānisms šo izmaiņu pārvaldībai, nepārtraucot esošo klientu darbību.

Ir vairākas izplatītas pieejas API versiju veidošanai:

• Versiju noteikšana URI: Iekļaujiet API versiju URI. Piemēram, /v1/customers, /v2/customers.
• Versiju noteikšana galvenē: Izmantojiet pielāgotu HTTP galveni, lai norādītu API versiju. Piemēram, X-API-Version: 1.
• Versiju noteikšana medija tipā: Izmantojiet pielāgotu medija tipu, lai norādītu API versiju. Piemēram, Accept: application/vnd.example.customer.v1+json.

Labākās prakses:

• Izmantojiet versiju noteikšanu URI kā vienkāršāko un visplašāk saprotamo pieeju.
• Pakāpeniski pārtrauciet veco API versiju atbalstu. Nodrošiniet skaidru dokumentāciju un migrācijas ceļvežus klientiem.
• Kad vien iespējams, izvairieties no izmaiņām, kas pārtrauc saderību. Ja šādas izmaiņas ir nepieciešamas, ieviesiet jaunu API versiju.

API drošība: datu aizsardzība

API drošība ir kritiska, lai aizsargātu sensitīvus datus un novērstu neatļautu piekļuvi. Šeit ir dažas labākās prakses jūsu RESTful API drošībai:

• Autentifikācija: Pārbaudiet klienta identitāti. Izplatītākās autentifikācijas metodes ietver:
• Pamata autentifikācija: Vienkārša, bet nedroša. Jāizmanto tikai caur HTTPS.
• API atslēgas: Unikālas atslēgas, kas piešķirtas katram klientam. Var izmantot, lai sekotu lietojumam un ieviestu pieprasījumu ierobežojumus.
• OAuth 2.0: Standarta protokols deleģētai autorizācijai. Ļauj klientiem piekļūt resursiem lietotāja vārdā, neprasot lietotāja akreditācijas datus.
• JSON Web Tokens (JWT): Kompakts un pašpietiekams veids, kā droši pārraidīt informāciju starp pusēm kā JSON objektu.
• Autorizācija: Kontrolējiet piekļuvi resursiem, pamatojoties uz klienta identitāti un atļaujām. Uz lomām balstīta piekļuves kontrole (RBAC) ir izplatīta pieeja.
• HTTPS: Izmantojiet HTTPS, lai šifrētu visu saziņu starp klientu un serveri. Tas aizsargā datus no noklausīšanās un manipulācijas.
• Ievades validācija: Validējiet visus ievades datus, lai novērstu injekcijas uzbrukumus un citas drošības ievainojamības.
• Pieprasījumu ierobežošana (Rate Limiting): Ierobežojiet pieprasījumu skaitu, ko klients var veikt noteiktā laika periodā. Tas aizsargā API no ļaunprātīgas izmantošanas un pakalpojuma atteikuma uzbrukumiem.
• API ugunsmūris: Izmantojiet tīmekļa lietojumprogrammu ugunsmūri (WAF) vai API vārteju, lai aizsargātu savu API no izplatītiem uzbrukumiem.

API dokumentācija: padariet savu API atklājamu

Laba API dokumentācija ir būtiska, lai padarītu jūsu API atklājamu un viegli lietojamu. Dokumentācijai jābūt skaidrai, kodolīgai un aktuālai.

Šeit ir dažas labākās prakses API dokumentācijai:

• Izmantojiet standarta dokumentācijas formātu, piemēram, OpenAPI Specification (Swagger) vai RAML. Šie formāti ļauj automātiski ģenerēt interaktīvu API dokumentāciju un klientu SDK.
• Nodrošiniet detalizētus visu resursu, metožu un parametru aprakstus.
• Iekļaujiet koda piemērus vairākās programmēšanas valodās.
• Nodrošiniet skaidrus kļūdu ziņojumus un problēmu novēršanas padomus.
• Uzturiet dokumentāciju atbilstoši jaunākajai API versijai.
• Piedāvājiet smilškastes vidi, kurā izstrādātāji var testēt API, neietekmējot produkcijas datus.

API veiktspēja: optimizācija ātrumam un mērogojamībai

API veiktspēja ir kritiska, lai nodrošinātu labu lietotāja pieredzi. Lēnas API var novest pie neapmierinātiem lietotājiem un zaudēta biznesa.

Šeit ir dažas labākās prakses API veiktspējas optimizēšanai:

• Izmantojiet kešatmiņu, lai samazinātu datu bāzes slodzi. Kešojiet bieži piekļūstamos datus atmiņā vai izkliedētā kešatmiņā.
• Optimizējiet datu bāzes vaicājumus. Izmantojiet indeksus, izvairieties no pilnas tabulas skenēšanas un izmantojiet efektīvas vaicājumu valodas.
• Izmantojiet savienojumu pūlu (connection pooling), lai samazinātu datu bāzes savienojuma pieskaitāmās izmaksas.
• Saspiest atbildes, izmantojot gzip vai citus kompresijas algoritmus.
• Izmantojiet satura piegādes tīklu (CDN), lai kešotu statisku saturu tuvāk lietotājiem.
• Pārraugiet API veiktspēju, izmantojot tādus rīkus kā New Relic, Datadog vai Prometheus.
• Profilējiet savu kodu, lai identificētu veiktspējas vājās vietas.
• Apsveriet asinhronās apstrādes izmantošanu ilgiem uzdevumiem.

API internacionalizācija (i18n) un lokalizācija (l10n)

Projektējot API globālai auditorijai, apsveriet internacionalizāciju (i18n) un lokalizāciju (l10n). Tas ietver API projektēšanu, lai atbalstītu vairākas valodas, valūtas un datuma/laika formātus.

Labākās prakses:

• Visiem teksta datiem izmantojiet Unikoda (UTF-8) kodējumu.
• Glabājiet visu tekstu neitrālā valodā (piemēram, angļu) un nodrošiniet tulkojumus citām valodām.
• Izmantojiet Accept-Language galveni, lai noteiktu lietotāja vēlamo valodu.
• Izmantojiet Accept-Charset galveni, lai noteiktu lietotāja vēlamo rakstzīmju kopu.
• Izmantojiet Accept galveni, lai noteiktu lietotāja vēlamo satura formātu.
• Atbalstiet vairākas valūtas un izmantojiet ISO 4217 valūtas kodu standartu.
• Atbalstiet vairākus datuma/laika formātus un izmantojiet ISO 8601 datuma/laika formāta standartu.
• Apsveriet kultūras atšķirību ietekmi uz API dizainu. Piemēram, dažas kultūras var dot priekšroku atšķirīgiem datuma/laika vai skaitļu formātiem.

Piemērs:

Globāla e-komercijas API varētu atbalstīt vairākas valūtas (USD, EUR, JPY) un ļaut lietotājiem norādīt vēlamo valūtu, izmantojot pieprasījuma parametru vai galveni.

            GET /products?currency=EUR
            

              
                Copy
              
            
          

API monitorings un analīze

API veiktspējas, lietojuma un kļūdu uzraudzība ir ļoti svarīga, lai nodrošinātu tās veselību un stabilitāti. API analīze sniedz vērtīgu ieskatu par to, kā jūsu API tiek izmantota, un var palīdzēt jums identificēt jomas uzlabojumiem.

Galvenie rādītāji, ko uzraudzīt:

• Atbildes laiks: Vidējais laiks, kas nepieciešams API, lai atbildētu uz pieprasījumu.
• Kļūdu līmenis: Pieprasījumu procentuālā daļa, kas beidzas ar kļūdu.
• Pieprasījumu apjoms: Pieprasījumu skaits laika vienībā.
• Lietošanas modeļi: Kuri API galapunkti tiek izmantoti visvairāk? Kas ir galvenie lietotāji?
• Resursu izmantošana: API serveru CPU, atmiņas un tīkla izmantošana.

Rīki API monitoringam un analīzei:

• New Relic
• Datadog
• Prometheus
• Amazon CloudWatch
• Google Cloud Monitoring
• Azure Monitor

Noslēgums

RESTful API projektēšana globālai auditorijai prasa rūpīgu vairāku faktoru apsvēršanu, tostarp REST principus, resursu dizainu, HTTP metodes un statusa kodus, datu formātus, API versiju veidošanu, drošību, dokumentāciju, veiktspēju, internacionalizāciju un monitoringu. Ievērojot šajā rokasgrāmatā izklāstītās labākās prakses, jūs varat izveidot API, kas ir mērogojamas, uzturamas, drošas un pieejamas izstrādātājiem visā pasaulē. Atcerieties, ka API dizains ir iteratīvs process. Nepārtraukti pārraugiet savu API, vāciet atsauksmes no lietotājiem un pielāgojiet savu dizainu atbilstoši mainīgajām vajadzībām.