Design av RESTful API: Bästa praxis för en global publik

I dagens uppkopplade värld utgör API:er (Application Programming Interfaces) ryggraden i modern mjukvaruutveckling. Särskilt RESTful API:er har blivit standarden för att bygga webbtjänster tack vare sin enkelhet, skalbarhet och interoperabilitet. Denna guide ger omfattande bästa praxis för att designa RESTful API:er med fokus på global tillgänglighet, underhållbarhet och säkerhet.

Förståelse för REST-principer

REST (Representational State Transfer) är en arkitekturstil som definierar en uppsättning begränsningar för att skapa webbtjänster. Att förstå dessa principer är avgörande för att designa effektiva RESTful API:er:

• Klient-Server: Klienten och servern är separata enheter och kan utvecklas oberoende av varandra. Klienten initierar förfrågningar, och servern bearbetar dem och returnerar svar.
• Tillståndslös (Stateless): Servern lagrar inget klienttillstånd mellan förfrågningar. Varje förfrågan från klienten innehåller all information som behövs för att förstå och bearbeta förfrågan. Detta förbättrar skalbarhet och tillförlitlighet.
• Cachebar (Cacheable): Svar bör uttryckligen markeras som cachebara eller icke-cachebara. Detta gör det möjligt för klienter och mellanhänder att cacha svar, vilket förbättrar prestandan och minskar serverbelastningen.
• Skiktat system (Layered System): Klienten kan normalt inte avgöra om den är direkt ansluten till slutservern eller till en mellanhand på vägen. Mellanhänder kan förbättra systemets skalbarhet genom att möjliggöra lastbalansering och tillhandahålla delade cacheminnen.
• Kod på begäran (Code on Demand) (Valfritt): Servern kan valfritt tillhandahålla exekverbar kod till klienter, vilket utökar klientens funktionalitet. Detta är mindre vanligt men kan vara användbart i vissa scenarier.
• Enhetligt gränssnitt (Uniform Interface): Detta är kärnprincipen i REST och omfattar flera underbegränsningar:
• Identifiering av resurser: Varje resurs ska kunna identifieras med en unik URI (Uniform Resource Identifier).
• Manipulering av resurser genom representationer: Klienter manipulerar resurser genom att utbyta representationer (t.ex. JSON, XML) med servern.
• Självbeskrivande meddelanden: Varje meddelande ska innehålla tillräckligt med information för att beskriva hur meddelandet ska bearbetas. Till exempel indikerar Content-Type-headern formatet på meddelandekroppen.
• Hypermedia som motorn för applikationstillstånd (HATEOAS): Klienter bör använda hyperlänkar som tillhandahålls i svaret för att navigera i API:et. Detta gör att API:et kan utvecklas utan att klienter går sönder. Även om HATEOAS inte alltid tillämpas strikt, främjar det lös koppling och utvecklingsbarhet.

Designa RESTful-resurser

Resurser är de centrala abstraktionerna i ett RESTful API. De representerar de data som API:et exponerar och manipulerar. Här är några bästa praxis för att designa RESTful-resurser:

1. Använd substantiv, inte verb

Resurser ska namnges med substantiv, inte verb. Detta återspeglar det faktum att resurser är dataenheter, inte handlingar. Använd till exempel /customers istället för /getCustomers.

Exempel:

Istället för:

            /getUser?id=123
            

              
                Copy
              
            
          

Använd:

            /users/123
            

              
                Copy
              
            
          

2. Använd substantiv i plural

Använd substantiv i plural för resurssamlingar. Detta främjar konsekvens och tydlighet.

Exempel:

Använd:

            /products
            

              
                Copy
              
            
          

Istället för:

            /product
            

              
                Copy
              
            
          

3. Använd hierarkiska resursstrukturer

Använd hierarkiska resursstrukturer för att representera relationer mellan resurser. Detta gör API:et mer intuitivt och lättare att navigera.

Exempel:

            /customers/{customer_id}/orders
            

              
                Copy
              
            
          

Detta representerar samlingen av ordrar som tillhör en specifik kund.

4. Håll resurs-URI:er korta och meningsfulla

Korta och meningsfulla URI:er är lättare att förstå och komma ihåg. Undvik långa, komplexa URI:er som är svåra att tolka.

5. Använd konsekventa namngivningskonventioner

Etablera konsekventa namngivningskonventioner för resurser och håll dig till dem i hela API:et. Detta förbättrar läsbarheten och underhållbarheten. Överväg att använda en stilguide för hela företaget.

HTTP-metoder: API:ets verb

HTTP-metoder definierar de åtgärder som kan utföras på resurser. Att använda rätt HTTP-metod för varje operation är avgörande för att bygga ett RESTful API.

• GET: Hämtar en resurs eller en samling resurser. GET-förfrågningar ska vara säkra (dvs. de ska inte ändra resursen) och idempotenta (dvs. flera identiska förfrågningar ska ha samma effekt som en enda förfrågan).
• POST: Skapar en ny resurs. POST-förfrågningar används vanligtvis för att skicka data till servern för bearbetning.
• PUT: Uppdaterar en befintlig resurs. PUT-förfrågningar ersätter hela resursen med den nya representationen.
• PATCH: Uppdaterar en befintlig resurs partiellt. PATCH-förfrågningar ändrar endast specifika fält i resursen.
• DELETE: Raderar en resurs.

Exempel:

För att skapa en ny kund:

            POST /customers
            

              
                Copy
              
            
          

För att hämta en kund:

            GET /customers/{customer_id}
            

              
                Copy
              
            
          

För att uppdatera en kund:

            PUT /customers/{customer_id}
            

              
                Copy
              
            
          

För att delvis uppdatera en kund:

            PATCH /customers/{customer_id}
            

              
                Copy
              
            
          

För att radera en kund:

            DELETE /customers/{customer_id}
            

              
                Copy
              
            
          

HTTP-statuskoder: Kommunicera resultatet

HTTP-statuskoder används för att kommunicera resultatet av en förfrågan till klienten. Att använda rätt statuskod är avgörande för att ge tydlig och informativ feedback.

Här är några av de vanligaste HTTP-statuskoderna:

• 200 OK: Förfrågan lyckades.
• 201 Created: En ny resurs skapades framgångsrikt.
• 204 No Content: Förfrågan lyckades, men det finns inget innehåll att returnera.
• 400 Bad Request: Förfrågan var ogiltig. Detta kan bero på saknade parametrar, ogiltiga data eller andra fel.
• 401 Unauthorized: Klienten är inte auktoriserad att komma åt resursen. Detta innebär vanligtvis att klienten behöver autentisera sig.
• 403 Forbidden: Klienten är autentiserad men har inte behörighet att komma åt resursen.
• 404 Not Found: Resursen hittades inte.
• 405 Method Not Allowed: Metoden som specificeras i Request-Line är inte tillåten för resursen som identifieras av Request-URI.
• 500 Internal Server Error: Ett oväntat fel inträffade på servern.

Exempel:

Om en resurs skapas framgångsrikt bör servern returnera en 201 Created-statuskod tillsammans med en Location-header som specificerar URI:n för den nya resursen.

Dataformat: Välja rätt representation

RESTful API:er använder representationer för att utbyta data mellan klienter och servrar. JSON (JavaScript Object Notation) är det mest populära dataformatet för RESTful API:er på grund av sin enkelhet, läsbarhet och breda stöd i olika programmeringsspråk. XML (Extensible Markup Language) är ett annat vanligt alternativ, men det anses generellt vara mer ordrikt och komplext än JSON.

Andra dataformat, såsom Protocol Buffers (protobuf) och Apache Avro, kan användas för specifika användningsfall där prestanda och effektivitet vid dataserialisering är avgörande.

Bästa praxis:

• Använd JSON som standarddataformat om det inte finns en stark anledning att använda något annat.
• Använd Content-Type-headern för att specificera formatet på förfrågnings- och svarskroppar.
• Stöd flera dataformat om det behövs. Använd innehållsförhandling (Accept-headern) för att låta klienter specificera sitt föredragna dataformat.

API-versionering: Hantera förändringar

API:er utvecklas över tid. Nya funktioner läggs till, buggar fixas och befintlig funktionalitet kan ändras eller tas bort. API-versionering är en mekanism för att hantera dessa förändringar utan att förstöra för befintliga klienter.

Det finns flera vanliga tillvägagångssätt för API-versionering:

• URI-versionering: Inkludera API-versionen i URI:n. Till exempel, /v1/customers, /v2/customers.
• Header-versionering: Använd en anpassad HTTP-header för att specificera API-versionen. Till exempel, X-API-Version: 1.
• Medietyp-versionering: Använd en anpassad medietyp för att specificera API-versionen. Till exempel, Accept: application/vnd.example.customer.v1+json.

Bästa praxis:

• Använd URI-versionering som det enklaste och mest allmänt förstådda tillvägagångssättet.
• Fasa ut gamla API-versioner gradvis. Tillhandahåll tydlig dokumentation och migreringsguider för klienter.
• Undvik brytande ändringar när det är möjligt. Om brytande ändringar är nödvändiga, introducera en ny API-version.

API-säkerhet: Skydda dina data

API-säkerhet är avgörande för att skydda känsliga data och förhindra obehörig åtkomst. Här är några bästa praxis för att säkra ditt RESTful API:

• Autentisering: Verifiera klientens identitet. Vanliga autentiseringsmetoder inkluderar:
• Basic Authentication: Enkelt men osäkert. Bör endast användas över HTTPS.
• API-nycklar: Unika nycklar som tilldelas varje klient. Kan användas för att spåra användning och upprätthålla hastighetsbegränsningar.
• OAuth 2.0: Ett standardprotokoll för delegerad auktorisering. Tillåter klienter att komma åt resurser på uppdrag av en användare utan att kräva användarens inloggningsuppgifter.
• JSON Web Tokens (JWT): Ett kompakt och fristående sätt att säkert överföra information mellan parter som ett JSON-objekt.
• Auktorisering: Kontrollera åtkomst till resurser baserat på klientens identitet och behörigheter. Rollbaserad åtkomstkontroll (RBAC) är ett vanligt tillvägagångssätt.
• HTTPS: Använd HTTPS för att kryptera all kommunikation mellan klienten och servern. Detta skyddar data från avlyssning och manipulering.
• Indatavalidering: Validera all indata för att förhindra injektionsattacker och andra säkerhetssårbarheter.
• Hastighetsbegränsning (Rate Limiting): Begränsa antalet förfrågningar som en klient kan göra under en given tidsperiod. Detta skyddar API:et från missbruk och överbelastningsattacker.
• API-brandvägg: Använd en Web Application Firewall (WAF) eller en API Gateway för att skydda ditt API från vanliga attacker.

API-dokumentation: Gör ditt API upptäckbart

Bra API-dokumentation är avgörande för att göra ditt API upptäckbart och lätt att använda. Dokumentationen ska vara tydlig, koncis och uppdaterad.

Här är några bästa praxis för API-dokumentation:

• Använd ett standardiserat dokumentationsformat, såsom OpenAPI Specification (Swagger) eller RAML. Dessa format låter dig automatiskt generera interaktiv API-dokumentation och klient-SDK:er.
• Ge detaljerade beskrivningar av alla resurser, metoder och parametrar.
• Inkludera kodexempel på flera programmeringsspråk.
• Ge tydliga felmeddelanden och felsökningstips.
• Håll dokumentationen uppdaterad med den senaste API-versionen.
• Erbjud en sandlådemiljö där utvecklare kan testa API:et utan att påverka produktionsdata.

API-prestanda: Optimering för hastighet och skalbarhet

API-prestanda är avgörande för att ge en bra användarupplevelse. Långsamma API:er kan leda till frustrerade användare och förlorade affärer.

Här är några bästa praxis för att optimera API-prestanda:

• Använd cachning för att minska databasbelastningen. Cacha ofta efterfrågade data i minnet eller i en distribuerad cache.
• Optimera databasfrågor. Använd index, undvik fullständiga tabellskanningar och använd effektiva frågespråk.
• Använd anslutningspooler för att minska overhead för databasanslutningar.
• Komprimera svar med gzip eller andra komprimeringsalgoritmer.
• Använd ett innehållsleveransnätverk (CDN) för att cacha statiskt innehåll närmare användarna.
• Övervaka API-prestanda med verktyg som New Relic, Datadog eller Prometheus.
• Profilera din kod för att identifiera prestandaflaskhalsar.
• Överväg att använda asynkron bearbetning för långvariga uppgifter.

API-internationalisering (i18n) och lokalisering (l10n)

När du designar API:er för en global publik, överväg internationalisering (i18n) och lokalisering (l10n). Detta innebär att du designar ditt API för att stödja flera språk, valutor och datum-/tidsformat.

Bästa praxis:

• Använd Unicode (UTF-8) kodning för all textdata.
• Lagra all text på ett neutralt språk (t.ex. engelska) och tillhandahåll översättningar för andra språk.
• Använd Accept-Language-headern för att bestämma användarens föredragna språk.
• Använd Accept-Charset-headern för att bestämma användarens föredragna teckenuppsättning.
• Använd Accept-headern för att bestämma användarens föredragna innehållsformat.
• Stöd flera valutor och använd standarden ISO 4217 för valutakoder.
• Stöd flera datum-/tidsformat och använd standarden ISO 8601 för datum/tid.
• Tänk på hur kulturella skillnader kan påverka API-designen. Till exempel kan vissa kulturer föredra olika datum-/tidsformat eller talformat.

Exempel:

Ett globalt e-handels-API kan stödja flera valutor (USD, EUR, JPY) och tillåta användare att specificera sin föredragna valuta med en förfrågningsparameter eller header.

            GET /products?currency=EUR
            

              
                Copy
              
            
          

API-övervakning och analys

Att övervaka ditt API:s prestanda, användning och fel är avgörande för att säkerställa dess hälsa och stabilitet. API-analys ger värdefulla insikter om hur ditt API används och kan hjälpa dig att identifiera förbättringsområden.

Nyckeltal att övervaka:

• Svarstid: Den genomsnittliga tiden det tar för API:et att svara på en förfrågan.
• Felfrekvens: Andelen förfrågningar som resulterar i ett fel.
• Förfrågningsvolym: Antalet förfrågningar per tidsenhet.
• Användningsmönster: Vilka API-slutpunkter används mest? Vilka är de främsta användarna?
• Resursutnyttjande: CPU-, minnes- och nätverksanvändning på API-servrarna.

Verktyg för API-övervakning och analys:

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

Slutsats

Att designa ett RESTful API för en global publik kräver noggrant övervägande av flera faktorer, inklusive REST-principer, resursdesign, HTTP-metoder och statuskoder, dataformat, API-versionering, säkerhet, dokumentation, prestanda, internationalisering och övervakning. Genom att följa de bästa praxis som beskrivs i denna guide kan du bygga API:er som är skalbara, underhållbara, säkra och tillgängliga för utvecklare över hela världen. Kom ihåg att API-design är en iterativ process. Övervaka kontinuerligt ditt API, samla in feedback från användare och anpassa din design efter behov för att möta nya krav.