Hướng dẫn phát triển API: REST, GraphQL, gRPC

Các công ty trong các ngành dọc khác nhau sử dụng API để cho phép giao tiếp giữa phía máy khách và máy chủ của ứng dụng của họ, để tích hợp với phần mềm của bên thứ ba và để cho phép các ứng dụng bên ngoài truy cập vào hệ thống của họ. Ngoài ra, việc xây dựng và kiếm tiền từ API tùy chỉnh có thể trở thành một phần thiết yếu trong chiến lược phát triển kinh doanh.

Nếu các API đóng một vai trò quan trọng trong dự án của bạn, thì các yêu cầu đối với sự phát triển của chúng có thể rất khắt khe. Bạn cần biết cách đáp ứng các thách thức kỹ thuật, chọn giao thức nào và áp dụng các phương pháp nào để xây dựng các sản phẩm tập trung vào API hàng đầu. Hướng dẫn sau đây nhằm mục đích trả lời những câu hỏi này.

Giao thức API: Các loại & Đặc điểm phát triển

Trước tiên, hãy khám phá các loại API khác nhau và các tính năng phát triển của chúng để bạn có thể xác định giao thức phù hợp nhất cho dự án của mình. Bất kể bạn chọn ngôn ngữ lập trình nào để phát triển API, Node.js , Python, Ruby hoặc các ngôn ngữ khác, loại giao thức đều quan trọng hơn. Hiện tại, các cách tiếp cận hàng đầu trong phát triển API tùy chỉnh là REST, GraphQL và gRPC.

API REST

REST, còn được gọi là Chuyển giao trạng thái đại diện, đề cập đến các API không trạng thái, nghĩa là mỗi yêu cầu chứa tất cả các chi tiết cần thiết để hoàn thành nó. Phần lớn các nhà phát triển phụ trợ đã quen thuộc với việc phát triển API REST. Đây là loại API linh hoạt và được sử dụng thường xuyên nhất, được sử dụng trong một số lượng lớn các dự án phần mềm. Là một giao thức đơn giản với rào cản gia nhập thấp, các API REST không có khả năng gặp phải các sự cố hỗ trợ trong tương lai.

Với REST, chúng tôi hiểu rõ chúng tôi đang yêu cầu cái gì và như thế nào, đồng thời chúng tôi biết mong đợi phản hồi nào. Điều tương tự cũng áp dụng cho các lỗi; chúng tôi có thể xác định lỗi dựa trên mã trạng thái tại bất kỳ thời điểm nào. Chúng tôi cũng có thể nâng cấp giao thức này với các yếu tố tùy chỉnh để làm cho lỗi dễ hiểu hơn ở phía máy khách.

Ưu điểm của REST: tính đơn giản, tốc độ và mối quan hệ rõ ràng giữa máy khách và máy chủ, dễ dàng phản hồi bộ đệm và các tính năng bảo mật tích hợp.

Nhược điểm : thiếu tính linh hoạt do các phản hồi được tiêu chuẩn hóa của máy chủ. Chẳng hạn, giả sử chúng ta có một danh sách những người quản lý công ty và trên một trang, chúng ta có thể muốn có tên với vai trò và chi tiết liên hệ, và trên một trang khác, chỉ có tên mà không có bất kỳ dữ liệu nào khác. Trong kịch bản REST, chúng ta phải sử dụng một yêu cầu ở mọi nơi, phản hồi với dữ liệu không cần thiết và sử dụng hết băng thông hoặc viết một yêu cầu riêng cho từng trang, dẫn đến sự phức tạp và trùng lặp mã. Thông thường, cùng một yêu cầu được sử dụng xuyên suốt.

API GRAPHQL

GraphQL là ngôn ngữ truy vấn dành cho API do Facebook phát triển. Linh hoạt hơn các API REST, GraphQL cho phép các nhà phát triển có được tất cả dữ liệu cần thiết trong một yêu cầu duy nhất (truy vấn hướng đến máy khách). Nhà phát triển cũng có thể chỉ định loại dữ liệu họ muốn nhận từ API.

GraphQL giải quyết vấn đề tương tác yêu cầu-phản hồi. Chúng tôi tận dụng một ngôn ngữ truy vấn cụ thể để hướng dẫn máy chủ về nhu cầu dữ liệu cụ thể của khách hàng tại bất kỳ thời điểm nào. Xem lại ví dụ của người quản lý, máy khách không được mặc định nhận dữ liệu chuẩn nhưng có thể chọn thông tin cần thiết (như tên và số điện thoại) và máy chủ sẽ phản hồi với thông tin cụ thể này.

Hệ thống này hoàn hảo cho các ứng dụng đòi hỏi tính linh hoạt và khả năng mở rộng cao hơn, các hệ thống phức tạp và vi dịch vụ.

Ưu điểm của GraphQL: phương pháp này tiết kiệm băng thông và tăng hiệu suất, mang lại tính linh hoạt và khả năng mở rộng hơn.

Nhược điểm: ngôn ngữ truy vấn phức tạp hơn và rào cản gia nhập khá cao, có khả năng làm phức tạp quá trình hỗ trợ nếu bạn thiếu chuyên gia. Cộng đồng cũng nhỏ hơn.

API GRPC

gRPC, một khung RPC nguồn mở do Google tạo ra, được coi là công nghệ phát triển API hiệu suất cao. gRPC tận dụng Bộ đệm giao thức, một cơ chế không phụ thuộc vào ngôn ngữ, nền tảng trung lập để tuần tự hóa dữ liệu có cấu trúc.

Không giống như REST và GraphQL, khá giống nhau, gRPC cung cấp tương tác máy khách-máy chủ khác và chỉ có thể sử dụng được với giao thức HTTP/2.0. Giao thức tiên tiến này cung cấp các lợi ích trong việc nén dữ liệu, kết nối người dùng, v.v.

gRPC hoàn hảo cho các dự án có yêu cầu giao tiếp hiệu suất cao.

Ưu điểm : gRPC giao tiếp với máy chủ thông qua các luồng và ngôn ngữ truy vấn của máy chủ, làm cho toàn bộ quá trình có vẻ như đang diễn ra trong một hệ thống duy nhất, bất kể bạn đang ở giao diện người dùng hay mặt sau. Giao diện người dùng có thể gọi các phương thức được viết trên phần phụ trợ. Tuy nhiên, trên thực tế, bạn cần viết các phương thức máy chủ và xây dựng chúng trước, chỉ khi đó giao diện người dùng mới hiểu rằng các phương thức này tồn tại và có thể được sử dụng. Việc thiết lập tất cả điều này yêu cầu kinh nghiệm với loại API này.

Các ưu điểm khác bao gồm dữ liệu nhỏ gọn hơn, hiệu suất tốt hơn và phản hồi nhanh.

Nhược điểm bao gồm một cộng đồng nhỏ (giao thức vẫn đang phát triển) và rào cản gia nhập tương đối cao. Hiểu giao thức truyền dữ liệu cũng rất quan trọng; mỗi người mới có thể không quen với giao thức này và sẽ cần được đào tạo. So với các cách tiếp cận khác để phát triển API, cách này khá phức tạp và mất nhiều thời gian hơn, điều này không phải lúc nào cũng hợp lý cho dự án.

Các tính năng chính cho giải pháp API

Trong quá trình bắt đầu và tiến trình phát triển API, các kỹ sư phần mềm nên xem xét một số điểm quan trọng. Điều này sẽ đảm bảo tính bảo mật và hiệu quả của các API của bạn.

XÁC THỰC VÀ ỦY QUYỀN

Xác thực xác minh danh tính chính xác, trong khi ủy quyền xác định xem người dùng đã xác minh có thể thực hiện một hành động cụ thể hay không. Các thông số kỹ thuật phổ biến như JWT, OAuth và OAuth2 xử lý các tác vụ này.

Việc lựa chọn phương thức xác thực phụ thuộc vào sự cân bằng giữa mức độ bảo mật được yêu cầu và tính dễ thực hiện và bảo trì. OAuth cung cấp khả năng mở rộng và trải nghiệm người dùng tuyệt vời nhưng đòi hỏi nhiều nỗ lực hơn để triển khai và bảo trì. OpenID có thể bổ sung OAuth bằng cách xác minh danh tính và hồ sơ của khách hàng thông qua máy chủ ủy quyền.

TRUY VẤN, LỌC, SẮP XẾP VÀ PHÂN TRANG

Khi cơ sở dữ liệu của bạn phát triển, việc truy xuất dữ liệu có thể trở nên chậm hơn. Để giảm thiểu điều này, hãy triển khai bộ nhớ đệm, phân trang, sắp xếp và lọc.

Sắp xếp tổ chức dữ liệu theo các điều kiện cụ thể, trong khi phân trang quyết định lượng dữ liệu sẽ hiển thị và khi nào. Các tính năng này cải thiện thời gian xử lý, thời gian phản hồi và bảo mật.

Lọc trong API thu hẹp các tập kết quả dựa trên các tiêu chí nhất định, cải thiện hiệu suất API và giảm truyền dữ liệu mạng. Bạn có thể triển khai sắp xếp, lọc và phân trang theo nhiều cách khác nhau tùy thuộc vào loại API (ví dụ: sử dụng tham số đường dẫn trong API REST).

CACHING ĐỂ CẢI THIỆN HIỆU SUẤT

Bộ nhớ đệm lưu trữ dữ liệu được yêu cầu thường xuyên trong một cửa hàng thứ cấp, giảm các cuộc gọi đến cơ sở dữ liệu chính. Chiến lược này nâng cao tốc độ truy xuất dữ liệu và giảm chi phí yêu cầu. Các công cụ như Memcached và Redis có thể hỗ trợ quá trình này.

Tùy thuộc vào nơi bạn lưu trữ bộ nhớ cache, bạn có thể sử dụng bộ nhớ đệm máy khách hoặc bộ nhớ đệm máy chủ. Trong khi bộ nhớ đệm máy khách cải thiện hiệu quả của máy khách và máy chủ bằng cách lưu trữ cục bộ các yêu cầu thông thường, bộ nhớ đệm máy chủ giúp giảm tải cho máy chủ bằng cách lưu trữ các lệnh gọi lặp lại trong bộ đệm.

REST cung cấp các cơ chế lưu trữ đơn giản hơn. Với API GraphQL và API gRPC, các nhà phát triển phải dành nhiều thời gian hơn cho bộ nhớ đệm.

XỬ LÝ LỖI

Xử lý lỗi hiệu quả giúp đơn giản hóa việc gỡ lỗi bằng cách phân biệt giữa lỗi máy khách và máy chủ. Cung cấp mã lỗi rõ ràng, chỉ định số lượng lỗi, giải thích nguyên nhân lỗi và phân biệt giữa lỗi chung và lỗi miền là các phương pháp xử lý lỗi hiệu quả.

THẨM ĐỊNH

Xác thực xác nhận tính chính xác của dữ liệu. Xác thực phía máy khách thường liên quan đến phản hồi nhanh chóng để sửa chữa, đây là điểm cộng cho sản phẩm, trong khi xác thực phía máy chủ là điều bắt buộc để đảm bảo tính bảo mật, tính toàn vẹn của dữ liệu và bảo vệ lỗ hổng. Nó bao gồm các tác vụ như xác thực các thuộc tính bắt buộc hoặc xác định các loại thuộc tính.

Thực tiễn tốt nhất để phát triển API tùy chỉnh

Có một số phương pháp hay nhất để phát triển API sẽ giúp bạn tránh những lỗi phổ biến và cải thiện hiệu suất, tính bảo mật cũng như khả năng mở rộng của sản phẩm. Nhưng cần lưu ý rằng mỗi trường hợp là duy nhất và có thể yêu cầu các giải pháp sáng tạo và phù hợp.

TRẢ LẠI MÃ LỖI CHUẨN

Điều quan trọng là phải xử lý lỗi một cách khéo léo để tránh nhầm lẫn cho người dùng API. Khi xảy ra lỗi, việc trả lại mã phản hồi HTTP thích hợp cho biết loại lỗi cụ thể sẽ cung cấp thông tin có giá trị để bảo trì API. Để lỗi không được xử lý có khả năng làm gián đoạn hệ thống, vì vậy tốt nhất bạn nên xử lý chúng ngay lập tức.

Các mã lỗi phải được kèm theo các thông báo cung cấp thông tin để hỗ trợ người bảo trì khắc phục sự cố một cách hiệu quả. Tuy nhiên, điều quan trọng là phải đảm bảo rằng các thông báo lỗi này không làm lộ thông tin nhạy cảm mà kẻ tấn công có thể khai thác để thực hiện các hoạt động độc hại, chẳng hạn như đánh cắp dữ liệu hoặc làm gián đoạn hệ thống.

ĐIỀU HƯỚNG PHIÊN BẢN API

Để đảm bảo quá trình chuyển đổi diễn ra suôn sẻ và tránh làm gián đoạn ứng dụng khách, điều cần thiết là phải có các phiên bản API khác nhau bất cứ khi nào có bất kỳ thay đổi nào được thực hiện. Lập phiên bản có thể được thực hiện bằng cách sử dụng lập phiên bản theo ngữ nghĩa, chẳng hạn như 2.0.6 (biểu thị phiên bản chính 2 và bản vá lỗi thứ sáu), đây là một phương pháp phổ biến trong các ứng dụng hiện đại.

Cách tiếp cận này cho phép chúng tôi loại bỏ dần các điểm cuối cũ hơn thay vì yêu cầu mọi người chuyển sang API mới cùng một lúc. Chẳng hạn, điểm cuối v1 có thể vẫn hoạt động cho những người dùng không muốn thay đổi, trong khi v2, với các tính năng mới thú vị, phục vụ cho những người sẵn sàng nâng cấp. Điều này trở nên đặc biệt quan trọng khi API của bạn ở chế độ công khai, vì việc lập phiên bản đảm bảo khả năng tương thích với các ứng dụng của bên thứ ba dựa trên API của bạn.

Bằng cách triển khai lập phiên bản, API web có thể chỉ ra rõ ràng các tính năng và tài nguyên mà nó cung cấp và các ứng dụng khách có thể đưa ra các yêu cầu hướng đến các phiên bản cụ thể của các tính năng hoặc tài nguyên này.

CHẾ TẠO TÀI LIỆU CHÍNH XÁC CHO API

Tài liệu API hướng dẫn các nhà phát triển cách sử dụng API của bạn và bắt đầu từ đâu. Điều này cần thiết cho cả những nhà phát triển sẽ tích hợp API của bạn và cho nhóm của bạn trong trường hợp hiện đại hóa phần mềm.

Nếu API của bạn được ghi lại chi tiết, thì việc nâng cao nhận thức và áp dụng API sẽ dễ dàng hơn, đồng thời giảm thời gian và chi phí cho cả nhà phát triển nội bộ và từ xa. Đồng thời, bất kỳ nhóm nội bộ nào cũng có thể truy cập vào tài liệu API để hiểu các phương pháp, tài nguyên, yêu cầu và phản hồi được áp dụng, điều này sẽ đơn giản hóa việc bảo trì và cập nhật.

Bạn cần cung cấp các hướng dẫn ngắn gọn để hỗ trợ các nhà phát triển bắt đầu nhanh chóng, tạo một bảng thuật ngữ toàn diện xác định các thuật ngữ API và đảm bảo rằng các tài nguyên và phương pháp được giải thích theo cách thân thiện với người dùng. Liệt kê tất cả các thuật ngữ dự án để thống nhất hiểu biết giữa người dùng cuối (nhà phát triển), cho phép họ nắm bắt các khái niệm như URL và URI, ngay cả khi có kiến thức kỹ thuật hạn chế.

kết thúc

Bất kể bạn chọn loại giao thức nào để tạo API, hãy nhớ rằng mỗi phương pháp đều có những chi tiết cụ thể đòi hỏi kiến thức và kỹ năng nhất định. Ngoài ra, bạn sẽ cần hỗ trợ API trong tương lai. Đây là lý do tại sao REST, mặc dù không hoàn hảo, vẫn là phương pháp phát triển API phổ biến nhất. Kinh nghiệm của nhóm phát triển của bạn là chìa khóa thành công của các sản phẩm tập trung vào API.

Cũng được xuất bản ở đây .