API چیست؟ معرفی رابط برنامه‌نویسی کاربردی به زبان ساده

اپلیکیشن‌ها با زبان‌های مختلف و در محیط‌های گوناگونی نوشته و توسعه داده می‌شوند. همین موضوع باعث می‌شود که ارتباط بین اپلیکیشن‌ها و ادغام آن‌ها با یکدیگر دشوار به نظر برسد. درحالی‌که رابط برنامه‌نویسی اپلیکیشن یا API به‌عنوان ابزاری قدرتمند برای برنامه‌نویسان شناخته می‌شود که مانند پل یا واسطه‌ای میان اپلیکیشن‌های مختلف عمل می‌کند و ارتباط آن‌ها با یکدیگر را ممکن می‌سازد. در این مقاله قصد داریم به شما بگوییم API چیست و چه کاربردها و مزایایی دارد؟‌ به خواندن مطلب پیش رو ادامه دهید تا با ابزار طلایی برنامه‌نویسان برای ادغام اپلیکیشن‌ها با یکدیگر آشنا شوید.

API چیست؟ راه ارتباطی اپلیکیشن‌ها با یکدیگر

رابط برنامه‌نویسی اپلیکیشن (Application programming interface) که با نام API شناخته می‌شود، مجموعه‌ای از قوانین تعریف‌شده است که ارتباط بین اپلیکیشن‌های مختلف را با یکدیگر امکان‌پذیر می‌سازد. API به‌عنوان یک لایه میانی یا واسط عمل می‌کند که انتقال داده بین سیستم‌ها را پردازش می‌کند و به شرکت‌ها اجازه می‌دهد تا داده‌های اپلیکیشن خود را برای توسعه‌دهندگان شخص ثالث خارجی، شرکای تجاری و بخش‌های داخلی شرکت باز کنند.

تعاریف و پروتکل‌های موجود در API به کسب‌وکارها کمک می‌کند تا به اپلیکیشن‌های مختلف بسیاری که به‌صورت روزانه در عملیات از آن‌ها استفاده می‌کنند، متصل شوند. استفاده از API به صرفه‌جویی در زمان کارکنان شرکت کمک می‌کند. مستندات API رابطی را برای توسعه‌دهندگان به‌منظور ارتباط بین اپلیکیشن‌ها ارائه می‌دهد و یکپارچه‌سازی اپلیکیشن را ساده می‌کند.

API چگونه کار می‌کند؟

برای درک عملکرد API بهتر است از یک مثال ساده و کاربردی که هرروزه ممکن است با آن سروکار داشته باشیم، استفاده کنیم. هنگام خرید از یک فروشگاه آنلاین ممکن است از شما خواسته شود تا هزینه را از طریق درگاه بانکی پرداخت کنید. در چنین شرایطی از API برای برقراری اتصال به درگاه بانکی استفاده می‌شود.

• هنگامی که روی دکمه پرداخت کلیک می‌کنید، یک API برای بازیابی اطلاعات فراخوانده می‌شود که به‌عنوان درخواست شناخته می‌شود. این درخواست از طریق URI (شناسه منبع یکنواخت) API از یک اپلیکیشن به وب سرور پردازش می‌شود و شامل یک فعل درخواست، هدرها و گاهی اوقات بدنه درخواست است.
• بعد از دریافت یک درخواست معتبر از صفحه وب محصول، API یک وب سرور یا برنامه خارجی را فرا می‌خواند.
• سرور پاسخی را با اطلاعات درخواستی به API ارسال می‌کند.
• API داده‌ها را به اپلیکیشن درخواست اولیه که در این مثال فروشگاه اینترنتی است، منتقل می‌کند.

هرچند انتقال داده بسته به وب سرویس مورد استفاده متفاوت است، همه درخواست‌ها و پاسخ‌ها از طریق یک API انجام می‌شود. در رابط کاربری هیچ قابلیت مشاهده‌ای وجود ندارد؛ یعنی APIها داده‌ها را داخل یک کامپیوتر یا اپلیکیشن مبادله می‌کنند و مانند یک اتصال یکپارچه برای کاربر ظاهر می‌شوند.

مزایای API برای برنامه‌نویسان و کاربران

APIها طراحی و توسعه اپلیکیشن‌ها و سرویس‌های جدید و یکپارچه‌سازی و مدیریت اپلیکیشن‌ها و سرویس‌های موجود را آسان می‌کنند. به‌طورکلی از مهم‌ترین مزایای APIها می‌توانیم به موارد زیر اشاره کنیم:

بهبود همکاری با ایجاد امکان یکپارچه‌سازی از طریق API

یک شرکت متوسط تقریبا از 1200 اپلیکیشن ابری که بسیاری از آن‌ها به هم متصل نیستند، استفاده می‌کند. APIها با فراهم کردن امکان یکپارچه‌سازی باعث می‌شوند این پلتفرم‌ها و اپلیکیشن‌ها به‌طور یکپارچه با یکدیگر ارتباط برقرار کنند. از طریق این ادغام شرکت‌ها می‌توانند جریان کاری (Workflows) را خودکار کنند و همکاری در محل را بهبود بخشند. بدون API بسیاری از شرکت‌ها فقط سیلوهای اطلاعاتی خواهند داشت که هیچ تاثیری در بهره‌وری و عملکرد ندارد.

تسریع نوآوری با بهره‌گیری از رابط برنامه‌نویسی کاربردی

APIها انعطاف‌پذیری بالایی به کاربر ارائه می‌دهند و این امکان را برای شرکت‌ها فراهم می‌کنند تا با پارتنرهای تجاری جدید ارتباط برقرار کنند، سرویس‌های جدید به بازار فعلی خود ارائه دهند و در نهایت به بازارهای جدیدی که می‌توانند بازدهی انبوه و تحول دیجیتال ایجاد کنند، دسترسی داشته باشند.

کسب درآمد از اقتصاد API

بسیاری از شرکت‌ها معمولا در ابتدا ترجیح می‌دهند که APIها را به‌صورت رایگان ارائه دهند تا بتوانند توجه توسعه‌دهندگان را به خود جلب کرده و با شرکای تجاری بالقوه ارتباط برقرار کنند. اگر API به دارایی‌های دیجیتال ارزشمند دسترسی پیدا کند، کسب‌وکار می‌تواند با فروش دسترسی از آن کسب درآمد کند. این کار با عنوان اقتصاد API شناخته می‌شود. هنگامی که AccuWeather پرتال توسعه‌دهنده سلف‌سرویس خود را برای فروش طیف گسترده‌ای از بسته‌های API راه‌اندازی کرد، توانست در عرض 10 ماه، 24هزار توسعه‌دهنده جذب کند و 11هزار کلید API به فروش برساند. 

ارتقای امنیت سیستم

APIها اپلیکیشن درخواست‌دهنده را از زیرساخت سرویس پاسخ‌دهنده جدا می‌کنند و هنگام برقراری ارتباط لایه‌های امنیتی بین آن دو ارائه می‌دهند. به‌عنوان مثال، فراخوانی‌های API معمولا به اعتبار احراز هویت نیاز دارد؛ هدرهای HTTP، کوکی‌ها یا رشته‌های کوئری می‌توانند امنیت بیشتری حین تبادل داده‌ها فراهم کنند و یک درگاه API می‌تواند برای به حداقل رساندن تهدیدهای امنیتی، دسترسی را کنترل کند.

تامین امنیت و حریم خصوصی کاربر نهایی

همان‌طور که APIها محافظت بیشتری را در یک شبکه ایجاد می‌کنند، آن‌ها می‌توانند لایه دیگری از محافظت را برای کاربران شخصی فراهم آورند. هنگامی که یک وب‌سایت موقعیت مکانی کاربر را درخواست می‌کند که از طریق Location API ارائه می‌شود، کاربر می‌تواند تصمیم بگیرد که به این درخواست اجازه دسترسی دهد یا آن را رد کند.

بسیاری از مرورگرهای وب و سیستم‌عامل‌های موبایل مانند iOS برای مواقعی که APIها درخواست دسترسی به اپلیکیشن‌ها یا داده‌های کاربر را دارند، از ساختارهای مجوز داخلی برخوردار هستند. هنگامی که یک اپلیکیشن باید از طریق یک API به فایل‌ها دسترسی داشته باشد، سیستم‌های فایل مانند ویندوز، مک و لینوکس از مجوزهایی برای این دسترسی استفاده می‌کنند.

آشنایی با انواع API

امروزه بیشتر رابط‌های برنامه‌نویسی اپلیکیشن APIهای وب هستند که عملکرد و داده‌های یک اپلیکیشن را از طریق اینترنت در معرض دید قرار می‌دهند. در ادامه چهار نوع اصلی Web API را بررسی می‌کنیم:

• Open APIها رابط‌های برنامه‌نویسی اپلیکیشن منبع‌باز (Open-source) هستند که شما می‌توانید با پروتکل HTTP به آن‌ها دسترسی داشته باشید. این نوع API به‌عنوان APIهای عمومی نیز شناخته می‌شوند که API endpoint و فرمت‌های درخواست و پاسخ را تعریف کرده‌اند.
• Partner APIها شرکای تجاری استراتژیک را به هم متصل می‌کنند. به‌طور معمول، توسعه‌دهندگان در حالت سلف‌سرویس از طریق یک پرتال توسعه‌دهنده عمومی API به این APIها دسترسی دارند. بااین‌حال، آن‌ها برای دسترسی به Partner API باید یک فرایند onboarding را تکمیل کنند و اعتبار ورود بگیرند.
• Internal APIها از دید کاربران خارجی مخفی باقی می‌مانند. این APIهای خصوصی برای کاربران خارج از شرکت در دسترس نیستند و برای بهبود بهره‌وری و ارتباطات بین تیم‌های توسعه داخلی ایجاد شده‌اند.
• Composite APIها چندین API سرویس و داده را ترکیب می‌کنند. این نوع APIها به برنامه‌نویسان اجازه می‌دهند تا به چندین نقطه پایانی (Endpoint) در یک فراخوانی دسترسی داشته باشند. Composite APIها در معماری میکروسرویس‌ها که انجام یک کار ممکن است به اطلاعات از چندین منبع نیاز داشته باشد، مفید هستند.

کاربرد API چیست با مثال

ازآنجایی‌که APIها به شرکت‌ها اجازه می‌دهند تا ضمن حفظ امنیت و کنترل، دسترسی به منابعشان را باز کنند، آن‌ها به جنبه ارزشمندی از کسب‌وکارهای مدرن و اپلیکیشن‌های شخصی تبدیل شده‌اند. در ادامه به بررسی نمونه‌هایی از کاربرد API که تقریبا هرروزه با آن‌ها سروکار داریم، اشاره می‌کنیم:

ورودهای جهانی

یک مثال محبوب از API تابعی است که افراد را قادر می‌سازد تا با استفاده از جزئیات ورود به پروفایل فیس‌بوک، توییتر یا گوگل خود وارد وب‌سایت‌ها شوند. این ویژگی به هر سایتی اجازه می‌دهد تا از یک API از یکی از محبوب‌ترین سرویس‌ها برای احراز هویت سریع استفاده کند. این موضوع باعث صرفه‌جویی در زمان و جلوگیری از دردسرهای تنظیم پروفایل جدید برای هر وب اپلیکیشن یا عضویت جدید خواهد شد.

اینترنت اشیا (IoT)

دستگاه‌های هوشمند قابلیت‌های اضافه‌تری مانند صفحه نمایش لمسی با فعال‌سازی اینترنت و جمع‌آوری داده‌ها از طریق APIها ارائه می‌دهند. برای مثال، یک یخچال هوشمند می‌تواند به اپلیکیشن‌های دستور پخت متصل شود یا از طریق پیامک یادداشت‌برداری کند یا یادداشت‌هایی را به موبایل بفرستد. دوربین‌های داخلی به اپلیکیشن‌های مختلفی متصل می‌شوند تا کاربران بتوانند محتویات داخلی یخچال را از هر جایی ببینند.

مقایسه سایت‌های رزرو بلیط و اقامتگاه

سایت‌های رزرو بلیط و اقامتگاه اطلاعات هزاران پرواز را جمع‌آوری می‌کنند و ارزان‌ترین انتخاب‌ها را برای هر تاریخ و مقصد به نمایش می‌گذارند. ارائه این سرویس از طریق APIهایی امکان‌پذیر است که کاربران اپلیکیشن با دسترسی به آخرین اطلاعات درباره در دسترس بودن هتل‌ها و خطوط هوایی چه از طریق مرورگر وب و چه اپلیکیشن خود شرکت مسافرتی فراهم می‌کنند. با تبادل مستقل داده‌ها و درخواست‌ها، APIها زمان و تلاش لازم برای بررسی پروازها و اقامتگاه‌های در دسترس را به‌طور چشمگیری کاهش می‌دهند.

اپلیکیشن‌های مسیریابی

علاوه‌بر APIهای اصلی که نقشه‌های ایستا یا تعاملی را نمایش می‌دهند، این برنامه‌ها از سایر APIها و ویژگی‌ها برای ارائه مسیرها، محدودیت‌های سرعت، مکان‌های مورد علاقه و هشدارهای ترافیکی به کاربران استفاده می‌کنند. کاربران هنگام ترسیم مسیرهای سفر یا ردیابی وسایل در حال حرکت مانند وسایل نقلیه حمل بسته با یک API ارتباط برقرار می‌کنند.

توییتر

هر توییت شامل ویژگی‌های اصلی توصیفی از جمله نویسنده، شناسه منحصربه‌فرد، پیام، زمان انتشار و ابرداده (Metadata) جغرافیایی می‌شود. توییتر ویژگی‌های اصلی توییت‌ها و پاسخ‌های عمومی را در دسترس توسعه‌دهندگان قرار می‌دهد و به آن‌ها اجازه می‌دهد تا توییت‌ها را از طریق API شرکت در سایر صفحات وب پست کنند.

اپلیکیشن‌های SaaS

APIها بخش جدایی‌ناپذیری از رشد محصولات SaaS (نرم‌افزار به‌عنوان یک سرویس) هستند. پلتفرم‌هایی مانند CRMها (ابزارهای مدیریت ارتباط با مشتری) اغلب شامل تعدادی APIهای داخلی هستند که امکان ایجاد یکپارچگی با اپلیکیشن‌هایی که از قبل استفاده می‌شدند، مانند اپلیکیشن‌های ایمیل، پیام‌رسانی و شبکه‌های اجتماعی را برای شرکت‌ها فراهم می‌کنند.

این امر زمان صرف‌شده برای جابه‌جایی بین اپلیکیشن‌هایی برای کارهای فروش و بازاریابی را به‌طور چشمگیری کاهش می‌دهد. همچنین به کاهش یا جلوگیری از ایجاد سیلوهای داده‌ای که ممکن است به خاطر استفاده از اپلیکیشن‌های مختلف بین بخش‌ها به وجود آید، کمک می‌کند.

انواع پروتکل API چیست؟

با افزایش استفاده از APIهای وب، پروتکل‌های خاصی برای ارائه مجموعه‌ای از قوانین تعریف‌شده یا مشخصات API برای کاربران توسعه داده شده‌اند که انواع داده‌ها، دستورات و syntax پذیرفته‌شده را ایجاد می‌کند. در واقع این پروتکل‌ها تبادل استاندارد اطلاعات را تسهیل می‌کنند. در ادامه به بررسی انواع پروتکل API می‌پردازیم:

• SOAP(پروتکل دسترسی آسان به اشیا): این پروتکل با XML ساخته شده است و دریافت و ارسال داده‌ها را از طریق SMTP و HTTP برای نقاط پایانی (endpoint) فراهم می‌کند. SOAP APIها اشتراک‌گذاری اطلاعات بین اپلیکیشن‌ها یا اجزای نرم‌افزاری را که در محیط‌های مختلف اجرا می‌شوند یا به زبان‌های مختلفی نوشته شده‌اند، آسان‌تر می‌کند.
• XML-RPC (فراخوانی رویه از راه دور XML): پروتکل XML-RPC به یک فرمت خاص XML برای انتقال داده‌ها متکی است. XML-RPC قدیمی‌تر از SOAP است، اما ازآنجایی‌که از حداقل پهنای باند استفاده می‌کند، ساده‌تر و سبک‌تر است.
• JSON-RPC: این پروتکل مانند XML-RPC یک فراخوانی رویه از راه دور است، اما JSON (مخفف JavaScript Object Notation) به‌جای XML برای انتقال داده‌ها استفاده می‌شود.
• REST (انتقال حالت نمایندگی): REST مجموعه‌ای از اصول معماری API وب است. REST APIها که با عنوان RESTful API نیز شناخته می‌شوند، APIهایی هستند که از محدودیت‌های معماری REST خاصی پیروی می‌کنند. ساخت RESTful API با پروتکل‌های SOAP امکان‌پذیر است، اما این دو استاندارد معمولا به‌عنوان رقیب در نظر گرفته می‌شوند.
• GraphQL: این ساختار جدید APIها به‌عنوان یک زبان کوئری منبع‌باز نیز شناخته می‌شود که نحوه درخواست اطلاعات از طریق API توسط کلاینت را توضیح می‌دهد. در یک مفهوم گسترده، GraphQL یک Syntax است که توسعه‌دهندگان می‌توانند از آن برای درخواست داده‌های خاص و برگرداندن داده‌ها از چندین منبع مختلف استفاده کنند. هنگامی که کلاینت ساختار داده‌های مورد نیازش را تعریف می‌کند، سرور با استفاده از ساختار یکسان، داده‌ها را برمی‌گرداند.
• WebSocket: وب سوکت یک پروتکل مبتنی بر TCP است که برای برقراری ارتباط بین مرورگر کاربر و سرور کاربرد دارد. با استفاده از وب سوکت کلاینت و مبدا می‌توانند داده‌ها را بدون نیاز به برقراری مجدد Sessions ارسال کنند. برنامه‌نویسان با استفاده از این پروتکل قادر به انتقال داده‌ها بین مرورگر و سرور به‌صورت دوطرفه و بدون نیاز به انجام درخواست‌های مجدد خواهند بود.
• gRPC (فراخوانی رویه از راه دور گوگل): gRPC یک معماری و سیستم API منبع‌باز است که توسط بنیاد Cloud Native Computing اداره می‌شود. gRPC از HTTP/2 زیر کاورها استفاده می‌کند، اما HTTP به طراح API نمایش داده نمی‌شود. شرکت‌هایی مانند Netflix از gRPC برای مدیریت ارتباطات بین سرویس‌های عظیم خود استفاده می‌کنند.
• MQTT: این مورد یک پروتکل پیام‌رسانی مبتنی بر استاندارد یا مجموعه‌ای از قوانین است که برای ارتباط ماشین به ماشین استفاده می‌شود. سنسورهای هوشمند، ابزارهای پوشیدنی و سایر دستگاه‌های اینترنت اشیا معمولا باید داده‌ها را از طریق شبکه‌ای با محدودیت منابع و پهنای باند محدود ارسال و دریافت کنند. این دستگاه‌های IoT از MQTT برای انتقال داده‌ها استفاده می‌کنند؛ زیرا پیاده‌سازی آن بسیار آسان است. این پروتکل همچنین از پیام‌رسانی بین دستگاه‌ها به ابر و ابر به دستگاه‌ها پشتیبانی می‌کند.
• Serverless: یک مدل محاسبات ابری است که ارائه‌دهندگان ابر به‌طور خودکار زیرساخت را مدیریت می‌کنند و به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهند تا بدون نگرانی در مورد تامین یا نگهداری سرور، صرفا روی نوشتن کد تمرکز کنند.

تفاوت API با وب سرویس

وب سرویس یک جزء (Component) نرم‌افزاری است که می‌توان به آن دسترسی داشت و انتقال داده از طریق آدرس وب را آسان می‌کند. ازآنجایی‌که یک وب سرویس داده‌ها و قابلیت‌های یک اپلیکیشن را در اختیار سایر اپلیکیشن‌ها قرار می‌دهد، در واقع هر وب سرویس یک API محسوب می‌شود. بااین‌حال، همه APIها وب سرویس نیستند.

APIها هر جزء نرم‌افزاری هستند که به‌عنوان یک رابط بین دو اپلیکیشن جدا از هم عمل می‌کنند. درحالی‌که وب سرویس‌ها برای اتصال اپلیکیشن‌ها به هم به یک شبکه نیاز دارند. در نهایت نیز برخی از APIها منبع‌باز هستند؛ درصورتی‌که وب سرویس‌ها معمولا خصوصی‌اند و فقط شرکای تاییدشده می‌توانند به آن‌ها دسترسی داشته باشند.

ارتباط APIها، میکروسرویس‌ها و توسعه بومی ابر

میکروسرویس یک سبک معماری است که یک اپلیکیشن را به اجزای کوچک‌تر و مستقل (که باز هم میکروسرویس نامیده می‌شود) تقسیم کرده و با استفاده از REST APIها آن‌ها را به هم وصل می‌کند. ساختن یک اپلیکیشن به‌عنوان مجموعه‌ای از سرویس‌های جدا این امکان را برای توسعه‌دهندگان فراهم می‌کند تا روی اجزای یک اپلیکیشن مستقل از سایر اجزای آن کار کنند. در نتیجه آزمایش، نگهداری و مقیاس‌بندی اپلیکیشن‌ها آسان‌تر خواهد شد.

معماری میکروسرویس‌ها با ظهور رایانش ابری رایج‌تر شده است و همراه با کانتینرها و کوبرنتیز پایه‌ای برای توسعه اپلیکیشن بومی ابری محسوب می‌شود.

منابع: IBM | TechTarget | AWS | Cloud Google