مروری کامل بر مفهوم RESTful API

Q: مزایای استفاده از RESTful API چیست؟

از جمله مزایای این استاندارد میتوان به سادگی، مقیاس پذیری بالا، پشتیبانی از فرمتهای مختلف، امنیت و این دست از موارد اشاره کرد.

نوشته شده توسط خانم ولی نژاد مقالات 0 دیدگاه آخرین بروزرسانی : ۱ مرداد ۱۴۰۳ زمان تقریبی خواندن : 9 دقیقه بازدید : 267

RESTful API عبارت است از یک رابط که به وسیله آن سیستم‌های کامپیوتری به تبادل اطلاعات به شکلی امن از طریق اینترنت می‌پردازند. کلاً برنامه‌های کاربردی مجبورند تا برای انجام وظایف محول شده به آن‌ها با دیگر برنامه‌ها نیز ارتباط بگیرند. این برقراری ارتباط توسط RESTful API انجام می‌شود و از تبادل اطلاعات به شکلی مؤثر پشتیبانی می‌کند.

در این مقاله قصد داریم به توضیح درباره RESTful API به عنوان ابزاری امن و قابل اعتماد بپردازیم. پس تا انتها همراه ما باشید.

API و انواع آن

مخفف عبارت Application Programming Interface است. این رابط کاربری مجموعه‌ای از قوانین را که در برقراری ارتباط با دیگر سیستم‌های نرم افزاری بایستی رعایت کنید را مشخص می‌کند.

به زبانی ساده APIها واسطه‌ای میان نرم افزارها به حساب می‌آیند و منجر به ایجاد یک تعامل مؤثر میان آن‌ها می‌شوند. APIها انواع مختلفی دارند که برای مثال می‌توان موارد زیر را نام برد.

APIهای وب: این نوع از APIها با بهره گیری از پروتکل‌های اینترنتی این امکان را برای کاربران فراهم می‌آورند تا بتوانند با سرویس‌های تحت وب مثل وب‌سایت‌ها ارتباط برقرار نمایند.
APIهای سیستم عاملی: برقراری ارتباط میان سیستم‌عامل‌های مختلف را فراهم می‌کند.
APIهای کتابخانه‌ای: مجموعه‌ای از توابع و روش‌ها که توسط کتابخانه‌ها ارائه و برنامه نویسان می‌توانند از آن استفاده نمایند.
APIهای فریمورکی: مجموعه‌ای از ابزار و کتابخانه‌هاست که در راستای توسعه نرم افزارها مورد استفاده قرار می‌گیرد.

REST چیست؟

مخفف عبارت Representational State Transfer از جمله معماری‌های نرم افزاری به حساب می‌آید که یک بیس کلی از شرایط را به APIها تحمیل می‌کند. یعنی آن‌ها را ملزم به انجام این دست از قواعد می‌سازد. در ابتدا REST دستورالعملی برای مدیریت ارتباطات در شبکه‌های پیچیده بود. شما با بهره گیری از این نوع از معماری می‌توانید به پشتیبانی از ارتباطات با کارایی بالا و قابل اعتماد بپردازید.

APIهایی که از سبک معماری REST پیروی می‌کنند، REST API نامیده می‌شوند و وب سرویس‌هایی که معماری REST را پیاده سازی می‌کنند، وب سرویس‌های RESTful نامیده می‌شوند. اصطلاح RESTful API به طور کلی به APIهای وب RESTful اشاره دارد. با این حال، می‌توانید از عبارت REST API و RESTful API به جای یکدیگر استفاده کنید.

اصول سبک معماری REST

در این بخش به توضیح درباره برخی از اصول سبک معماری REST می‌پردازیم.

رابط یکنواخت: انتقال اطلاعات در یک قالب استاندارد انجام می‌شود و نقش مهمی در ساده سازی و همچنین استانداردسازی ارتباطات میان سرویس‌ها و کاربران دارد. با رعایت این اصل، می‌توان APIهایی طراحی کرد که به راحتی قابل استفاده، مقیاس‌پذیر و قابل توسعه باشند. رابط یکنواخت با فراهم کردن یک چارچوب مشترک، توسعه‌دهندگان را قادر می‌سازد تا سرویس‌های وب خود را به صورت مؤثر و کارآمد پیاده‌سازی کنند.
بی تابعیتی: Statelessness یکی از اصول مهم و کلیدی در معماری REST به حساب می‌آید که توضیح می‌دهد هر کدام از درخواست‌های مشتریان باید دارای اطلاعات کامل در راستای فهم و پردازش درخواست‌های آن‌ها باشد و سرور شما نباید اطلاعاتی درباره وضعیت قبلی مشتریان خود را نگه دارد. به عبارتی ساده تعامل میان مشتریان و سرور به شکلی مستقل و مجزا می‌باشد. این اصل منجر به ساده سازی، مقیاس پذیری و همچنین افزایش قابلیت اطمینان سیستم‌ها می‌گردد.
سیستم لایه‌ای: RESTful از چندین لایه ایجاد شده است که هرکدام از آن‌ها عملکردی مستقل دارند و وظایف خاصی را برعهده دارند که می‌تواند میزان انعطاف پذیری، امنیت و مقیاس پذیری سیستم را بهبود بخشد. این رویکرد به شما به عنوان یک توسعه دهنده اجازه می‌دهد تا سیستم‌های خود را به شکلی ماژولار، مقیاس‌پذیر و قابل مدیریت طراحی و میزان امنیت، کارایی و انعطاف‌پذیری سیستم را افزایش دهید.
قابلیت ذخیره سازی در حافظه پنهان: داشتن این قابلیت می‌تواند منجر به کاهش زمان پاسخگویی در کنار افزایش کارایی گردد.

مزایای RESTful API

RESTful API مزایای زیادی را برای شما به همراه دارد که برای مثال می‌توان به موارد زیر اشاره کرد.

سهولت در استفاده: RESTful API با بهره گیری از معماری مبتنی بر منابع (Resources) و عملیات معین (HTTP Verbs) باعث می‌شود تا توسعه دهندگان بتوانند به آسانی با APIها کار کرده و درک کاملی نسبت به ارتباط میان سرویس‌ها پیدا نمایند.
مقیاس پذیری: این قابلیت به شما کمک می‌کند تا برنامه و اپلیکیشن شما با افزایش تعداد درخواست‌ها و کاربران همسو باشد.
پشتیبانی از معماری لایه‌ای: لایه‌های مختلف را از یک دیگر مجزا نگه می‌دارد این امر موجب می‌شود تا تغییرات در یک لایه تأثیری بر دیگر لایه‌ها نگذارد.
پشتیبانی از فرمت‌های مختلف: به این معنی که RESTful API قادر به پشتیبانی از فرمت‌های مختلف داده مانند JSON، XML و… است.

نحوه ساخت و پیاده سازی RESTful API

در ابتدا بایستی منابع کلیدی که API باید بر اساس مواردی که در بارنامه هدف مورد استفاده قرار می‌گیرد را نمایش دهد. بعد از آن باید شناسه‌های منبع منحصر به فرد را برای هر منبع اختصاص دهد و روش‌های متداول HTTP برای کار بر روی منابع را شناسایی و انتخاب نماید. انتخاب یک قالب مناسب برای نمایش داده‌ها، طراحی طرح‌های درخواست و پاسخ API، پیاده‌سازی کنترل‌کننده‌های مسیر منبع به زبان انتخابی، افزودن احراز هویت، محدودیت‌های نرخ، حافظه پنهان و اسناد برای API. در نهایت پیش از انتشار به آزمایش API پرداخته و بازخوردهای کاربران را در راستای بهبود آن به کار بگیرید.

روش‌های احراز هویت RESTful API

در راستای احراز هویت RESTful API راهکارها و روش‌های زیادی وجود دارد. در اینجا به توضیح درباره برخی از آن‌ها می‌پردازیم.

JWT: مخفف عبارت JSON Web Tokens از جمله متداول‌ترین روش‌ها در احراز هویت است. در این روش کلاینت بعد از ورود به سیستم یک توکن JWT دریافت می‌کند که این توکن دارای اطلاعاتی مثل نقش کاربر و تاریخ انقضا است. این توکن در هر درخواست ارسال می‌شود و سرور آن را تجزیه و احراز هویت را انجام می‌دهد.
OAuth: از این پروتکل برای احراز هویت و همچنین دسترسی به منابع استفاده می‌شود و شامل نقش‌های مختلفی است.
Basic Authentication: عبارت است از ارسال نام کاربری و رمز عبور در درخواست‌های HTTP. در این روش امنیت کمی وجود دارد.
Digest Authentication: ایمنی بالاتری نسبت به Basic Authentication دارد. در این روش سرور پس از دریافت درخواست، یک چالش به عنوان یک nonce به کلاینت ارسال می‌کند. این nonce یک رشته تصادفی است که برای افزایش امنیت و تشخیص تلاش‌های تزویر استفاده می‌شود.
و…

نمونه هایی از کاربرد RESTful API

در این بخش به توضیح درباره چند نمونه از کاربردهای RESTful API می‌پردازیم.

X (توییتر سابق): به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد تا از طریق آن به ارسال توییت، دریافت توییت‌ها، جستجو و مدیریت حساب کاربری بپردازند.
AWS: برای مدیریت و مانیتورینگ خدمات ابری خود، ایجاد و مدیریت منابع مانند سرورها، دیتابیس‌ها و خدمات ذخیره‌سازی استفاده می‌شود.
Google Maps: ارائه خدمات نقشه‌ها، مسیریابی، جستجوی مکان و مکان‌یابی.
PayPal: در راستای انتقال پول، پرداخت‌های آنلاین و دریافت اطلاعات مالی استفاده می‌شود.

قوانین شش‌گانه معماری RESTful

در این بخش قصد داریم تا به توضیح درباره قوانین 6 گانه معماری RESTful میپردازیم.

1. Uniform Interface: به معنای استفاده یکپارچه از رابط کاربری برای تعامل با منابع است که شامل چهار مورد زیر می‌شود.

شناسایی منابع: هر منبع در سیستم با یک شناسه یکتا نمایش داده می‌شود که می‌تواند URI یا URL باشد. (جهت کسب اطلاعات بیشتر به مقاله تفاوت URL و URI چیست؟ مراجعه کنید.)
تعاملات یکپارچه: به وسیله استفاده از متدهای استاندار به ایجاد، خواندن، به‌روزرسانی و حذف منابع پرداخته و امکان برقراری یک تعامل یکپارچه را با سیستم فراهم می‌کند.
Representation-oriented: این امکان را برای توسعه دهندگان فراهم می‌آورد تا بتوانند از پیچیدگی ساختار داده جدا شده و منابع را به شکلی مستقل از فرمت و نحوه نمایش آن‌ها استفاده نمایند.
پیوندها بین منابع: به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد برای کشف و دسترسی به منابع بیشتر و ارتباطات میان منابع بدون دانستن پیش‌زمینه‌های قبلی برنامه‌نویسی استفاده شود.

2. Stateless: درخواست‌ها بایستی به شکل مستقل از یکدیگر مورد بررسی و پردازش قرار گیرند و سرور نباید وضعیت کاربر را ذخیره نماید. بلکه همه اطلاعات لازم برای پردازش درخواست باید در درخواست خود قرار داشته باشد.

3. Cacheable: در صورت امکان سرور بایستی درخواست‌های قبلی را ذخیره و در راستای بهبود عملکرد و کارایی سیستم تلاش نماید.

4.Layered System: فراهم بودن قابلیت اضافه نمودن لایه‌های میانی در راستای بهبود امنیت، مقیاس پذیری و مدیریت بدون اینکه سیستم کلی تحت تأثیر قرار گیرد.

5. Code-On-Demand: حالتی اختیاری دارد به این معنی است که سرور می‌تواند کد را به شکل پویا برای مشتری ارسال نماید تا مشتری بتواند آن را اجرا نماید. این قابلیت در نقشه‌های جغرافیایی به شکلی وسیع استفاده می‌شود.

6. Separation of Client and Server: جدا بودن وظایف سرور و کلاینت از یکدیگر و داشتن عملکردی مستقل از یکدیگر به این معنی که تغییرات در یکی از آن‌ها بدون تغییرات زیاد در دیگری انجام شود.

و در آخر

RESTful APIاز جمله استانداردهای معماری است که در راستای برقراری ارتباط میان سرویس‌ها استفاده می‌شود و بر اصولی مثل منابع شناسایی‌شده با URI، استفاده از متدهای HTTP مانند GET و POST، نماینده گری داده به صورت JSON یا XML، و استفاده از پیوندهای HATEOAS تکیه دارد.

بهره گیری از این استاندارد این امکان را برای شما فراهم می‌آورد تا بتوانید سرویس‌ها را به شکلی مجزا مدیریت کنید و تغییر در یک بخش اثری بر دیگر بخش‌های آن نداشته باشد.

سؤالات متداول

RESTful APIچیست؟

از جمله استانداردهای معماری است که بر ساخت و استفاده از وب سرویس‌ها مبتنی بر سادگی، یکپارچگی در رابط‌ها و همچنین استفاده از متدهای HTTP برای تعامل با منابع تمرکز دارد.