Restful API چیست؟

Restful API چیست؟ در دنیای امروز، ارتباط بین سیستم‌ها و نرم‌افزارها از اهمیت بسیاری برخوردار است. یکی از پرکاربردترین روش‌ها برای برقراری این ارتباط، استفاده از APIها (Application Programming Interfaces) است. اما APIها به خودی خود انواع مختلفی دارند و یکی از محبوب‌ترین و پراستفاده‌ترین انواع آن‌ها، RESTful API است.

در این مقاله از سبزلرن، قصد داریم شما را با دنیای RESTful API آشنا کنیم. ابتدا به تعریف API و مفاهیم پایه REST خواهیم پرداخت و سپس به اصول و روش‌های طراحی یک RESTful API کارآمد می‌پردازیم. در ادامه، ابزارها و فریم‌ورک‌های محبوب برای پیاده‌سازی RESTful API را معرفی کرده و  در پایان، با بررسی چند مثال واقعی از APIهای محبوب و ارائه بهترین روش‌ها و توصیه‌ها، شما را در مسیر ساخت APIهای بهینه و کارآمد همراهی خواهیم کرد.

با ما همراه باشید تا در این سفر آموزشی، از مبانی تا مثال‌های عملی، تمامی جوانب RESTful API را با هم مرور کنیم و ابزارها و تکنیک‌های لازم برای ساخت APIهای موفق را بیاموزیم.

تعریف API

API (Application Programming Interface) به مجموعه‌ای از تعاریف و پروتکل‌ها گفته می‌شود که به نرم‌افزارها و سیستم‌های مختلف امکان می‌دهد با یکدیگر ارتباط برقرار کنند. API به عنوان یک واسطه عمل می‌کند و به برنامه‌نویسان این امکان را می‌دهد که بدون نیاز به درک کامل از کد یا ساختار داخلی یک نرم‌افزار، از قابلیت‌ها و خدمات آن استفاده کنند.

به زبان ساده‌تر، APIها مانند پل‌هایی بین نرم‌افزارهای مختلف عمل می‌کنند و اجازه می‌دهند که این نرم‌افزارها داده‌ها و قابلیت‌ها را به اشتراک بگذارند. به عنوان مثال، فرض کنید یک اپلیکیشن موبایل می‌خواهد از اطلاعات آب‌و‌هوا استفاده کند. این اپلیکیشن می‌تواند با استفاده از APIهای یک سرویس دهنده‌ی آب‌و‌هوا، اطلاعات لازم را به دست آورد.

APIها به دو دسته اصلی تقسیم می‌شوند:

• APIهای داخلی (Internal APIs): این APIها برای استفاده داخلی در داخل یک سازمان یا سیستم استفاده می‌شوند و به دیگر نرم‌افزارها یا بخش‌های همان سازمان امکان می‌دهند که با همدیگر تعامل کنند.
• APIهای خارجی (External APIs): این APIها به صورت عمومی منتشر می‌شوند و به دیگر توسعه‌دهندگان و کاربران اجازه می‌دهند تا از قابلیت‌های یک نرم‌افزار یا سرویس استفاده کنند.

APIها به عنوان ابزارهای قدرتمندی برای توسعه‌دهندگان نرم‌افزار عمل می‌کنند و امکان توسعه سریع‌تر، مقیاس‌پذیری بیشتر و انعطاف‌پذیری بالا را فراهم می‌آورند. به همین دلیل است که در سال‌های اخیر، استفاده از APIها در بین توسعه‌دهندگان نرم‌افزار به طور قابل‌توجهی افزایش یافته است.

پیشنهاد مطالعه: api چیست؟

مفهوم REST

REST (Representational State Transfer) یک سبک معماری برای طراحی سیستم‌های توزیع‌شده است که در سال 2000 توسط روی فیلدینگ (Roy Fielding) در پایان‌نامه دکتری‌اش معرفی شد. REST بر اصول و قوانین خاصی بنا شده است که به برنامه‌های کاربردی اجازه می‌دهد به طور کارآمد و با استفاده از پروتکل HTTP به تبادل داده بپردازند.

مفهوم اصلی REST این است که سیستم‌ها به عنوان مجموعه‌ای از منابع (Resources) در نظر گرفته می‌شوند که هر یک از این منابع با یک URI (Uniform Resource Identifier) قابل دسترسی است. این منابع می‌توانند اشیا، داده‌ها یا سرویس‌ها باشند و به شکل‌های مختلف (مانند JSON، XML، HTML) نمایش داده شوند.

REST به دلیل سادگی، انعطاف‌پذیری و قابلیت مقیاس‌پذیری‌اش، به یکی از محبوب‌ترین سبک‌های معماری برای طراحی APIها تبدیل شده است. با استفاده از REST، توسعه‌دهندگان می‌توانند سیستم‌های مقیاس‌پذیر و قابل نگهداری بسازند که به طور کارآمد با یکدیگر تعامل دارند.

Restful API چیست؟

Rest api چیست؟ Rest یک واسط برنامه‌نویسی کاربردی (API) است که بر اساس اصول و معماری REST (Representational State Transfer) طراحی شده است. این نوع APIها به برنامه‌های کاربردی اجازه می‌دهند تا از طریق پروتکل HTTP به منابع موجود در سرور دسترسی پیدا کنند و عملیات مختلفی را بر روی آن‌ها انجام دهند.

ویژگی‌ها و اصول اصلی RESTful API چیست؟

استفاده از روش‌های HTTP:

GET: برای بازیابی اطلاعات از یک منبع

POST: برای ایجاد یک منبع جدید

PUT: برای به‌روزرسانی یک منبع موجود

DELETE: برای حذف یک منبع

استفاده از URIها:

هر منبع در RESTful API دارای یک URI منحصر به فرد است که به عنوان آدرس منبع استفاده می‌شود. این URIها به شکل‌های خوانا و منطقی طراحی می‌شوند.

وضعیت بدون حالت (Stateless): هر درخواست به RESTful API باید تمام اطلاعات لازم برای پردازش را به همراه داشته باشد. سرور هیچ اطلاعاتی از وضعیت قبلی کاربر نگه نمی‌دارد، بنابراین هر درخواست مستقل از دیگر درخواست‌ها پردازش می‌شود.

نمایش منابع (Representations): منابع می‌توانند به فرمت‌های مختلفی مانند JSON، XML، HTML و … نمایش داده شوند. JSON به دلیل سادگی و خوانایی بیشتر، یکی از پرکاربردترین فرمت‌ها در RESTful APIها است.

قابلیت کش (Cacheability): پاسخ‌های سرور می‌توانند به گونه‌ای طراحی شوند که قابل کش باشند، که این امر به بهبود کارایی و کاهش بار سرور کمک می‌کند.

رابط یکنواخت (Uniform Interface): RESTful APIها از یک رابط یکنواخت برای تعامل با منابع استفاده می‌کنند. این رابط یکنواخت شامل مواردی مانند شناسایی منابع، پیام‌های خودتوصیف‌گر و استفاده از هایپرمیدیا به عنوان موتور وضعیت برنامه (HATEOAS) است.

سیستم‌های لایه‌ای (Layered System): معماری REST می‌تواند به صورت لایه‌ای طراحی شود، به این معنی که اجزای مختلف سیستم می‌توانند به صورت مستقل از یکدیگر عمل کنند و با هم تعامل داشته باشند.

RESTful APIها به دلیل سادگی، انعطاف‌پذیری و کارایی بالا، به یکی از محبوب‌ترین روش‌ها برای ساخت و طراحی APIها تبدیل شده‌اند. این نوع APIها به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهند تا سیستم‌های توزیع‌شده و مقیاس‌پذیر را به سادگی پیاده‌سازی و مدیریت کنند.

پیشنهاد مطالعه: سرور چیست؟

علت اهمیت و کاربردهای RESTful API

RESTful APIها به دلیل سادگی و کارایی بالایی که ارائه می‌دهند، به یکی از پرکاربردترین روش‌های ارتباط بین سرویس‌ها و سیستم‌ها تبدیل شده‌اند. در زیر به برخی از مزایای اصلی RESTful APIها اشاره می‌کنم:

سادگی و سهولت درک:

RESTful APIها از پروتکل HTTP استفاده می‌کنند که به خوبی شناخته شده و گسترده مورد استفاده قرار گرفته است. این سادگی باعث می‌شود که توسعه‌دهندگان به راحتی بتوانند با آن‌ها کار کنند و سریعاً شروع به استفاده از آن‌ها کنند.

استفاده از استانداردهای وب:

RESTful APIها از استانداردهای وب مانند HTTP، URI، و روش‌های HTTP (GET, POST, PUT, DELETE) استفاده می‌کنند. این استانداردها باعث می‌شوند که RESTful APIها به راحتی با دیگر تکنولوژی‌های وب سازگار باشند.

مقیاس‌پذیری بالا:

اصول طراحی REST، مانند وضعیت بدون حالت (Statelessness)، به افزایش مقیاس‌پذیری سیستم‌ها کمک می‌کند. هر درخواست مستقل از دیگر درخواست‌ها پردازش می‌شود، بنابراین سرور می‌تواند به سادگی به تعداد زیادی از درخواست‌ها پاسخ دهد.

انعطاف‌پذیری:

RESTful APIها از فرمت‌های مختلف داده مانند JSON و XML پشتیبانی می‌کنند. این انعطاف‌پذیری به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد تا بهترین فرمت را بر اساس نیازهای خاص برنامه‌شان انتخاب کنند.

کارایی بالا:

قابلیت کش (Cacheability) در RESTful APIها باعث می‌شود که درخواست‌ها و پاسخ‌ها به صورت موثرتری مدیریت شوند و بار سرور کاهش یابد. این امر به بهبود سرعت و عملکرد کلی سیستم کمک می‌کند.

استقلال از پلتفرم:

RESTful APIها با هر زبان برنامه‌نویسی که از پروتکل HTTP پشتیبانی می‌کند، قابل استفاده هستند. این استقلال از پلتفرم باعث می‌شود که RESTful APIها در محیط‌های مختلف پیاده‌سازی شوند و با سیستم‌ها و سرویس‌های مختلف تعامل داشته باشند.

نگهداری و توسعه آسان:

به دلیل سادگی و استفاده از استانداردهای وب، نگهداری و توسعه RESTful APIها آسان است. این APIها به راحتی قابل توسعه و به‌روزرسانی هستند و می‌توانند به سرعت به تغییرات و نیازهای جدید پاسخ دهند.

امنیت:

با استفاده از پروتکل‌های امنیتی استاندارد مانند HTTPS، می‌توان امنیت RESTful APIها را تضمین کرد. همچنین، می‌توان از روش‌های احراز هویت و مجوز‌دهی مانند OAuth برای افزایش امنیت استفاده کرد.

تست و دیباگ آسان:

ابزارهای متعددی مانند Postman و Swagger برای تست و دیباگ RESTful APIها وجود دارند که به توسعه‌دهندگان کمک می‌کنند تا به راحتی APIها را آزمایش و مشکلات را برطرف کنند.

نحوه ساختار و طراحی RESTful API

طراحی یک RESTful API به دنبال رعایت اصول و استانداردهای معماری REST است که باعث می‌شود API کارا، مقیاس‌پذیر و قابل نگهداری باشد. در این بخش، مراحل و نکات کلیدی برای ساختار و طراحی یک RESTful API موفق را بررسی می‌کنیم.

شناسایی منابع (Resources)

تعریف منابع: شناسایی موجودیت‌های اصلی در سیستم که نیاز به دسترسی از طریق API دارند. این موجودیت‌ها می‌توانند شامل کاربران، محصولات، سفارشات و غیره باشند.

تعیین URI برای منابع: هر منبع باید یک URI منحصر به فرد داشته باشد که به عنوان آدرس آن منبع استفاده شود.

مثال:

/users برای دسترسی به لیست کاربران

/users/{id} برای دسترسی به یک کاربر خاص با شناسه مشخص

استفاده از روش‌های HTTP (HTTP Methods)

GET: برای بازیابی اطلاعات از سرور

POST: برای ایجاد یک منبع جدید

PUT: برای به‌روزرسانی کامل یک منبع موجود

PATCH: برای به‌روزرسانی جزئی یک منبع

DELETE: برای حذف یک منبع

ساختار URL

نام‌گذاری منابع: استفاده از نام‌های جمع (Plural) برای منابع

مثال: /products برای مجموعه‌ای از محصولات

استفاده از مسیرهای سلسله‌مراتبی (Hierarchical Paths): برای نمایش روابط بین منابع

مثال: /users/{userId}/orders برای نمایش سفارشات یک کاربر خاص

نمایش منابع (Representations)

فرمت‌های مختلف: منابع می‌توانند به فرمت‌های مختلفی مانند JSON، XML و HTML نمایش داده شوند. JSON معمولاً بیشتر استفاده می‌شود به دلیل سادگی و خوانایی.

هدرهای محتوا (Content Headers): استفاده از هدرهای HTTP مناسب برای تعیین نوع محتوا و پذیرش نوع محتوا.

مثال:

Content-Type: application/json

Accept: application/json

وضعیت بدون حالت (Statelessness)

استقلال درخواست‌ها: هر درخواست به API باید مستقل باشد و تمام اطلاعات لازم برای پردازش را به همراه داشته باشد. سرور نباید وضعیت کاربر را بین درخواست‌ها ذخیره کند.

مدیریت خطاها

کدهای وضعیت HTTP (HTTP Status Codes): استفاده مناسب از کدهای وضعیت HTTP برای نمایش نتایج درخواست‌ها.

مثال:

200 OK برای موفقیت‌آمیز بودن درخواست

201 Created برای ایجاد موفق منبع جدید

400 Bad Request برای درخواست‌های نامعتبر

404 Not Found برای منابعی که یافت نشدند

500 Internal Server Error برای خطاهای سرور

احراز هویت و امنیت

احراز هویت: استفاده از روش‌های احراز هویت مانند Token-Based Authentication، OAuth و JWT برای محافظت از API.

رمزنگاری: استفاده از HTTPS برای رمزنگاری ارتباطات و محافظت از داده‌ها در حین انتقال.

مستندسازی API

مستندسازی: تهیه مستندات کامل برای API با استفاده از ابزارهایی مانند Swagger یا OpenAPI. مستندات باید شامل توضیحات منابع، مسیرها، روش‌های HTTP، پارامترها و نمونه پاسخ‌ها باشد.

نسخه‌بندی API

نسخه‌بندی: تعیین نسخه‌های مختلف API برای مدیریت تغییرات و به‌روزرسانی‌ها بدون ایجاد اختلال در سرویس‌های موجود.

مثال:

/v1/users برای نسخه 1 از API

/v2/users برای نسخه 2 از API

با رعایت این اصول و استفاده از این ساختار، می‌توانید یک RESTful API کارآمد و مقیاس‌پذیر طراحی و پیاده‌سازی کنید که نیازهای کاربران و توسعه‌دهندگان را به خوبی برآورده کند.

ابزارها و فریم‌ورک‌های محبوب برای پیاده‌سازی RESTful API چیست؟

پیاده‌سازی RESTful API نیازمند استفاده از ابزارها و فریم‌ورک‌هایی است که توسعه‌دهندگان را در ایجاد، آزمایش، مستندسازی و نگهداری APIها یاری می‌کنند. در زیر به برخی از محبوب‌ترین فریم‌ورک‌ها و ابزارها برای زبان‌های مختلف برنامه‌نویسی اشاره می‌کنیم:

زبان جاوا اسکریپت (JavaScript) و Node.js

Express.js:

Express.js یکی از فریم‌ورک‌های سبک و محبوب برای ساخت RESTful API با Node.js است. این فریم‌ورک امکانات گسترده‌ای برای مسیریابی (Routing)، مدیریت درخواست‌ها و پاسخ‌ها، و میان‌افزارها (Middleware) فراهم می‌کند.

NestJS:

NestJS یک فریم‌ورک پیشرفته و مبتنی بر TypeScript است که برای ساخت برنامه‌های سمت سرور و APIهای کارآمد و مقیاس‌پذیر طراحی شده است. این فریم‌ورک از اصول معماری ماژولار و تزریق وابستگی (Dependency Injection) استفاده می‌کند.

زبان پایتون (Python)

Django REST framework:

Django REST framework (DRF) یکی از فریم‌ورک‌های قدرتمند و کامل برای ساخت RESTful API با استفاده از فریم‌ورک Django است. این فریم‌ورک ابزارهای مختلفی برای سریال‌سازی (Serialization)، احراز هویت (Authentication) و مدیریت درخواست‌ها و پاسخ‌ها فراهم می‌کند.

Flask:

Flask یک فریم‌ورک سبک و میکروفریم‌ورک برای ساخت برنامه‌های وب و APIها است. با استفاده از افزونه‌هایی مانند Flask-RESTful می‌توان به سادگی APIهای RESTful را با Flask پیاده‌سازی کرد.

زبان جاوا (Java)

Spring Boot:

Spring Boot یکی از فریم‌ورک‌های معروف و قدرتمند برای ساخت برنامه‌های جاوا و APIهای RESTful است. این فریم‌ورک امکانات متعددی برای مدیریت درخواست‌ها، سریال‌سازی، امنیت و احراز هویت فراهم می‌کند.

Jersey:

Jersey یک فریم‌ورک اوپن‌سورس برای پیاده‌سازی RESTful APIها با استفاده از استاندارد JAX-RS (Java API for RESTful Web Services) است. این فریم‌ورک به توسعه‌دهندگان کمک می‌کند تا APIهای کارآمد و مقیاس‌پذیر ایجاد کنند.

زبان روبی (Ruby)

Ruby on Rails:

Ruby on Rails یکی از فریم‌ورک‌های محبوب و قدرتمند برای توسعه برنامه‌های وب و APIها است. با استفاده از جنراتورهای Rails می‌توان به سادگی APIهای RESTful را پیاده‌سازی کرد.

Sinatra:

Sinatra یک میکروفریم‌ورک سبک برای ساخت برنامه‌های وب و APIها در زبان Ruby است. این فریم‌ورک به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد تا با کدنویسی کم و به صورت سریع APIهای ساده و کارآمد ایجاد کنند.

زبان پی‌اچ‌پی (PHP)

Laravel:

Laravel یکی از فریم‌ورک‌های محبوب و قدرتمند برای توسعه برنامه‌های وب و APIها در PHP است. این فریم‌ورک ابزارهای متعددی برای مسیریابی، احراز هویت، سریال‌سازی و مدیریت درخواست‌ها و پاسخ‌ها فراهم می‌کند.

Slim:

Slim یک میکروفریم‌ورک سبک برای ساخت APIهای RESTful در PHP است. این فریم‌ورک به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد تا با کمترین کدنویسی APIهای سریع و کارآمد ایجاد کنند.

ابزارهای مستندسازی و آزمایش RESTful API

Swagger/OpenAPI:

Swagger و OpenAPI ابزارهایی برای مستندسازی APIهای RESTful هستند. این ابزارها به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهند تا مستندات جامع و دقیقی برای APIهای خود ایجاد کنند و آن‌ها را به صورت تعاملی آزمایش کنند.

Postman:

Postman یک ابزار قدرتمند برای آزمایش APIهای RESTful است. این ابزار به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد تا درخواست‌های HTTP را به سادگی ارسال کرده و پاسخ‌ها را مشاهده و تحلیل کنند.

Insomnia:

Insomnia یک ابزار اوپن‌سورس برای آزمایش و مدیریت APIها است. این ابزار به توسعه‌دهندگان امکان می‌دهد تا درخواست‌های HTTP را به راحتی ارسال و پاسخ‌ها را مدیریت کنند.

بررسی چند مثال‌ واقعی از Rest API

برای درک بهتر اصول و کاربردهای REST API، بررسی چند مثال واقعی می‌تواند مفید باشد. در ادامه به بررسی چندین REST API محبوب از سرویس‌های مختلف می‌پردازیم:

GitHub API

مثال کاربردی: دریافت اطلاعات یک کاربر

Endpoint: https://api.github.com/users/{username}

روش HTTP: GET

توضیح: این API اطلاعات عمومی یک کاربر GitHub را بر اساس نام کاربری او بازمی‌گرداند.

نمونه درخواست:

http

GET /users/octocat HTTP/1.1

Host: api.github.com

نمونه پاسخ:

json

{

"login": "octocat",

"id": 1,

"avatar_url": "https://github.com/images/error/octocat_happy.gif",

"name": "monalisa octocat",

"company": "GitHub",

"blog": "https://github.com/blog",

"location": "San Francisco",

"email": "octocat@github.com",

"bio": "There once was...",

... }

Twitter API

مثال کاربردی: ارسال یک توییت جدید

Endpoint: https://api.twitter.com/2/tweets

روش HTTP: POST

توضیح: این API برای ارسال یک توییت جدید در حساب کاربری استفاده می‌شود.

نمونه درخواست:

http

POST /2/tweets HTTP/1.1

Host: api.twitter.com

Authorization: Bearer YOUR_ACCESS_TOKEN

Content-Type: application/json

{

"!text": "Hello world"

}

نمونه پاسخ:

{

"data": {

"id": "1453489038376132611",

"text": "Hello world!"

}

}

جمع‌بندی مطالب Restful API چیست؟

در پایان مقاله Restful API چیست؟ می توان گفت یک معماری است که به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد تا به راحتی و به صورت مؤثر با سرویس‌های وب ارتباط برقرار کنند. این استاندارد با ارائه یک رابط یکسان ، امکاناتی برای انتقال داده‌ها بین مشتری و سرور فراهم می‌کند. از ویژگی‌های برجسته‌اش می‌توان به اصولی مانند معماری مشتری-سرور، بدون حالت بودن، قابلیت کش، رابط یکسان، سیستم‌های لایه‌ای و اختیاری بودن کد به درخواست اشاره کرد. این استاندارد باعث ساده‌سازی و پیشرفت توسعه نرم‌افزار، بهبود عملکرد سرویس‌ها و افزایش قابلیت‌های امنیتی می‌شود. به طور کلی، RESTful API به توسعه‌دهندگان امکان می‌دهد تا با استفاده از پروتکل‌های معمول مانند HTTP، به طراحی و ارتباط با سرویس‌های وب به صورتی کارآمد و مؤثر بپردازند.