ما هي واجِهة بَرمجة التطبيقات API؟ شَرح واجِهة بَرمجة التطبيقات

في الوقت الراهن، يُعد الربط البيني للبرمجيات أمر بالغ الأهمية لتيسير مجموعة متنوعة من الأَنشطة والوظائِف التي تعتبر جُزء لا يتجزّأ من حياتنا اليومية. تعد واجِهة بَرمجة التّطبيقات (API) مكوّن أساسي يُمكّن منتجات البرمجيات المختلفة من التواصل وتبادل البيانات وربطها بطريقة متناغمة.

في هذه المَقالة، سنقدم شرح شامل لواجهات برمجة التطبيقات، بما فيها تَعريفاتها ووظائفها وأنواعها ومزاياها وأمثلة حية عليها. دعونا نتعمق!

ما هي واجِهة بَرمجة التّطبيقات API؟

تُعرف مَجموعة من الأَدوات الإجرائيّة التي تمكّن أحد البرامج من طلب خدمات من بَرنامج آخر بأسم واجهة برمجة التطبيقات (API) في صناعة البرمجيات. وببساطة، هي شكل من أشكال التواصل. وهي تشير إلى قائِمة الوظائف، وطَريقة الوصول، والصيغة التي يَستجيب بها نِظام التّشغيل (OS) أو التطبيق، ومَجموعة المَعاني التي تكمن وراء تركيبها.

إحدى الوظائِف الأساسيّة لواجِهات بَرمجة التطبيقات هي تبادل البيانات. الطريقة الأكثر شيوعًا لتنفيذ واجِهات بَرمجة التّطبيقات هي إجراء إستدعاءات الدالة بإستخدام اللغات الأساسية، مثل الأَفعال والأسماء. تحدد وثائق التطبيق المبادئ المُحددة للقيام بذلك. على سَبيل المِثال، قَد يحوي مَوقع إلكتروني عَقاري على ثلاث واجهات بَرمجة تطبيقات: واحِدة تَبث العَقارات المُتاحة في مَنطقة جغرافية مُعينة، وأخرى تسترجع أَسعار الفائِدة الحالية، وثالثة تحسب مَدفوعات الرهن العَقاري.

كيف تَعمل واجِهة بَرمجة التطبيقات API؟

تُستخدم واجبات العميل والخادم بشكل مُتكرر لتوضيح طريقة عَمل بُنية واجِهة بَرمجة التطبيقات. يكون تطبيق العميل مسؤول عَن تقديم الطلب، بينما يكون تطبيق الخادم مسؤول عن الإستجابة للطلب. على سَبيل المثال، تَعمل قاعِدة البيانات العقارية كخادِم في مَوقع إلكتروني عقاري، بينما يعمل الجهاز الذي تستخدمه للوصول إليها كعَميل.

هناك أربع فئات أساسية من واجهات بَرمجة التّطبيقات، تخدم كُل منها غرض مُميز من حَيث بنائها ووظائفها، وهي أساس عمل واجهة برمجة التطبيقات.

• واجِهات بَرمجة التّطبيقات SOAP: يتم تسهيل تبادل الرّسائل بَين العَميل والخادِم من خلال بروتوكول الوصول إلى الكائنات البسيط، والذي يتم تنفيذه من خلال XML. تم إستخدامها في الغالب في أَواخر التّسعينيات إلى أوائِل العَقد الأول من القَرن الحادي والعشرين، لكنها الآن أقل إنتشارًا إلى حد ما.
• واجِهات بَرمجة التطبيقات RPC: تتم الإشارة إلى إستدعاءات الإِجراءات عن بعد بواسطة واجهات برمجة تطبيقات RPC. وهي تمكّن العميل من تنفيذ دالة أو إِجراء على الخادِم، ويقوم الخادِم بإرجاع المخرجات. يتم إستخدام واجهات برمجة تطبيقات RPC من قبل جميع خوادِم الويب البارزة للعمل بطريقة متسقة.
• واجِهات بَرمجة تَطبيقات WebSocket: نَهج أَكثر حَداثة في تَطوير واجِهة بَرمجة تَطبيقات الويب، بحيث تَقوم واجِهات بَرمجة تَطبيقات WebSocket بتغليف الرّسائل بطريقة كائِنات JSON. تعمل واجِهات بَرمجة التّطبيقات هذه على تسهيل الإتصال ثُنائي الإتجاه بين الخوادم وتطبيقات العميل، مما يسمح للخوادِم بإرسال رسائِل رد الإتصال إلى العُملاء المُتصلين. وينتج عن ذلك عملية تخصيص أَكثر كَفاءة مصممة خصيصاً لتلبية متطلبات العَميل من واجِهات بَرمجة تَطبيقات REST.
• واجِهات بَرمجة تَطبيقات REST: واجِهات بَرمجة تَطبيقات REST هي أكثر أنواع واجهات برمجة التطبيقات إنتشار وتنوّع وفعالية من واجهات برمجة التطبيقات المُتاحة على الإنترنت في الوقت الحالي. وهي تَعمل عن طريق قِيام العُملاء بإرسال الطّلبات إلى الخادِم على شكل بيانات، مما يدفع الخادم إلى تنفيذ وظائِف داخليّة محددة بِناءً على البيانات. بعد ذلك، يقوم الخادم بإرجاع البيانات الناتجة إلى العَميل.

أنواع واجِهة بَرمجة التّطبيقات

في الوقت الراهن، غالبية واجِهات بَرمجة التّطبيقات في الوقت الحاضر هي واجِهات بَرمجة تَطبيقات الويب، والتي تستخدم بروتوكول HTTP لعرض بَيانات التّطبيق ووظائفه على الإنترنت. فيما يلي الفئات الأَربعة الأساسية لواجِهات بَرمجة التطبيقات على الويب:

1. واجِهات بَرمجة التّطبيقات المَفتوحة: والتي تُعرف أيضًا بأسم واجِهات بَرمجة التّطبيقات العامّة، ويمكن الوصول إليها بدون أي قيود نظرًا لإتاحتها للعامة. وكما يوحي اسمها، فإن واجِهة بَرمجة التّطبيقات المفتوحة متاحة لجميع الأفراد. وهذا يُسهل نشر الخدمة بدون عناء على الإنترنت.
2. واجِهات بَرمجة تَطبيقات الشركاء: هي واجِهة تَقوم المؤسسات بتوفيرها لتمكين الوصول المُتحكم فيه إلى خَدماتها ضِمن شَراكة تجاريّة. وهي توفّر الموارد الأساسية التي يَحتاجها مزوّدي الحُلول الخارجية لإِجراء عمليّات تَطوير وإختبار صارمة. وبمجرد إعدادها، تَسمح بالوصول المقيد إلى خَدمات المؤسسة التي لا يُمكن الوصول إليها بشكل عام. وعادةً ما يَسعى المُطورين عادةً إلى الوصول إلى واجِهة بَرمجة التطبيقات الشريكة من خلال بوّابة مُطوري واجِهة بَرمجة التطبيقات العامة ثُم يتم تَوجيههم أو الإنخراط في عملية الخِدمة الذّاتية للحُصول على حق الوصول. وتتوج هذه العملية بالموافقة الذّاتية وتَوفير بَيانات إعتماد تَسجيل الدّخول.
3. واجِهات بَرمجة التّطبيقات الداخليّة: والتي يشار إليها كذلك بإسم واجِهات بَرمجة التّطبيقات السرية، هي واجِهات بَرمجة تَطبيقات الويب التي يمكن الوصول إليها حصريًا للأَنظمة الدّاخلية. لا يتم تزويد الجمهور عادةً بواجهة برمجة التطبيقات العامة لتطوير وإستخدام الأَنظمة والعمليّات الدّاخلية، مِثل الخَدمات المُصغرة الخاصّة وغَيرها من الإستخدامات الداخليّة فقط لبَيانات المؤسسة ومَنطق الأعمال.
4. واجِهات بَرمجة التّطبيقات المُركبة: هذه هي واجِهات بَرمجة التطبيقات على الويب التي تدمج العديد من البيانات و/أو واجِهات بَرمجة التطبيقات الخاصة بالخدمات. وهي تمكّن المطورين من الوصول إلى نِقاط نِهاية مُتعددة في طلب واحد. في سياق واجِهات بَرمجة التطبيقات الخاصة بالخدمة، فهي تسهل تقليل الإتصال وضَرورة إجراء العديد من عمليات الذهاب والإياب بين تَطبيق العَميل والخادِم. تعد واجهات برمجة التطبيقات هذه مُفيدة بصورة خاصة في بُنية الخَدمات المُصغرة، بحيث إنها تبسط المَهام التي تتطلّب مَعلومات من مَصادر مُتعددة.

يتم تَصنيف واجِهات بَرمجة التّطبيقات كذلك وفق أنواع الأَنظمة التي تخدُمها.

1. واجِهات بَرمجة التّطبيقات المحليّة: وهي واجِهات برمجة خاصّة بالتّطبيق تمكّن التطبيق من الوصول إلى نِظام التّشغيل وخدمات البرمجيات الوسيطة.أمثلة على ذلك: واجِهات بَرمجة تَطبيقات Microsoft.NET، وواجِهات بَرمجة التطبيقات الهاتفية للتطبيقات الصوتية، وواجِهات بَرمجة التطبيقات للوصول إلى قواعد البَيانات.
2. واجِهات بَرمجة تَطبيقات الويب: واجِهات بَرمجة التّطبيقات التي يتم الوصول إليها بواسطة التطبيق بإستخدام HTTP لتَمثيل الموارد، مِثل صَفحات ويب HTML. يُمكن الوصول إلى واجهة برمجة تطبيقات الويب من خلال أي عنوان URL أو URI للويب. يُشار إلى واجهات برمجة التطبيقات هذه كذلك بأسم RESTful API. وهذا يَعني أنّها لا تَحتفظ ببَيانات الجَلسة بين الإستفسارات. كُل طلب هو طلب قائم بذاته، وهو ما يشبه الطّريقة التي يَعمل بها الإِنترنت.
3. واجِهات بَرمجة التّطبيقات عن بعد: الأدوات المساعدة التي تُنشئ بُنية تَحتية جَديدة لمَجموعة معينة من جهات الإتصال عن بعد. لا تَعتمد هذه العمليّات بالضّرورة على مَعايير الويب. أمثلة على ذلك: واجِهة بَرمجة التطبيقات لإستدعاء أسلوب جافا عن بعد وواجِهة بَرمجة تَطبيقات إتصال قاعدة بيانات جافا.
4. واجِهات بَرمجة التّطبيقات للبرامج: واجِهات بَرمجة التّطبيقات التي يتم تنفيذها بداخل التّطبيق الذي يدير واجِهة بَرمجة التطبيقات وتحتوي على فئات محددة بشكل جيد والوظائف المرتبطة بها. يتم إستخدام تقنيّة إستدعاء الإجراءات عن بعد (RPC) لتشغيل واجهات برمجة التطبيقات هذه، والتي تتضمن واجهات تستند إلى سلسلة واجهات برمجة التطبيقات الخاصة بمايكروسوفت WS.

فوائد واجِهة بَرمجة التّطبيقات

لا يقتصر دور واجِهات بَرمجة التّطبيقات على تسهيل تَصميم وتَطوير تطبيقات وخدمات جديدة، بالإضافة إلى تكامل وإِدارة التّطبيقات والخَدمات الحاليّة فقط، بل إنها توفر كذلك عَدد كبير من الفوائِد الإضافيّة للمؤسسات والمطورين بشكل عام:

تعزيز التعاون

من الشائع جداً أن يكون لدى المؤسسات مجموعة من الأنظمة الغير متصلة ببعضها البعض، حيث تستخدم إستضافة المؤسسات في المتوسط ما يقرُب من 1200 تَطبيق سحابي. يمكن للشركات أتمتة الإجراءات بسهولة أكبر وتعزيز التعاون في مكان العمل من خلال دَمج الأَنظمة وتَمكين المنصّات والتّطبيقات من التّواصل مع بَعضها البعض من خلال واجهات برمجة التطبيقات. وبدلاً من ذلك، ستؤدي ثغرات الإتصال إلى تكوين مخزون كبير من المعلومات، مما يعيق الأداء ويبطئ الإنتاجية.

تسريع الإبتكار

توفّر واجِهات بَرمجة التّطبيقات درجة من القدرة على التكيف تمكّن المؤسسات من إقامة شراكات مع شُركاء أَعمال جُدد وتَقديم خَدمات جَديدة لعملائها الحاليين. تسمح هذه القدرة على التكيف للشركات بتسريع التحول الرقمي وتَحقيق عوائِد كَبيرة والوصول إلى أسواق جديدة.

الشّركات التي تتمتع بأعلى التقييمات هي تلك التي تبدأ كواجِهة بَرمجة تَطبيقات بسيطة، مثل Stripe، مع سبعة أسطُر من الأكواد البرمجية فقط، ثم توسع نِطاقها عن طريق التّكامل مَع الشّركات البارزة وتَنويع عروضها.

إستثمار البيانات

تَختار العَديد من المؤسسات في البِداية توزيع واجهات برمجة التطبيقات الخاصة بها مجّانًا من أجل تنمية مجتمع المطورين وإقامة شَراكات مَع المتعاونين المحتملين. تحقق الشركات إيرادات في إقتصاد واجِهة بَرمجة التطبيقات عن طريق تَوفير إمكانية الوُصول إلى الأُصول الرّقمية القيّمة عبر واجِهات بَرمجة التّطبيقات.

وتُعد شركة AccuWeather مثال على ذلك. بعد إصدار بوابة مطوري الخدمة الذاتية للمطورين، والتي وفرت مجموعة متنوعة من منتجات واجهة برمجة التطبيقات، لاحظت شركة AccuWeather، وهي مزوّد لبيانات الطقس، تطور مُثير للإهتمام. فقد زار العديد من المطورين البوابة بَعد فَترة وَجيزة من إطلاقها وأختاروا حُزمة. ثم باعوا فجأة الآلاف من مفاتيح واجهة برمجة التطبيقات، مما أدى إلى إنشاء مجتمع واجهة برمجة التطبيقات.

أمن النظام

تَعمل واجِهات بَرمجة التّطبيقات كحاجِز وقائي بين التّطبيق المتقدّم بالطّلب والبُنية التحتية للخِدمة، وبالتالي تقليل المخاطر وتعزيز أمن الإتصال والبُنية التحتية. عادةً ما تكون بَيانات إعتماد المُصادقة مطلوبة لطلبات واجهة برمجة التطبيقات.

بالإضافة إلى ذلك، يتِم دَعم تَدابير أمنية أخرى، بما في ذلك رؤوس HTTP وملفات تَعريف الإرتباط وسلاسل الإستعلام، بشَكل جيّد لتَعزيز أمن تبادُل البَيانات. كما تَستخدم الخَدمات أيضاً رُسوم، مثل بوّابات واجهة برمجة التطبيقات، لتَنظيم الوصول وإِجراء تقييمات إضافية للمخاطر الأمنية.

أمن وخصوصية المُستخدم النهائي

بالإضافة إلى ذلك، تُعد واجِهات بَرمجة التّطبيقات عُنصر مُهم في طبقة الحماية الإضافية التي يحصل عليها المُستخدمون الأفراد عند كشف معلوماتهم الهامة، كما أنها تلعب دور أساسي في الحفاظ على أمن الشبكة. يتجلى ذلك في مَوقع إلكتروني يطلب مَوقع المُستخدم ويَستخدم واجِهة بَرمجة تَطبيقات الموقع. ومن أجل الحفاظ على خصوصية وأمن بياناتهم، يكون للمُستخدمين خيار الموافقة على هذا الطّلب أو رفضه.

بالطّبع، الويب ليس المنصة الوحيدة التي تستخدم واجهات بَرمجة التّطبيقات. حيث تفرض أنظمة الملفات مثل ويندوز (مع أفضل أنظمة ويندوز VPS) وماك ولينكس أذونات صارمة للوصول إلى الملفات التي تتحكم بها واجهات برمجة التطبيقات، بينما تتضمن مجموعة متنوعة من مُتصفحات الويب وأنظمة تَشغيل أجهزة الجوال الآن هَياكل أُذونات تحكّم وُصول واجِهة بَرمجة التّطبيقات إلى تَطبيقات الجِهاز وبَياناته.

أَمثلة على واجِهات بَرمجة التّطبيقات

فيما يَلي بَعض الأَمثلة السائدة على واجهات بَرمجة التّطبيقات التي تَستخدم مجموعة متنوعة من البروتوكولات والمعايير:

1. خرائِط جوجل: من الممكن أن يكون أي منتج أو خدمة تم تطويرها من قبل عملاق التكنولوجيا Google بمثابة معيار للشركات الأخرى في هذا المجال. لذلك، فإنّ الأَمر نَفسه يَنطبق على خِدمة الملاحة الخاصّة بِهم. سيتم دمج واجِهات بَرمجة تَطبيقات خرائط Google في العديد من المواقع الإلكترونية لتَسهيل عَرض الخرائِط. على سَبيل المِثال، ستَستخدم واجِهة بَرمجة تَطبيقات الإتجاهات الخاصّة بِهم طَلبات HTTP مَع إستجابات مُنسقة بتَنسيق XML أو JSON لتَقديم الإتجاهات بين المواقع المختلفة.
2. واجهة بَرمجة تَطبيقات الطقس: تتيح لك هذه الواجهة الحصول على بيانات مجانية عن الطقس والموقع الجغرافي. بالإضافة إلى ذلك، فإنه يوفر مَجموعة متنوعة من واجِهات بَرمجة التّطبيقات لتحديد المَوقع الجغرافي، والمَناطق الزمنية، وعَمليات البَحث عن عناوين IP، والرياضة، وعلم الفلك، والتنبؤات. عن طريق واجِهة بَرمجة تَطبيقات RESTful API مباشرة، تتوفر البيانات بتنسيق JSON/XML. سيكون لديك القدرة على طَلب واجِهة بَرمجة التّطبيقات مباشرةً على HTTP أو HTTPS. بالإضافة إلى ذلك، يوفر المَوقع الإلكتروني وثائِق شاملة لمُساعدة المطوّرين في إستخدام واجِهة بَرمجة التّطبيقات.
3. واجهة برمجة تطبيقات Yelp: توفر واجِهة بَرمجة تطبيقات Yelp API، المبنية على لغة GraphQL، للمستهلكين إمكانية الوصول إلى مَعلومات عن المطبخ والتّاجر ومعلومات المراجعات للمطاعم، بالإضافة إلى حمامات البخار والأنشطة وغيرها. تقوم الخوادم بإرجاع البيانات وفقًا لجميع بروتوكولات بروتُوكول طَلب HTTP. ويتمتّع مُطوروها بالقدرة على دَمج نِقاط نِهاية واجِهة بَرمجة التّطبيقات في التّطبيقات الجديدة عند تنفيذها. JSON هو تنسيق التبادل الحالي.

يتم إستخدام واجِهات بَرمجة التّطبيقات من قبل مجموعة متنوعة من المنتجات والأدوات البرمجية لتَنفيذ الوظائِف التي يطلبها عملاؤهم. تُعد Docker و Jenkins و GitLab من بين أكثر مصادر واجهات برمجة التطبيقات فعاليّة، بدءًا من DevOps إلى منصّات مِثل Microsoft SharePoint. بالنّسبة للمؤسسات التي تَعتمد على SharePoint، فإن الحُصول على خَدمات تَطوير SharePoint مِن مزوّدي خَدمات متمرسين يُمكن أن يسهل التكامل السهل لواجهات بَرمجة التّطبيقات وتحسين الوظائِف. يُمكن تطوير مَجموعة واسِعة من وظائِف الطّرف الثالث، مثل موجز الأَخبار ومُشاركة الصور، من خلال دمج واجهات برمجة التطبيقات المفتوحة مع مواقع الشبكات الإجتماعية.

الخلاصة

لا غنى عن واجِهات بَرمجة التّطبيقات لتَسريع وتَبسيط عمليّة تَطوير البرمجيات. فهي تمكّن المطورين من دمج الوظائف التكميلية في الحلول الحالية بالإضافة إلى إستخدام خدمات الطرف الثالث لتطوير تطبيقات جديدة. تعمل واجِهات بَرمجة التّطبيقات كطَبقة تجريدية تَربط بَين أَنظمة برمجية مُختلفة مع إخفاء تعقيدات الأنظمة، مما يلغي ضرورة إستيعاب المطورين للقاعدة المعرفية الكاملة لحل آخر.

أسئلة وأجوبة