Was ist API? Application Programming Interface erklärt

Heutzutage ist die Vernetzung von Software unerlässlich, um verschiedene Aktivitäten und Funktionen, die Teil unserer täglichen Routine sind, zu erleichtern. Eine Anwendungsprogrammierschnittstelle (API) ist ein Baustein, der es verschiedenen Softwareprodukten ermöglicht, miteinander zu kommunizieren, Daten auszutauschen und zu verbinden und harmonisch miteinander zu arbeiten.

In diesem Artikel erklären wir APIs und alles, was du darüber wissen musst. Dazu gehören ihre Definitionen, ihre Funktionsweise, die Arten von APIs, ihre Vorteile und Beispiele aus der Praxis. Lasst uns eintauchen!

Was ist eine API?

In der Softwarewelt ist eine Anwendungsprogrammierschnittstelle (API) eine Reihe von verfahrenstechnischen Werkzeugen, mit denen ein Softwareprogramm Dienste von einem anderen anfordern kann. Einfach ausgedrückt, ist sie eine Methode zur Kommunikation. Sie stellt das Funktionsmenü, die Zugriffsmethode, die Syntax, mit der ein Betriebssystem (OS) oder eine Anwendung antwortet, und die Bedeutungen hinter der Syntax dar.

Die gemeinsame Nutzung von Daten ist eine der Hauptfunktionen von APIs. APIs werden meist durch Funktionsaufrufe in einfachen Sprachen, wie Verben und Substantiven, implementiert und die spezifischen Regeln dafür werden in der Dokumentation der Anwendung erklärt. Eine Immobilien-Website könnte zum Beispiel eine API haben, die die verfügbaren Immobilien in einem bestimmten geografischen Gebiet anzeigt, eine zweite API, die die aktuellen Zinssätze abruft, und eine dritte API, die die Hypothekenzahlung bestimmt.

Wie funktioniert API?

Die Funktionsweise der API-Architektur wird im Allgemeinen durch die Rollen von Client und Server erklärt. Die Anwendung, die die Anfrage stellt, ist der Client, und die Anwendung, die auf die Anfrage antwortet, ist der Server. Zum Beispiel dient die Immobiliendatenbank auf einer Immobilien-Website als Server, und das Gerät, mit dem du darauf zugreifst, ist der Client.

Die Funktionsweise einer API hängt von den vier Haupttypen von APIs ab, die jeweils einen ganz anderen Zweck in Bezug auf ihre Erstellung und Funktionalität erfüllen.

• SOAP APIs: SOAP-APIs verwenden das Simple Object Access Protocol und ermöglichen den Austausch von Nachrichten zwischen Client und Server über XML. Sie sind heute etwas weniger verbreitet und wurden vor allem in den späten 90er bis frühen 2000er Jahren verwendet.
• RPC APIs: Diese stehen für Remote Procedure Calls. Sie ermöglichen es dem Client, eine Funktion oder Prozedur auf dem Server aufzurufen, und der Server sendet die Ausgabe zurück. Alle gängigen Webserver arbeiten nach dem gleichen Verfahren mit RPC-APIs.
• WebSocket APIs: Als eine Form der Web-API-Entwicklung stellen WebSocket-APIs einen moderneren Ansatz dar, bei dem Nachrichten wie JSON-Objekte verpackt werden. Diese APIs ermöglichen eine Zwei-Wege-Kommunikation zwischen Client-Anwendungen und Servern, wobei die Server Callback-Nachrichten an die verbundenen Clients senden können. Dies macht die Anpassung an die Bedürfnisse des Kunden effizienter als REST-APIs.
• REST APIs: Sie sind heute die am weitesten verbreiteten, flexibelsten und leistungsfähigsten Typen im Web. Sie funktionieren, indem die Kunden Anfragen in Form von Daten an den Server senden, den Server veranlassen, auf der Grundlage dieser Daten bestimmte interne Funktionen auszuführen, und dann die Ausgabedaten an den Kunden zurücksenden.

Arten von API

Heutzutage sind die meisten APIs Web-APIs, die die Daten und Funktionen einer Anwendung über das Internet mithilfe des HTTP-Protokolls zugänglich machen. Die vier Haupttypen von Web-APIs sind wie folgt:

1. Offene APIs: Auch öffentliche APIs genannt, gibt es keine Einschränkungen beim Zugriff auf diese Art von APIs, da sie öffentlich zugänglich sind. Eine offene API ist, wie der Name schon sagt, offen und kann von jedem genutzt werden. So lässt sich der Dienst leicht im Internet verbreiten.
2. Partner APIs: Eine Partner-API ist eine Schnittstelle, die Unternehmen anbieten, um im Rahmen einer Geschäftspartnerschaft einen kontrollierten Zugang zu ihren Diensten zu ermöglichen. Sie stellt externen Lösungsanbietern die notwendigen Werkzeuge zur Verfügung, um intensive Entwicklungs- und Testarbeiten durchzuführen, und ermöglicht einen kontrollierten Zugang zu den Diensten einer Organisation, die nicht für alle frei zugänglich sind. In der Regel beantragen Entwickler/innen den Zugang zu einer Partner-API über ein öffentliches API-Entwicklerportal und werden dann angeleitet oder durchlaufen einen Selbstbedienungsprozess, um Zugang zu erhalten, der zur Selbstgenehmigung und Bereitstellung von Anmeldedaten führt.
3. Interne APIs: Diese Art von Web-API wird auch als private APIs bezeichnet und ist nur für interne Systeme zugänglich. Für die Entwicklung und Nutzung interner Systeme und Prozesse, wie z. B. private Microservices und andere Intranet-basierte Verwendungen der Daten und Geschäftslogik einer Organisation, wird in der Regel keine API für die Öffentlichkeit angeboten.
4. Zusammengesetzte APIs: Das sind Web-APIs, die mehrere Daten- und/oder Service-APIs kombinieren. Sie ermöglichen es Entwicklern, mit einem einzigen Aufruf auf mehrere Endpunkte zuzugreifen. Im Falle von Service-APIs helfen sie, die Kommunikation und den Bedarf an mehreren Hin- und Rückwegen zwischen der Client-Anwendung und dem Server zu reduzieren. Besonders vorteilhaft sind diese APIs in Microservices-Architekturen, da sie Aufgaben rationalisieren, die Informationen aus mehreren Quellen benötigen.

APIs werden auch nach den Arten von Systemen kategorisiert, die sie bedienen.

1. Lokale APIs: Anwendungsspezifische Programmierschnittstellen, die das Betriebssystem und Middleware-Dienste für die Anwendung bereitstellen.
   Beispiele: Microsofts .NET-APIs, Telefonie-APIs für Sprachanwendungen und Datenbankzugriffs-APIs.
2. Web APIs: APIs, auf die die Anwendung über HTTP zugreift, um Ressourcen wie HTML-Webseiten darzustellen. Jede Web-URL oder URI kann eine Web-API sein. Diese APIs werden auch RESTful APIs genannt. Das bedeutet, dass sie keine Sitzungsdaten zwischen den einzelnen Anfragen aufbewahren. Jedes Mal, wenn eine Anfrage gesendet wird, ist es eine eigenständige Anfrage, ähnlich wie im Internet
3. Fern-APIs: APIs, die eine neue Infrastruktur für eine bestimmte Gruppe von Fernaufrufen schaffen. Diese Vorgänge basieren nicht unbedingt auf Webstandards. Beispiele: Java Database Connectivity API und Java Remote Method Invocation API.
4. Programm APIs: APIs, die genau definierte Klassen und zugehörige Funktionen innerhalb der Anwendung platzieren, die die API steuert. Diese APIs arbeiten mit Remote Procedure Call (RPC)-Technologie, einschließlich Schnittstellen, die auf der Microsoft WS-Serie von APIs basieren.

Vorteile von API

APIs erleichtern nicht nur das Design und die Entwicklung neuer Anwendungen und Dienste sowie die Integration und Verwaltung bestehender Anwendungen, sondern bieten Entwicklern und Unternehmen im Allgemeinen auch zahlreiche weitere Vorteile:

Verbesserte Zusammenarbeit

Mit fast 1.200 Cloud-Anwendungen, die von einem durchschnittlichen Unternehmens-Webhosting genutzt werden, ist es nur allzu üblich, dass Unternehmen eine Vielzahl von unzusammenhängenden Systemen haben. APIs erleichtern die Integration von Systemen und ermöglichen es Plattformen und Anwendungen, miteinander zu kommunizieren, so dass Unternehmen ihre Arbeitsabläufe automatisieren und die Zusammenarbeit am Arbeitsplatz verbessern können. Andernfalls würden die Konnektivitätslücken zu Informationssilos führen und die Produktivität und Leistung behindern.

Beschleunigte Innovation

APIs bieten ein Maß an Flexibilität, das es Unternehmen ermöglicht, Verbindungen mit neuen Geschäftspartnern herzustellen und neue Dienstleistungen auf ihrem bestehenden Markt einzuführen. Diese Flexibilität ermöglicht es Unternehmen, neue Märkte zu erschließen, erhebliche Gewinne zu erzielen und die digitale Transformation zu beschleunigen.

Die Unternehmen, die mit einer einfachen API beginnen, wie Stripe mit nur sieben Codezeilen, und ihre Reichweite durch die Integration mit führenden Unternehmen und die Diversifizierung ihrer Angebote ausbauen, sind die Unternehmen mit den höchsten Bewertungen.

Monetarisierung von Daten

Viele Unternehmen entscheiden sich zunächst dafür, eine API kostenlos freizugeben, um eine Entwicklergemeinschaft um ihre Marke herum aufzubauen und Partnerschaften mit denjenigen zu bilden, die sie als potenzielle Mitarbeiter ansehen. In der API-Wirtschaft verdienen Unternehmen Geld, indem sie den Zugang zu wertvollen digitalen Ressourcen über APIs verkaufen.

Ein Beispiel dafür ist AccuWeather. Kurz nachdem der Wetterdatenanbieter AccuWeather sein Self-Service-Entwicklerportal mit verschiedenen API-Paketen veröffentlicht hatte, kam es zu einer interessanten Entwicklung. Kurz nachdem es online ging, kamen viele Entwickler auf das Portal und wählten ein Paket aus. Plötzlich wurden Tausende von API-Schlüsseln verkauft, und eine API-Community war geboren.

Systemsicherheit

APIs fungieren als schützende Barriere zwischen der anfragenden Anwendung und der Infrastruktur des Dienstes, was das Risiko effektiv mindert und die Kommunikation und die Infrastruktur weiter absichert. API-Aufrufe erfordern in der Regel die Verwendung von Authentifizierungsnachweisen.

Darüber hinaus werden andere Sicherheitsmaßnahmen wie HTTP-Header, Cookies oder Query-Strings zur weiteren Absicherung des Datenaustauschs gut unterstützt. Dienste nutzen auch einfach Gebühren wie API-Gateways, um den Zugang zu regeln und weitere Sicherheitsrisiken zu bewerten.

Sicherheit und Datenschutz für Endnutzer

APIs spielen auch eine wichtige Rolle bei der Aufrechterhaltung der Netzwerksicherheit und sind ein wichtiger Teil des zusätzlichen Schutzes für einzelne Nutzer/innen, wenn sie ihre wichtigen Informationen preisgeben. Ein gutes Beispiel dafür ist, wenn eine Website nach dem Standort eines Nutzers fragt und eine Standort-API verwendet. Der Nutzer kann wählen, ob er diese Anfrage zulassen oder ablehnen möchte, um seine Daten zu schützen und die Sicherheit zu gewährleisten.

Das Internet ist natürlich nicht der einzige Bereich, in dem APIs verwendet werden. Verschiedene Webbrowser und mobile Betriebssysteme verfügen inzwischen über Berechtigungsstrukturen, die den API-Zugriff auf die Anwendungen und Daten eines Geräts regeln, während Dateisysteme wie Windows (mit dem besten Windows VPS), Mac und Linux strengere Berechtigungen für den Dateizugriff über APIs vorschreiben.

Beispiele für APIs

Hier sind einige beliebte Beispiele für APIs, die verschiedene Protokolle und Standards verwenden:

1. Google Maps: Alles, was von dem Tech-Giganten Google kommt, wird wahrscheinlich den Standard für andere in der Branche setzen. So ist es auch mit seinem Kartendienst. Viele Websites werden Google Maps APIs integrieren, um Karten anzuzeigen. Die Directions API verwendet zum Beispiel HTTP-Anfragen mit Antworten im XML- oder JSON-Format, um Wegbeschreibungen zwischen verschiedenen Orten zu liefern.
2. WeatherAPI: Damit kannst du auf kostenlose Geolocation- und Wetterdaten zugreifen. Außerdem gibt es eine breite Palette von APIs für Vorhersagen, Sport, Astronomie, Geolokalisierung, Zeitzonen und IP-Lookups. Die Daten werden in JSON/XML über eine einfache RESTful API bereitgestellt. Du kannst die API direkt über HTTP oder HTTPS abrufen. Die Website enthält außerdem eine ausführliche Dokumentation, die Entwicklern bei der Nutzung der API hilft.
3. Yelp API: Die auf GraphQL basierende API bietet Nutzern Informationen zu Restaurants, Händlern und Bewertungen, aber auch zu Spas, Aktivitäten und vielem mehr. Die Server geben die Daten nach allen Methoden des HTTP-Anfrageprotokolls zurück. Bei der Implementierung neuer Anwendungen können die Entwickler API-Endpunkte in diese integrieren. Das Austauschformat, das verwendet wird, ist JSON.

Verschiedene Softwareprodukte und -tools nutzen APIs, um die von ihren Kunden benötigten Funktionen zu implementieren. Von DevOps bis hin zu Plattformen wie Microsoft SharePoint gibt es leistungsstarke API-Quellen wie Docker, Jenkins und GitLab. Für Unternehmen, die auf SharePoint angewiesen sind, kann die Inanspruchnahme von SharePoint-Entwicklungsdienstleistungen von erfahrenen Anbietern dazu beitragen, APIs nahtlos zu integrieren und die Funktionalität zu verbessern. Offene APIs, die in soziale Netzwerke integriert sind, können eine breite Palette von Funktionen für Drittanbieter bereitstellen, wie z. B. News Feeds, Foto-Sharing und viele andere.

Fazit

APIs sind wichtig, um den Softwareentwicklungsprozess zu beschleunigen und zu vereinfachen. Sie ermöglichen es Entwicklern nicht nur, Dienste von Drittanbietern zu nutzen, um neue Anwendungen zu erstellen, sondern auch, um bestehende Lösungen um zusätzliche Funktionen zu erweitern. APIs machen es überflüssig, dass die Entwickler das gesamte Know-how einer anderen Lösung verstehen müssen. Sie fungieren als Abstraktionsschicht, die verschiedene Softwaresysteme miteinander verbindet und die Komplexität der Systeme verbirgt.

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