API và cách hoạt động? Giải thích Giao diện Ứng dụng Lập trình

Ngày nay, sự kết nối giữa các phần mềm là điều cần thiết để hỗ trợ các hoạt động và chức năng khác nhau là một phần của các hành động hàng ngày của chúng ta. Một Giao diện Ứng dụng Lập trình (API) là một khối xây dựng cho phép các sản phẩm phần mềm khác nhau có thể giao tiếp, chia sẻ và kết nối dữ liệu và làm việc với nhau một cách hòa hợp.

Trong bài viết này, chúng tôi sẽ giải thích về API và mọi điều bạn cần biết về chúng, bao gồm định nghĩa, cách chúng hoạt động, loại API, các lợi ích và ví dụ trong thực tế.

API là gì?

Trong thế giới phần mềm, một giao diện lập trình ứng dụng (API) là một bộ công cụ thủ tục cho phép một chương trình phần mềm yêu cầu dịch vụ từ một chương trình khác. Đơn giản nói, đó là một phương tiện giao tiếp. Nó đại diện cho menu các chức năng, cách truy cập, cú pháp mà một hệ điều hành (OS) hoặc ứng dụng phản hồi và tập hợp các ý nghĩa đằng sau cú pháp của nó.

Chia sẻ dữ liệu là một trong những chức năng chính của các API. Các API thường được triển khai bằng cách sử dụng các cuộc gọi hàm bằng các ngôn ngữ đơn giản, như động từ và danh từ, và các quy tắc cụ thể để làm điều này được giải thích trong tài liệu của ứng dụng. Ví dụ, một trang web bất động sản có thể có một API để truyền thông tin về các bất động sản có sẵn trong một khu vực địa lý nhất định, một API thứ hai để lấy lãi suất hiện tại và một API thứ ba để xác định số tiền trả góp của khoản vay.

Cách API hoạt động như thế nào?

Cách hoạt động của kiến trúc API thường được giải thích thông qua vai trò của client và server. Ứng dụng tạo yêu cầu được gọi là client, và ứng dụng phản hồi lại yêu cầu được gọi là server. Ví dụ, cơ sở dữ liệu bất động sản phục vụ như một server trong một trang web bất động sản, và thiết bị mà bạn đang truy cập nó được xem là client.

Cách hoạt động của một API phụ thuộc vào bốn loại chính của API, mỗi loại phục vụ một mục đích rất khác nhau về mặt sự tạo ra và chức năng của chúng.

• SOAP APIs: Sử dụng Giao thức Truy cập Đối tượng Đơn giản, các API SOAP liên quan đến việc trao đổi tin nhắn giữa client và server bằng cách sử dụng XML. Bây giờ ít phổ biến hơn, chúng chủ yếu được sử dụng từ cuối thập kỷ 90 đến đầu những năm 2000.
• RPC APIs: Đây là viết tắt của cuộc gọi thủ tục từ xa. Chúng cho phép client gọi một hàm hoặc thủ tục trên server, và server gửi lại đầu ra. Tất cả các máy chủ web phổ biến đều hoạt động theo cùng một thủ tục với các API RPC.
• WebSocket APIs: Là một dạng phát triển API web, các API WebSocket đại diện cho một phương pháp hiện đại hơn, trong đó các tin nhắn được bọc như đối tượng JSON. Các API này cho phép giao tiếp hai chiều giữa ứng dụng client và server, trong đó server có thể gửi các tin nhắn gọi lại cho các client kết nối. Điều này làm cho việc tùy chỉnh hiệu quả hơn dựa trên nhu cầu của client so với các API REST.
• REST APIs: Đây là loại phổ biến, linh hoạt và mạnh mẽ nhất trên web hiện nay. Chúng hoạt động bằng cách client gửi yêu cầu đến server dưới dạng dữ liệu, thúc đẩy server khởi động một số chức năng nội bộ cụ thể dựa trên dữ liệu này, và sau đó gửi dữ liệu đầu ra trở lại cho client.

Các Loại API

Ngày nay, hầu hết các API là API web, cho phép tiết lộ dữ liệu và chức năng của ứng dụng qua internet bằng cách sử dụng giao thức HTTP. Bốn loại chính của API web là:

1. API Mở: Cũng được gọi là API công cộng, không có hạn chế nào đối với việc truy cập vào các loại API này vì chúng có sẵn công khai. Một API Mở, như tên gọi, là công khai và có thể được sử dụng bởi bất kỳ ai. Điều này giúp dễ dàng quảng bá dịch vụ trên web.
2. API Đối tác: Một API Đối tác là giao diện mà các tổ chức cung cấp để cho phép truy cập kiểm soát đến dịch vụ của họ trong một mối quan hệ đối tác kinh doanh. Nó cung cấp các công cụ cần thiết mà các nhà cung cấp giải pháp bên ngoài cần để tiến hành phát triển và kiểm thử một cách chặt chẽ và, khi sẵn sàng, cho phép truy cập kiểm soát đến các dịch vụ của một tổ chức mà không phải là công cộng. Thông thường, các nhà phát triển sẽ yêu cầu truy cập vào một API Đối tác qua một cổng thông tin nhà phát triển API công cộng và sau đó được hướng dẫn hoặc tự làm thủ tục để có quyền truy cập, kết quả là tự phê duyệt và cung cấp thông tin đăng nhập.
3. API Nội bộ: Còn được gọi là API riêng tư, loại API web này chỉ được tiết lộ cho các hệ thống nội bộ. Sự phát triển và sử dụng các hệ thống và quy trình nội bộ, như các microservices riêng và các ứng dụng Intranet khác sử dụng dữ liệu và logic kinh doanh của một tổ chức, thường không cung cấp API cho công chúng.
4. API Tổng hợp: Đây là các API web kết hợp nhiều dữ liệu và/hoặc API dịch vụ. Chúng cho phép các nhà phát triển truy cập vào nhiều điểm cuối trong một cuộc gọi duy nhất. Trong trường hợp của các API dịch vụ, chúng giúp giảm thiểu giao tiếp và nhu cầu cho nhiều trao đổi giữa ứng dụng client và máy chủ. Đặc biệt hữu ích trong kiến trúc microservices, các API này làm cho các nhiệm vụ yêu cầu thông tin từ nhiều nguồn trở nên thuận tiện hơn.

Các API cũng được phân loại dựa trên các loại hệ thống mà chúng phục vụ.

1. API Cục bộ: Giao diện lập trình ứng dụng cụ thể cho ứng dụng cung cấp dịch vụ hệ điều hành và middleware cho ứng dụng.
   Ví dụ: APIs .NET của Microsoft, APIs điện thoại cho ứng dụng giọng nói và APIs truy cập cơ sở dữ liệu.
2. API Web: Các API được truy cập bởi ứng dụng sử dụng HTTP để biểu diễn các tài nguyên như trang web HTML. Bất kỳ URL web hoặc URI nào cũng có thể là một API Web. Những API này cũng được gọi là API RESTful. Điều này có nghĩa là chúng không lưu trữ dữ liệu phiên giữa các yêu cầu. Mỗi khi gửi một yêu cầu, đó là một yêu cầu tự chứa, tương tự như cách Internet hoạt động.
3. API Xa: Các API tạo ra một cơ sở hạ tầng mới cho một tập hợp cụ thể các cuộc gọi từ xa. Các hoạt động này không nhất thiết phải dựa trên các tiêu chuẩn Web.
   Ví dụ: API Kết nối Cơ sở dữ liệu Java và API Gọi Phương thức từ Xa Java.
4. API Chương trình: Các API đặt các lớp được xác định rõ ràng và các chức năng liên quan bên trong ứng dụng điều khiển API. Các API này hoạt động bằng công nghệ gọi thủ tục từ xa (RPC), bao gồm các giao diện dựa trên chuỗi APIs WS của Microsoft.

Lợi ích của API

API không chỉ giúp việc thiết kế và phát triển ứng dụng và dịch vụ mới và tích hợp và quản lý những ứng dụng hiện có mà còn mang lại nhiều lợi ích bổ sung cho các nhà phát triển và tổ chức một cách rộng rãi:

Tăng cường Sự Hợp Tác

Với gần 1.200 ứng dụng điện toán đám mây được sử dụng bởi hệ thống luư trữ website doanh nghiệp trung bình, việc doanh nghiệp sở hữu một loạt các hệ thống không kết nối là điều thường gặp. API giúp việc tích hợp hệ thống trở nên dễ dàng hơn và cho phép các nền tảng và ứng dụng trò chuyện với nhau, giúp các công ty tự động hóa quy trình làm việc và tạo ra sự hợp tác tốt hơn tại nơi làm việc một cách mạch lạc hơn. Nếu không, các khoảng trống kết nối sẽ tạo ra các lò silo thông tin và làm chậm quá trình làm việc và cản trở hiệu suất.

Tăng cường Sáng Tạo

API cung cấp một mức độ linh hoạt cho phép các công ty thiết lập kết nối với đối tác kinh doanh mới và giới thiệu các dịch vụ mới vào thị trường hiện tại của họ. Sự linh hoạt này giúp các công ty tiếp cận thị trường mới, tạo ra lợi nhuận đáng kể và tăng tốc quá trình biến đổi kỹ thuật số.

Các công ty bắt nguồn từ việc chỉ là một API đơn giản, như Stripe với chỉ bảy dòng mã, và mở rộng sự phủ sóng của họ bằng cách tích hợp với các doanh nghiệp hàng đầu và đa dạng hóa các sản phẩm của mình là những công ty có giá trị cao nhất.

Thương Mại Dữ Liệu

Nhiều công ty ban đầu chọn phát hành một API miễn phí để giúp tạo ra một cộng đồng nhà phát triển xung quanh thương hiệu của họ và hình thành các đối tác với những người họ coi là đối tác tiềm năng. Trong nền kinh tế API, các doanh nghiệp kiếm tiền bằng cách bán quyền truy cập vào tài sản kỹ thuật số có giá trị thông qua API.

Hãy xem AccuWeather làm ví dụ. Ngay sau khi nhà cung cấp dữ liệu thời tiết AccuWeather phát hành cổng thông tin nhà phát triển tự phục vụ cung cấp các gói API khác nhau, họ đã nhận thấy một sự kiện khá thú vị. Ngay sau khi nó được triển khai, họ thấy nhiều nhà phát triển đến với cổng thông tin và chọn một gói. Sau đó, đột nhiên, họ bán hàng nghìn chìa khóa API và một cộng đồng API đã ra đời.

Bảo Mật Hệ Thống

APIs hoạt động như một rào cản bảo vệ giữa ứng dụng yêu cầu và cơ sở hạ tầng dịch vụ, hiệu quả giảm thiểu rủi ro và bảo vệ thêm nữa việc giao tiếp và cơ sở hạ tầng. Các cuộc gọi API thường yêu cầu việc sử dụng thông tin xác thực.

Ngoài ra, các biện pháp bảo mật khác như tiêu đề HTTP, cookie hoặc chuỗi truy vấn được hỗ trợ tốt để tăng cường bảo mật trao đổi dữ liệu. Các dịch vụ cũng đơn giản sử dụng các cước phí như cổng API để điều chỉnh quyền truy cập và thực hiện đánh giá rủi ro bảo mật hơn.

Bảo Mật và Quyền Riêng Tư của Người Sử Dụng Cuối

APIs cũng đóng một vai trò quan trọng trong việc duy trì an ninh mạng và là một phần lớn của lớp bảo vệ bổ sung cho các người dùng cá nhân khi họ tiếp xúc với thông tin quan trọng của mình. Một ví dụ tốt cho điều này là khi một trang web yêu cầu vị trí của người dùng và sử dụng một API vị trí. Người dùng có thể chọn cho phép hoặc từ chối yêu cầu này để duy trì quyền riêng tư và bảo mật dữ liệu của họ.

Ngoài ra, Web không đứng một mình trong việc sử dụng API. Các trình duyệt web và hệ điều hành di động hiện nay đều bao gồm cấu trúc quyền hạn điều chỉnh quyền truy cập API vào các ứng dụng và dữ liệu của thiết bị, trong khi các hệ thống tệp như Windows (với Windows VPS tốt nhất), Mac và Linux thực hiện quyền hạn nghiêm ngặt hơn cho việc truy cập tệp tin dựa trên các API.

Ví dụ về APIs

Dưới đây là một số ví dụ phổ biến về APIs sử dụng các giao thức và tiêu chuẩn khác nhau:

1. Google Maps: Mọi thứ từ công ty công nghệ khổng lồ Google đều có thể đặt ra tiêu chuẩn cho ngành công nghiệp khác. Và đúng với dịch vụ bản đồ của họ. Nhiều trang web sẽ tích hợp API Google Maps để hiển thị bản đồ. Ví dụ, API Hướng dẫn của họ sẽ sử dụng các yêu cầu HTTP với các phản hồi được định dạng trong XML hoặc JSON để cung cấp hướng dẫn giữa các địa điểm khác nhau.
2. WeatherAPI: Điều này cho phép bạn truy cập dữ liệu địa lý và thời tiết miễn phí. Nó cũng có một loạt các API cho dự báo, thể thao, thiên văn học, định vị địa lý, múi giờ và tìm kiếm IP. Dữ liệu được cung cấp dưới dạng JSON/XML thông qua một API RESTful đơn giản. Bạn sẽ có thể yêu cầu API trực tiếp qua HTTP hoặc HTTPS. Trang web cũng bao gồm tài liệu chi tiết để hỗ trợ các nhà phát triển với API.
3. Yelp API: Xây dựng trên GraphQL, API cung cấp cho người dùng thông tin về thức ăn, cửa hàng, và đánh giá cho nhà hàng, bao gồm cả spa, hoạt động, và nhiều hơn nữa. Các máy chủ trả về dữ liệu theo tất cả các phương thức của giao thức yêu cầu HTTP. Khi triển khai ứng dụng mới, các nhà phát triển của họ có thể tích hợp các điểm cuối API vào chúng. Định dạng trao đổi đang được sử dụng là JSON.

Các sản phẩm và công cụ phần mềm khác nhau sử dụng API để triển khai chức năng mà khách hàng của họ cần. Từ DevOps đến các nền tảng như Microsoft SharePoint, các nguồn API mạnh mẽ bao gồm Docker, Jenkins và GitLab. Các API mở tích hợp với các trang mạng xã hội có thể tạo ra một loạt các chức năng của bên thứ ba vô cùng đa dạng, bao gồm cập nhật tin tức, chia sẻ ảnh và nhiều hơn nữa.

Kết luận

APIs là rất quan trọng trong việc tăng tốc và đơn giản hóa quá trình phát triển phần mềm. Chúng cho phép các nhà phát triển không chỉ sử dụng dịch vụ bên thứ ba để xây dựng các ứng dụng mới mà còn để thêm các chức năng bổ sung vào các giải pháp hiện có. API loại bỏ yêu cầu của việc các nhà phát triển hiểu tất cả kiến thức về một giải pháp khác và hoạt động như một lớp trừu tượng, kết nối các hệ thống phần mềm khác nhau với nhau trong khi ẩn đi sự phức tạp của các hệ thống.

FAQ