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APIs: Definition, Funktion und Typen
Verständnis von APIs
APIs sind Instrumente, die als Brücke zwischen zwei Softwarekomponenten fungieren, um eine effektive Kommunikation mithilfe spezifischer Definitionen und Protokolle zu ermöglichen. Ein illustratives Beispiel ist das Softwaresystem eines meteorologischen Dienstes, das kontinuierlich klimatische Daten aktualisiert. Dank APIs kann eine Wetter-App auf Ihrem Mobilgerät mit diesem System "interagieren" und Ihnen aktuelle Wetterdaten direkt auf Ihrem Gerät anzeigen.
Inhaltsverzeichnis
Definition von API
API ist das Akronym für Application Programming Interfaces oder Programmierschnittstellen. Im Kontext von APIs bezieht sich der Begriff "Anwendung" bzw. "Application" auf jede Software, die eine bestimmte Aufgabe erfüllt. Die Schnittstelle agiert als eine Art Dienstleistungsvertrag zwischen zwei Anwendungen, der festlegt, wie sie durch Fragen und Antworten miteinander kommunizieren. Die API-Dokumentation enthält Anleitungen für Entwickler zur Formatierung dieser Anfragen und Antworten.
Funktionsweise von APIs
Die API-Architektur wird üblicherweise durch die Rollen von Client und Server dargestellt. Die Anwendung, die eine Anfrage sendet, wird als Client bezeichnet, und die Anwendung, die die Antwort liefert, ist der Server. Im Falle des oben genannten meteorologischen Dienstes wäre die Klimadatenbank des Dienstes der Server und die Mobilanwendung der Client.
Es gibt vier verschiedene Mechanismen, wie APIs funktionieren können, abhängig von ihrem Erstellungszeitpunkt und ihrem Zweck:
SOAP-APIs
Diese APIs verwenden das Simple Object Access Protocol, wobei Client und Server Nachrichten mittels XML austauschen. Dies sind weniger flexible APIs, die in der Vergangenheit mehr Beliebtheit erlangten.
RPC-APIs
Diese APIs, auch Remote Procedure Calls genannt, ermöglichen es dem Client, eine Funktion (oder Prozedur) auf dem Server durchzuführen, woraufhin der Server das Ergebnis an den Client zurücksendet.
Websocket-APIs
Die Websocket-API ist ein weiterer fortschrittlicher Web-API-Typ, der JSON-Objekte zur Datenübertragung verwendet. Sie unterstützt die bidirektionale Kommunikation zwischen Client-Anwendungen und dem Server. Der Server kann Rückrufnachrichten an verbundene Clients senden, was sie effizienter als die REST-API macht.
REST-APIs
Dies sind die aktuell meistverwendeten und anpassungsfähigsten APIs im Internet. Der Client sendet Anfragen in Form von Daten an den Server. Der Server verarbeitet diese Client-Eingaben, startet interne Funktionen und sendet die resultierenden Daten zurück an den Client. Im nächsten Abschnitt werden wir uns die REST-APIs genauer ansehen.
REST-APIs, Web-APIs und API-Integrationen
Was sind REST-APIs?
REST, die Abkürzung für Representational State Transfer, legt eine Reihe von Funktionen wie GET, PUT, DELETE und andere fest, die Clients zur Manipulation der Serverdaten verwenden können. Clients und Server partizipieren in einem Datenaustausch über HTTP. Ein charakteristisches Merkmal von REST-APIs ist ihre Zustandslosigkeit, was bedeutet, dass der Server keine Clientdaten zwischen den Anfragen speichert. Client-Anfragen an den Server sind vergleichbar mit URLs, die man in seinen Browser eingibt, um eine Webseite aufzusuchen. Die Serverantwort besteht aus simplen Daten, ohne die typische grafische Darstellung einer Webseite.
Was ist eine Web-API?
Eine Web-API, auch Web-Service-API genannt, ist eine Schnittstelle zur Bearbeitung von Anwendungen zwischen einem Webserver und einem Webbrowser. Alle Webdienste sind APIs, aber nicht alle APIs sind Webdienste. Eine REST-API ist eine spezielle Art von Web-API, die den zuvor diskutierten Standardarchitekturstil verwendet. Es gibt verschiedene Bezeichnungen für APIs, wie zum Beispiel Java-API oder Service-APIs, da APIs historisch gesehen vor dem World Wide Web entstanden sind. Moderne Web-APIs sind in der Regel REST-APIs und die Begriffe können austauschbar verwendet werden.
Was sind API-Integrationen?
API-Integrationen sind Komponenten einer Software, die die Aktualisierung von Daten zwischen Clients und Servern automatisieren. Einige Beispiele für API-Integrationen sind die automatische Synchronisierung von Daten aus der Bildergalerie Ihres Smartphones mit der Cloud oder die automatische Aktualisierung von Uhrzeit und Datum auf Ihrem Laptop, sobald Sie eine andere Zeitzone betreten. Für Unternehmen stellen sie ein wertvolles Werkzeug dar, um viele Systemfunktionen effizient zu automatisieren.
Vorteile von REST-APIs
REST-APIs bieten vier wesentliche Vorteile:
Integration
APIs werden genutzt, um neue Applikationen in bestehende Softwaresysteme zu integrieren. Das trägt zur Beschleunigung der Entwicklung bei, da nicht jede Funktion von Grund auf neu codiert werden muss. APIs ermöglichen die Nutzung von bereits bestehendem Code.
Innovation
Ganze Branchen können sich durch das Erscheinen einer neuen Applikation transformieren. Unternehmen müssen schnell reagieren und die Einführung innovativer Dienste unterstützen. Sie können dies erreichen, indem Sie Änderungen auf API-Ebene vornehmen, ohne den gesamten Code neu schreiben zu müssen.
Expansion
APIs bieten Unternehmen eine einzigartige Gelegenheit, die Bedürfnisse ihrer Kunden über verschiedene Plattformen hinweg zu erfüllen. Die (Google-Maps) Karten-API ermöglicht zum Beispiel die Integration von Karteninformationen auf Webseiten, Android, iOS usw. Mit Hilfe von kostenlosen oder kostenpflichtigen APIs kann jedes Unternehmen ähnlichen Zugang zu seinen internen Datenbanken ermöglichen.
Wartungsfreundlichkeit
Die API fungiert als Gateway zwischen zwei Systemen. Jedes System ist verpflichtet, interne Änderungen vorzunehmen, ohne die API zu beeinträchtigen. Auf diese Weise haben zukünftige Codeänderungen der einen Partei keine Auswirkungen auf die andere Partei.
APIs: Kategorien, Sicherheit und Entwicklung
APIs sind in verschiedene Kategorien unterteilt, basierend auf ihrer Architektur und ihrem Einsatzbereich. Im Folgenden werden die unterschiedlichen Anwendungsbereiche näher erläutert:
- Interne APIs: Diese APIs agieren unternehmensweit und kommen lediglich für die Verknüpfung von Systemen und Informationen innerhalb der Firma zum Einsatz.
- Öffentliche APIs: Sie sind der Allgemeinheit zugänglich und stehen jedem zur Nutzung offen. Öffentliche APIs können mit bestimmten Erlaubnissen und Kosten einhergehen, müssen aber nicht.
- Partner-APIs: Diese stehen ausschließlich befugten externen Entwicklern zur Verfügung, um Geschäftspartnerschaften zwischen Unternehmen zu stärken.
- Zusammengesetzte APIs: Diese Art von APIs vereint zwei oder mehr verschiedene APIs, um komplexe Systemanforderungen oder Funktionalitäten zu erfüllen.
API-Endpunkte und ihre Relevanz
API-Endpunkte stellen die ultimativen Verbindungspunkte in einem API-Kommunikationssystem dar. Sie beinhalten Server-URLs, Services und andere spezielle digitale Lokalitäten, über die Informationen zwischen Systemen versendet und empfangen werden. Für Unternehmen sind API-Endpunkte aus folgenden Gründen von Bedeutung:
- Sicherheit: API-Endpunkte können das System für Angriffe anfällig machen. Eine ordnungsgemäße API-Überwachung ist daher essenziell, um Missbrauch zu verhindern.
- Leistung: Besonders stark frequentierte API-Endpunkte können Engpässe verursachen und somit die Performance des Systems beeinträchtigen.
REST-APIs Absichern
Um eine REST-API zu schützen, sind geeignete Authentifizierung und Überwachung notwendig. Die zwei wesentlichen Methoden zur Absicherung von REST-APIs sind:
- Authentifizierungs-Token: Sie dienen dazu, Benutzer für den API-Zugriff zu autorisieren und sicherzustellen, dass der Benutzer tatsächlich derjenige ist, als den er sich ausgibt und dass er die nötigen Zugriffsrechte für den jeweiligen API-Zugriff hat.
- API-Schlüssel: API-Schlüssel bestätigen das Programm oder die Anwendung, die den API-Aufruf durchführt. Sie identifizieren die Anwendung und gewährleisten, dass diese über die benötigten Zugriffsrechte für den spezifischen API-Zugriff verfügt.
API-Erstellung
Um eine API zu entwickeln, mit der andere Entwickler gerne arbeiten und der sie vertrauen, sind Sorgfalt und Einsatz gefragt. Die folgenden fünf Schritte sind für ein hochqualitatives API-Design notwendig:
- API planen: API-Spezifikationen liefern den Bauplan für Ihr API-Design. Es ist sinnvoll, im Vorfeld über verschiedene Anwendungsfälle nachzudenken und sicherzustellen, dass die API den aktuellen Standards der API-Entwicklung entspricht.
- API erstellen: API-Designer konzipieren Prototypen von APIs mit Standardcode. Nachdem der Prototyp getestet wurde, können die Entwickler ihn an die internen Vorgaben anpassen.
- API testen: Das Testen von APIs ist ähnlich dem Testen von Software und ist notwendig, um Fehler und Mängel zu entdecken. Mit speziellen API-Testtools kann die API gegen Cyberattacken getestet werden.
- API dokumentieren: Die API-Dokumentation dient als Wegweiser zur Verbesserung der Benutzerfreundlichkeit. Gut dokumentierte APIs, die eine Vielzahl von Funktionen und Anwendungsfällen bieten, sind in einer serviceorientierten Architektur tendenziell beliebter.
- API vermarkten: Diese Art von APIs vereint zwei oder mehr verschiedene APIs, um komplexe Systemanforderungen oder Funktionalitäten zu erfüllen.
Was sind API-Tests?
API-Tests ähneln anderen Prozeduren zum Testen von Software. Der Hauptfokus liegt auf der Überprüfung der Serverantworten. Die unterschiedlichen Aspekte von API-Tests beinhalten:
- Durchführung zahlreicher Anfragen an API-Endpunkte im Rahmen von Leistungstests.
- Erstellung von Unit-Tests zur Kontrolle der Geschäftslogik und der funktionalen Korrektheit.
- Implementierung von Sicherheitstests durch Simulation von Systemangriffen.
Wie erstellt man eine API-Dokumentation?
Die Erstellung einer vollständigen API-Dokumentation ist ein wesentlicher Bestandteil des API-Managementprozesses. Die Dokumentation kann entweder automatisiert mithilfe von Tools oder manuell verfasst werden. Zu den besten Praktiken gehören:
- Verwendung von einfachem und gut verständlichem Deutsch für die Beschreibungen. Von Werkzeugen generierte Dokumente können sehr umfangreich sein und müssen daher überarbeitet werden.
- Einbindung von Codebeispielen zur Veranschaulichung der Funktionalität.
- Regelmäßige Aktualisierung der Dokumentation, um ihre Genauigkeit und Relevanz zu gewährleisten.
- Anpassung des Schreibstils an die Bedürfnisse von Einsteigern.
- Abdeckung aller Probleme, die die API für Benutzer lösen kann.
Wie wird eine API eingebunden?
Zur Implementierung einer neuen API sind folgende Schritte erforderlich:
- Erwerb eines API-Schlüssels durch Erstellung eines verifizierten Kontos beim API-Anbieter.
- Einrichtung eines HTTP-API-Clients. Mit diesem Werkzeug lassen sich API-Anfragen strukturieren, indem die erhaltenen API-Schlüssel verwendet werden.
- Falls kein API-Client vorhanden ist, kann man versuchen, die Anfrage eigenständig im Browser zu strukturieren, indem man die API-Dokumentation als Leitfaden verwendet.
- Nachdem man sich mit der Syntax der neuen API vertraut gemacht hat, kann diese in den eigenen Code implementiert werden.
Wo finde ich neue APIs?
Neue Web-APIs können auf API-Marktplätzen und in API-Verzeichnissen gefunden werden. API-Marktplätze sind offene Plattformen, auf denen jeder seine API zum Verkauf anbieten kann. API-Verzeichnisse hingegen sind von ihrem Besitzer überwachte Sammlungen, in denen erfahrene API-Designer eine neue API bewerten und testen können, bevor sie in das Verzeichnis aufgenommen wird. Einige bekannte API-Webseiten sind:
- Rapid API: Der weltweit größte API-Marktplatz mit über 10.000 öffentlichen APIs und einer Million aktiver Entwickler auf der Website. RapidAPI ermöglicht es Benutzern, APIs direkt auf der Plattform zu testen, bevor sie sich zum Kauf entscheiden.
- Public APIs: Diese Plattform kategorisiert APIs in 40 spezialisierte Kategorien, was die Suche und Auswahl der passenden APIs erleichtert.
- APIForThat und APIList: Beide Webseiten bieten Listen mit mehr als 500 Web-APIs sowie umfangreiche Informationen zu deren Verwendung.
Was ist ein API-Gateway?
Zum Schluss beantworten wir noch die Frage, was ein API-Gateway ist:
Ein API-Gateway ist ein API-Managementinstrument, das für Unternehmenskunden entwickelt wurde, die eine breite Palette von Backend-Diensten nutzen. API-Gateways führen typischerweise allgemeine Aufgaben wie Benutzerauthentifizierung, Statistik und Tarifverwaltung durch, die auf alle API-Aufrufe angewendet werden.
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