معرفی و تعریف
طراحی و توسعه API به توانایی طراحی و پیادهسازی رابطی مشخص و قابلاعتماد برای ارتباط میان کلاینتها، سرویسها و سامانههای مختلف گفته میشود. API مخفف Application Programming Interface است و قرارداد آن مشخص میکند هر درخواست چه ورودیهایی میگیرد، چه پاسخی برمیگرداند و در حالتهای مختلف خطا چگونه رفتار میکند.
فردی که این مهارت را دارد، منابع و عملیات یک سامانه را به نقاط پایانی قابلفراخوانی (Endpoint) تبدیل میکند، متدهای HTTP و کدهای وضعیت مناسب را به کار میگیرد و ورودیها و خروجیها را اعتبارسنجی میکند. طراحی احراز هویت، کنترل دسترسی، مدیریت خطا، نسخهبندی و مستندسازی نیز بخشی از توسعه یک API قابلنگهداری است.
این مهارت بیشتر در توسعه بکاند کاربرد دارد، اما توسعهدهندگان فولاستک، موبایل و فرانتاند نیز برای کار با سرویسهای نرمافزاری به درک قرارداد API نیاز دارند. هدف، ساخت نقاط پایانی جداگانه نیست. هدف ایجاد قراردادی روشن و پایدار است که مصرفکنندگان بتوانند بر اساس آن سرویس را بهدرستی استفاده و تغییرات آن را مدیریت کنند.
اهمیت و کاربردها
چرا این مهارت مهم است؟
API یکی از نقاط اصلی ارتباط میان بکاند و مصرفکنندگان یک سرویس است. پنلهای وب، اپلیکیشنهای موبایل، سرویسهای داخلی و سامانههای طرف ثالث میتوانند از یک API استفاده کنند. قرارداد مبهم یا ناپایدار میتواند باعث خطا، هماهنگی بیشتر میان تیمها و هزینه بالاتر هنگام تغییر محصول شود.
برای آمادگی در فرصتهای شغلی مانند توسعهدهنده بکاند، برنامهنویس بکاند و توسعهدهنده فولاستک، باید بتوانید تصمیمهای طراحی API را در یک پروژه توضیح دهید و پیادهسازی کنید. این تصمیمها میتوانند شامل انتخاب متد HTTP، کد وضعیت، ساختار پاسخ، اعتبارسنجی ورودی، احراز هویت، کنترل دسترسی و روش مستندسازی باشند.
در پروژههایی که چند کلاینت یا چند سرویس از یک API استفاده میکنند، توجه به سازگاری قرارداد اهمیت بیشتری پیدا میکند. تغییرات ناسازگار باید شناسایی شوند و در صورت نیاز، برای نسخه جدید یا مهاجرت مصرفکنندگان برنامه مشخصی وجود داشته باشد.
کاربردها
-
ساخت API برای پنل مدیریتی
پیادهسازی نقاط پایانی برای مدیریت کاربران، محتوا، تنظیمات یا سایر منابع سامانه و فراهم کردن دسترسی کنترلشده برای پنل مدیریتی.
-
پشتیبانی از اپلیکیشن موبایل
ارائه API برای دریافت و ارسال داده میان اپلیکیشن موبایل و سرور با قرارداد مشخص، اعتبارسنجی ورودی و مدیریت خطا.
-
یکپارچهسازی سرویسهای داخلی
ایجاد رابطی مشخص برای تبادل داده و اجرای عملیات میان سرویسهای مختلف یک سامانه یا معماری چندسرویسی.
-
ارائه API به شرکای تجاری
طراحی API قابلمستندسازی برای استفاده سامانههای بیرونی، همراه با احراز هویت، کنترل دسترسی، محدودسازی درخواست و مدیریت نسخهها.
-
پیادهسازی فرایندهای احراز هویت
ساخت نقاط پایانی لازم برای ورود، دریافت یا اعتبارسنجی توکن و کنترل دسترسی کاربران به منابع و عملیات مختلف.
-
مهاجرت بدون اختلال قرارداد
مدیریت تغییرات ناسازگار API با استفاده از روشهایی مانند نسخهبندی، حفظ موقت قرارداد قبلی و ارائه مسیر مشخص برای مهاجرت مصرفکنندگان.
ابزارهای مرتبط
پیشنیازها
موارد زیر پایههای لازم برای شروع را نشان میدهند.
- مهارت توسعه بکاند Backend Development
- مهارت پایگاه داده و SQL Databases and SQL
- مهارت کنترل نسخه Version Control
- آشنایی عملی با یک زبان برنامهنویسی سمت سرور، مانند Java، PHP، JavaScript یا C#
- توانایی کار با خط فرمان و نصب وابستگیهای پروژه
مسیر یادگیری طراحی و توسعه API
-
۸ ساعت
مفاهیم HTTP و چرخه درخواست و پاسخ را به کار میگیرید.
ساختار URL، سرآیند درخواست (Header)، بدنه درخواست (Body)، پارامتر پرسوجو (Query Parameter) و تفاوت متدهای GET، POST، PUT، PATCH و DELETE را یاد بگیرید. برای هر متد، معنای عملی آن و نحوه استفاده در یک منبع را با درخواستهای واقعی در Postman بررسی کنید.
کدهای وضعیت پرکاربرد مانند 200، 201، 204، 400، 401، 403، 404، 409 و 500 را در سناریوهای مشخص به کار ببرید. پاسخ موفق و پاسخ خطا را از نظر ساختار و معنای قراردادی از یکدیگر تفکیک کنید.
-
۱۰ ساعت
منابع و قرارداد API را طراحی میکنید.
یک دامنه کوچک مانند کتابخانه، فروشگاه یا سامانه نوبتدهی انتخاب کنید و منابع اصلی آن را مشخص کنید. نامگذاری نقاط پایانی، شناسهها، فیلترها، مرتبسازی، صفحهبندی و ساختار پاسخ را پیش از پیادهسازی طراحی کنید.
REST را زمانی به کار ببرید که منابع و عملیات آنها را بتوان بهروشنی با مدل منابع و قراردادهای HTTP بیان کرد. برای عملیات دامنهای که مدل منبع بهتنهایی بیانگر آنها نیست، میتوانید الگوی RPC را بررسی کنید. برای مثال، محاسبه قیمت یا اجرای یک فرایند مشخص.
GraphQL را نیز در پروژههایی بررسی کنید که کلاینتهای مختلف به دادههای متفاوتی نیاز دارند و تیم توانایی مدیریت طرحواره (Schema)، پیچیدگی درخواستها و عملکرد سرویس را دارد. انتخاب معماری باید بر اساس نیاز پروژه انجام شود.
-
۱۵ ساعت
یک API پایدار را با چارچوب سمت سرور پیادهسازی میکنید.
با یک چارچوب متناسب با زبان خود، مسیرهای دریافت درخواست (Route)، کنترلکنندهها (Controller)، توابع رسیدگی به درخواست (Handler) و لایه دسترسی به داده را پیادهسازی کنید. میتوانید از Node.js، ASP.NET Core، Spring Boot یا Laravel استفاده کنید. مفهوم اصلی، جداسازی مسئولیتها و پایبندی پیادهسازی به قرارداد API است.
عملیات ایجاد، خواندن، ویرایش و حذف را برای حداقل یک منبع کامل کنید. مدل پاسخ API را از مدل ذخیرهسازی جدا نگه دارید تا تغییرات داخلی پایگاه داده مستقیما قرارداد عمومی را تغییر ندهد.
برای پروژههایی که به ذخیرهسازی پایدار نیاز دارند، PostgreSQL یا MySQL را به کار بگیرید و محدودیتهای یکتا، روابط داده و تراکنشهای مورد نیاز را در طراحی پایگاه داده در نظر بگیرید.
-
۸ ساعت
ورودیها و خطاها را قابلپیشبینی مدیریت میکنید.
برای بدنه، پارامتر مسیر و پارامتر پرسوجو قوانین اعتبارسنجی تعریف کنید. نوع داده، اجباری بودن، طول، بازه عددی و قالبهای معتبر را مشخص کنید و خطاهای اعتبارسنجی را با کد وضعیت مناسب و پیام قابلاستفاده برای مصرفکننده برگردانید.
خطاهای کسبوکار مانند تکراری بودن ایمیل، نبودن یک منبع یا ناموجود بودن موجودی را از خطاهای داخلی سرور تفکیک کنید. جزئیات حساس خطاهای داخلی را در پاسخ عمومی نمایش ندهید و اطلاعات لازم برای بررسی فنی را در گزارشهای ثبت رویداد کنترلشده ثبت کنید.
-
۹ ساعت
احراز هویت و کنترل دسترسی را اضافه میکنید.
تفاوت احراز هویت (Authentication) و مجوزدهی یا کنترل دسترسی (Authorization) را در API تمرین کنید. نقاط پایانی عمومی را از نقاط پایانی نیازمند احراز هویت جدا کنید و برای عملیات حساس، نقش یا مالکیت منبع را بررسی کنید.
جریان استفاده از توکن دسترسی، انقضای اعتبار و ارسال امن اعتبارنامهها را در چارچوب انتخابی خود بشناسید. در آزمونها بررسی کنید کاربر ناشناس، کاربر احراز هویتشده با سطح دسترسی ناکافی و کاربر مجاز چه پاسخهایی دریافت میکنند.
-
۱۰ ساعت
API را تست، مستند و برای تغییرات نسخهبندی میکنید.
برای مسیرهای اصلی و حالتهای خطا آزمون بنویسید و مجموعه درخواست Postman ایجاد کنید. پاسخهای واقعی را با قرارداد طراحیشده مقایسه کنید و حالتهای موفق، ورودی نامعتبر، منبع ناموجود و خطاهای سرویس را نیز در آزمونها پوشش دهید.
مستندات API باید روش احراز هویت، نقاط پایانی، ورودیها، نمونه پاسخها، خطاهای مهم و محدودیتهای عملیات را پوشش دهد. تغییرات ناسازگار را تشخیص دهید و در صورت نیاز، برای نسخه جدید یا مهاجرت مصرفکنندگان مسیر مشخصی تعریف کنید.
قرارداد، مستندات، تستها و مجموعه درخواستها را با Git نگهداری کنید تا تغییرات API قابل بازبینی و پیگیری باشند.
زمان تقریبی یادگیری
برآورد مجموع زمان آموزش، مطالعه و تمرین تا رسیدن به سطح کاربردی؛ بسته به پیشزمینه شما میتواند کمتر یا بیشتر باشد.
پروژههای تمرینی
موارد زیر تصویری کلی از این بخش برای این مهارت ارائه میکنند.
-
API مدیریت کتابخانه
توضیح پروژه: یک API برای مدیریت کتابها، نویسندگان و امانتها بسازید. عملیات اصلی ایجاد، دریافت، ویرایش و حذف را پیادهسازی کنید و برای ورودیهای نامعتبر و منابع ناموجود پاسخ مناسب در نظر بگیرید.
-
API سفارش فروشگاه کوچک
توضیح پروژه: API یک فروشگاه ساده را طراحی کنید که منابعی مانند محصول، مشتری و سفارش داشته باشد. ثبت سفارش، بررسی موجودی و مدیریت خطاهای کسبوکار را پیادهسازی کنید و برای نقاط پایانی اصلی آزمون بنویسید.
-
API سامانه نوبتدهی
توضیح پروژه: یک API برای مدیریت کاربران، خدمات و نوبتها بسازید. از اعتبارسنجی برای جلوگیری از ثبت نوبتهای نامعتبر یا تداخل زمانی استفاده کنید و سطح دسترسی کاربران را در عملیات مختلف بررسی کنید.
-
مستندسازی و نسخه دوم یک API
توضیح پروژه: یک API موجود را مستند کنید و سپس یک تغییر ناسازگار در قرارداد ایجاد کنید. نسخه جدید را با روش مناسب ارائه دهید و مسیر مهاجرت مصرفکنندگان از نسخه قبلی را در مستندات توضیح دهید.
پرسشهای رایج درباره طراحی و توسعه API
در این بخش، به تعدادی از پرسشهای رایج درباره این مهارت پاسخ داده شده است.
آیا طراحی API فقط به REST محدود میشود؟
خیر. REST یکی از رویکردهای رایج برای طراحی API است. بسته به نیاز پروژه میتوان از رویکردهایی مانند RPC یا GraphQL نیز استفاده کرد. انتخاب روش به نوع داده، عملیات، کلاینتها و نیازهای فنی پروژه بستگی دارد.
برای یادگیری طراحی API باید چه زبان برنامهنویسی بدانم؟
داشتن تجربه با یک زبان سمت سرور مانند JavaScript، Python، Java، C# یا PHP مفید است. مفاهیم HTTP، قرارداد API و طراحی سرویس مستقل از یک زبان خاص هستند و میتوان آنها را با چارچوبهای مختلف تمرین کرد.
Postman جایگزین تست خودکار API است؟
خیر. Postman برای ارسال درخواست، بررسی پاسخ و ساخت مجموعه درخواستهای قابلاجرا ابزار مناسبی است، اما جای تست خودکار را نمیگیرد. در پروژههای جدی، تست خودکار باید در کنار ابزارهای آزمایش دستی و اکتشافی استفاده شود.
تفاوت 401 و 403 در API چیست؟
کد 401 معمولا زمانی استفاده میشود که درخواست نیاز به احراز هویت دارد و اعتبارنامه معتبر ارائه نشده است. کد 403 زمانی به کار میرود که هویت درخواستکننده مشخص است، اما مجوز لازم برای انجام عملیات یا دسترسی به منبع را ندارد.
چه زمانی باید API را نسخهبندی کنم؟
هر تغییر API به نسخه جدید نیاز ندارد. اگر تغییر با قرارداد قبلی سازگار باشد، میتوان آن را بدون ایجاد نسخه جدید منتشر کرد. برای تغییرات ناسازگار، نسخهبندی یا یک مسیر مهاجرت مشخص به کاهش اختلال برای مصرفکنندگان کمک میکند.
برای نمونهکار طراحی API چه چیزی ارائه دهم؟
یک پروژه قابلاجرا همراه با مستندات API، نمونه درخواست و پاسخ، مدیریت خطا، اعتبارسنجی، احراز هویت، تستها و README ارائه کنید. توضیح تصمیمهای طراحی و محدودیتهای پروژه نیز ارزش نمونهکار را بیشتر میکند.
یادگیری طراحی و توسعه API چقدر زمان میبرد؟
برای یادگیری مفاهیم اصلی، پیادهسازی یک API ساده و تمرین تست و مستندسازی، حدود ۶۰ ساعت زمان میتواند نقطه شروع مناسبی باشد. زمان مورد نیاز با توجه به زبان برنامهنویسی، تجربه بکاند و پیچیدگی پروژه متفاوت است.
آموزشهای مرتبط در فرادرس
-
آموزش ساخت REST API با دات نت، رست ای پی آی با NET 6.
-
آموزش REST API در لاراول Laravel با بسته Passport
-
آموزش ساخت وب سرویس API با FastAPI در پایتون، مقدماتی + گواهینامه
-
آموزش توسعه API با جنگو نینجا Django Ninja، گامبهگام و عملی (رایگان)
-
آموزش پستمن Postman، ابزار تست ای پی آی API + گواهینامه
-
REST چیست؟ | همه چیز درباره RESTful API، به زبان ساده
-
API چیست؟، به زبان ساده
