API: как применяется программный интерфейс на примерах 6 популярных сервисов

Что такое API

Аббревиатура API расшифровывается как Application Programming Interface и в переводе с английского означает «программный интерфейс приложения».

Почему интерфейс? Это так называемая «прослойка» между двумя приложениями, которая позволяет нескольким утилитам связываться друг с другом без привязки к программной архитектуре, логике и способу обработки данных каждой из них.

API можно встретить:

• в ОС – API помогает программам менять настройки или получать данные из памяти ОС;
• в языках программирования – способствует корректному обмену функциями при соблюдении вызывающей функцией последовательности параметров и типа данных;
• в вебе – помогает сервисам взаимодействовать друг с другом посредством API. Именно это подразумевается при упоминании в вакансиях.

Конечные точки взаимодействия в системе API носят название адреса API. Сюда можно отнести URL-адреса серверов и прочие цифровые местоположения в Сети, которые выступают точками взаимообмена информацией между разными системами. Существует две причины, по которым они очень важны:

1. Производительность. Адреса API могут становиться причиной образования узких мест и влияния на производительность системы. Особенно это касается адресов API с высоким трафиком.
2. Безопасность. Отслеживание API позволяет вовремя выявлять и предотвращать риски, связанные с ненадлежащим использованием и уязвимостью к атакам.

API и JavaScript

На стороне клиента для JavaScript предусмотрено множество API, которые построены с помощью внутренних функций для расширения возможностей при написании кода и не являются частью языка. Условно их делят на две категории:

• Browser APIs или API браузера – являются элементом браузера (встроены в него), могут использовать данные браузера и компьютерной среды для выполнения более сложных действий с ними;
• Third party APIs или сторонние API – не являются частью браузера, информацию о них, как правило, нужно искать самостоятельно в Интернете.

При взаимодействии API, JavaScript и других его средств применяют ряд понятий.

• JavaScript – встроенный в браузер язык программирования сценариев высокого уровня, который позволяет реализовывать различные функции веб-страниц и приложений.
• Библиотеки JavaScript – файлы (один или несколько), которые содержат пользовательские функции и могут прикрепляться к веб-странице для ее ускорения или расширения инструментария для программирования каких-либо опций.
• JavaScript фреймворки (frameworks) – более продвинутые, чем библиотеки. Часть JavaScript (а также CSS, HTML и т. д.), позволяют создавать веб-приложения с нуля.

История развития API

API появился в самом начале развития вычислительной техники, когда еще не было персональных компьютеров. В тот период это была локальная библиотека для конкретной операционной системы, в которой работа API.

Примерно через 30 лет, к 2000-м годам, API-интерфейсы перестали работать исключительно в локальном пространстве и стали неотъемлемой частью удаленной интеграции данных, в т. ч. с Twitter и Facebook.

К концу 2010-х годов открытые API стали распространяться в разных сферах экономики. Так, в 2017 году компанией SWIFT был запущен первый открытый API. В 2020 году количество операций API превысило 2 миллиарда. В 2019 году было проведено исследование, которое показало, что открытые API стали активно внедряться в банковском секторе. В 2021 году технология стала востребована и в сфере безопасности.

Зачем нужен API

Прежде всего для удобства. API упрощает жизнь всем, кто его использует в тех или иных целях. В частности, позволяют:

• поддерживать настольные и большинство веб-приложений;
• создавать мобильные приложения;
• реализовывать программные решения без кода;
• подключать устройства пользователей к Интернету;
• распознавать информацию, которая передается между различными устройствами, приложениями;
• интегрировать повседневную электронику с другими комплексами (дверные замки, автомобили, пользовательские электронные устройства, посудомоечные машины, «умный дом»).

Далее в статье разберем, зачем нужен программный интерфейс разным категориям пользователей.

Программистам и разработчикам

С помощью API разработчик может интегрировать свой продукт с другими инструментами, например, системой отрисовки графики, хранения файлов, воспроизведения аудио и видео. API исключает необходимость писать собственный код для каждого элемента, что делает процесс разработки значительно быстрее и проще.

Программисты заинтересованы в использовании API по ряду причин:

• расширяется инструментарий для работы с программами;
• совершенно разные веб-сервисы могут связываться друг с другом без непосредственного участия их создателей (авторизация через аккаунт стороннего сервиса);
• повышается надежность ПО за счет отсутствия необходимости менять код и разбираться в логике для внедрения мелких опций;
• обеспечивается безопасность данных, которые должны находиться под защитой, в т. ч. защищает от рисков, связанных с человеческим фактором;
• сокращаются сбои и минимизируется риск неработоспособности системы;
• стоимость программного продукта снижается за счет того, что не нужно создавать его с нуля, а можно использовать готовые решения.

Бизнесу

Предприниматели и бизнесмены используют API по следующим причинам:

• просто и удобно осуществлять транзакции;
• безопасность процессов;
• данные о партнерских системах и клиентах интегрированы между собой;
• можно выпускать и развивать свои программы и приложения;
• легче внедрять инновации.

Госструктурам

Используя технологию API, государственные структуры получают возможность:

• быстро осуществлять обмен данными между различными ведомствами;
• удобно взаимодействовать с гражданами;
• получать обратную связь.

Особенности работы современного API

На сегодняшний день API – это товар, который постоянно дорабатывают, повышают его удобство и доступность, обеспечивают поддержку и регулярно выпускают обновления.

Современные API являются промежуточным звеном между взаимодействующими системами и работают следующим образом:

1. Клиентское приложение вызывает API, чтобы отправить запрос и получить информацию. С помощью универсального идентификатора ресурса (URI) Application Programming Interface обрабатывает этот запрос (команду, заголовок, иногда тело запроса) и отправляет на веб-сервер.
2. Получив действительный запрос, API вызывает веб-сервер или внешнюю программу.
3. Сервер обрабатывает запрос и отправляет API ответ, содержащий запрашиваемую информацию.
4. API передает полученные от сервера данные клиентскому приложению, которое их запрашивало.

Спрос разработчиков ПО на Application Programming Interface стимулирует повышение их качества. Отмечаются следующие тенденции в развитии продукта:

1. API постепенно приходят к общему знаменателю относительно форматов – это REST и HTTP, которые используются большинством программистов.
2. Благодаря инкапсуляции API преобразовался из набора строк кода в отдельный программный продукт с долгим сроком поддержки и выпуском новых версий.
3. Качество, безопасность опций, надежность и простота обмена данными между разными приложениями стали ключевыми приоритетами.
4. Создание API вышло на один уровень с созданием приложений и стало включать все этапы разработки: от продумывания идеи до контроля выхода обновлений и выпуска более понятной сопроводительной документации.

Типы API

По сфере применения различают следующие типы API:

• Частные или внутренние – это API организации, используемые только для передачи данных между системами внутри одной компании и решения корпоративных задач. Такие API способствуют отладке бизнес-процессов и снижению расходов.
• Общедоступные или публичные – API с общим доступом, которые может использовать третья сторона. Чаще всего их применяют для продвижения и привлечения внимания к компании или веб-продукту, разработки новых приложений, сервисов, продаж.
• Партнерские – API, доступные исключительно авторизованным партнерам и клиентам для разработки программ и минимизации издержек.
• Составные или сложные – такие API сочетают два и более типов программных интерфейсов для реализации сложных задач и системных требований. От моно API отличаются более высокой производительность.

По типам протоколов различают такие web API, используемые для создания HTTP служб:

• SOAP API. SOAP – Simple Object Access Protocol – простой протокол доступа, который постепенно уходит в прошлое. Обмен сообщениями в SOAP происходит с использованием собственного формата XML.
• RPC API. Remote Procedure Call – удаленный вызов функций. На сервере клиент осуществляет процедуру, после чего сервер перенаправляет клиенту результат.
• REST API. REST – Representational State Transfer – самые гибкие и популярные в Интернете интерфейсы. Сервер получает запрос в виде данных от клиента, использует их для запуска внутренних команд и отправляет обратно выходные данные.
• XML-RPC. Более простой и легковесный протокол, чем SOAP, полагающийся на конкретный формат XML.
• JSON-RPC. Похож на предыдущий протокол, отличается использованием для передачи данных формата JSON вместо XML.
• AMQP API. Advanced Message Queuing Protocol – протокол, который работает на уровне приложений и следует открытым стандартам, может маршрутизировать и ставить в очередь сообщения.
• Websocket API. Современный вариант web API, поддерживающий двустороннюю связь между сервером и клиентами, использующий для обмена данными объекты JSON.
• gRPC. Более новая платформа, чем RPC, с открытым исходным кодом. Может обращаться к физически удаленному серверному приложению напрямую, как к локальному объекту.
• GraphQL. Благодаря языку запросов для API клиент может делать более точные запросы, а разработчик с помощью одного вызова API может получить все необходимые данные.
• Веб-перехватчики (веб-хуки или обратные API). Автоматические сообщения, которые каждый раз, когда происходит событие, отправляются из одной системы в другую.
• API SSE или отправленных сервером событий. Технология позволяет клиенту использовать HTTP-соединение для автоматического получения обновлений.
• API MQTT. Протокол Message Queuing Telemetry Transport очень легкий и хорошо подходит для IoT, позволяет публиковать сообщения и подписываться на них.
• EDI. Electronic Data Interchange существует с 70-х годов и позволяет организовывать электронное общение между предприятиями и документооборот.

Функции API

Перечень доступных опций для конкретного API определяется разработчиком, который включает в него то, что будет полезно для взаимодействия клиента с сервисами. Не существует правил и ограничений на набор функций для API. Методы взаимодействия с интерфейсом и его работу описывают:

• процесс, который с помощью API может выполнять ПО;
• данные, которые для выполнения определенной функции нужно передать API;
• данные, полученные программой в результате обработки с помощью API.

Говоря проще, у нас есть скрытая опция или целый набор таких опций. Внутри них передаваемые данные обрабатываются и передаются. Данный процесс скрывается за счет инкапсуляции.

Как составляется набор функций

Это полностью зависит от разработчика. Существуют стандартные варианты внутреннего устройства API, но каждый разработчик группирует функции по своему усмотрению.

Один специалист группирует интерфейсы по функционалу, например:

• один API для регистрации и авторизации;
• второй API для отчетов, причем для разных отчетов разные функции, которые собираются в общий набор;
• третий API для платежек, для каждого банка отдельная функция.

И так далее.

Некоторые разработчики предпочитают вовсе не группировать, а делают один общий API для всех функций.

Иногда специалисты делают для коробочных продуктов единый API для стандартных функций, а дополнительные – под заказ.

Функции API можно переиспользовать. Это значит, что одна и та же функция может входить в различные наборы.

Основные категории API

Выделяют несколько основных категорий API:

• для работы с загружаемыми в браузер документами, например, DOM;
• для принятия данных с сервера, например, AJAX, Fetch API, XMLHttpRequest;
• для работы с графикой, например, WebGL, Canvas;
• для работы с мультимедиа (аудио, видео), например, OpenAL, DirectSound, DirectMusic;
• для считывания данных с различных устройств (удаленные API);
• для хранения данных, в т. ч. облачного (базы данных), например, IndexedDB API, Web Storage API;
• для операционных систем, например, Windows API, Linux Kernel API, Amiga ROM Kernel, POSIX, OS/2 API;
• для аутентификационных систем, например, PAM, BioAPI;
• веб-API, например, API Pinterest.

Плюсы и минусы

Как использовать API

Если вы собрались использовать API, начать стоит с уже готовых решений. Далее в статье разберем, как их использовать.

1. Выберите API, который подходит для внедрения в ваш бизнес. Искать можно как по направленности (например, Facebook API, YouTube API), так и по стоимости. Так, есть смысл начать с бесплатных интерфейсов и только потом переходить к платным. Когда вы отобрали несколько подходящих на первый взгляд API, просмотрите характеристики каждого и определитесь с конечным вариантом.
2. Изучите документацию по API. Это своего рода руководство по интеграции с API и эффективному ее применению. В документации также обычно есть учебное пособие для разработчиков и примеры использования. Отсюда вы узнаете, как получить ключ, какие данные можно запрашивать с помощью API, как именно отправлять запросы и многое другое.
3. Получите ключ API. Он нужен для идентификации клиента, получения разрешения на доступ, регистрации взаимодействий клиента с API. Есть бесплатные ключи, а где-то придется заплатить некоторую сумму. Так или иначе, для этого понадобится зарегистрироваться в сервисе, после чего вам будет присвоен уникальный идентификатор. В дальнейшем его можно будет аннулировать и получить новый ключ.
4. Напишите первый запрос. Для этого понадобится HTTP-клиент и руководство по API, в котором прописан порядок действий. Также вы можете использовать онлайн-уроки, чтобы научиться формировать те или иные запросы.
5. Подключите к API свое приложение. Этим должен заняться разработчик, который проведет интеграцию с учетом особенностей вашего продукта и выбранного программного интерфейса.

Ключевая задача API – организовать взаимодействие между разными сервисами и программами.

В контексте Интернета API позволяет легко и быстро связаться с другим приложением и получить из него данные. Например, пользователю соцсети можно зарегистрироваться на сайте, используя свой социальный аккаунт.

В партнерском маркетинге API сделал работу программистов значительно легче. Ранее интеграции осуществлялись посредством технологии SaaS, которая предполагала много ручной работы, что замедляло процесс и сказывалось на стоимости услуг. С помощью API удалось ускорить и удешевить этот сектор.

Как создать API

Когда стоит задача создать API, разработчики придерживаются следующего алгоритма действий:

1. Сбор необходимых функций в общий перечень.
2. Планирование параметров, которые должна получить каждая функция и которые будут отправляться в ответ на запросы.
3. Выбор формата, в котором данные будут отправляться и приниматься.
4. Создание прототипа API, чаще всего с применением шаблонного кода.
5. Тестирование API, чтобы убедиться, что интерфейс работает корректно и устойчив к кибератакам.
6. Документирование API для удобства его дальнейшего использования.
7. Вывод API на рынок, где на специализированных площадках разработчики презентуют свои программные интерфейсы.

Как вызывать API

Каждый API имеет техническую документацию, в которой подробно расписано, как и что работает в конкретном интерфейсе. Поэтому универсальной для всех API инструкции по вызову пользователем не существует. Но можно выделить два способа вызова API: прямой и косвенный.

Вызов напрямую

Способ предполагает, что пользователь работает непосредственно с API и его функционалом. Здесь может быть несколько вариаций:

• API вызывает собственные функции по запросу пользователя из интерфейса;
• API вызывает функции другой системы;
• пользователь (чаще – тестировщик) вызывает функции, это возможно даже вручную без графического интерфейса;
• автоматические тесты (роботы) вызывают функции.

Во всех случаях при вызове API напрямую предполагается работа разработчика или программного обеспечения непосредственно с кодом.

Косвенный вызов

В этом случае с API работает пользователь. Каждый юзер так или иначе сталкивается с интерфейсами. Например, опция в браузере Google создания новой вкладки – уже интерфейс, за которым кроется набор функций. Их выполнение приводит к появлению в браузере новой страницы. И это лишь один из многочисленных примеров. Ведь практически любая возможность ПК, которая непонятна далекому от программирования рядовому пользователю, и есть API.

Как тестировать API

Сразу отметим, что под тестированием программного интерфейса имеется в виду проверка не самого API, а корректности работы сервиса с подключением API. Этот процесс называется автотестированием на уровне API.

Различают несколько видов тестирования. Для лучшей наглядности, отобразим их в таблице.

Виды тестирования отображены в таблице в том же порядке, в котором проводятся. Таким образом, документация является финальным этапом тестирования API. По завершении работ тестировщик проверяет и анализирует результаты.

Проблемы создания и использования API

При создании и использовании программных интерфейсов разработчики сталкиваются с некоторыми трудностями. Разберем их подробнее.

• Нехватка времени. Создание и даже использование API может занимать достаточно много времени, если порядок работы с ним и сам запрос специфичный.
• Отсутствие документации. Некоторые разработчики не утруждают себя созданием документации для пользователей, что является источником проблем с использованием API.
• Недостаток знаний. Иногда специалисты нуждаются в более глубоких технических знаниях или знаниях функционала определенных API.
• Дефицит людей. Дополнительные специалисты иногда требуются в команды, где существует дефицит знаний и времени, для расширения командных ресурсов.
• Сложность. Чрезвычайно сложная реализация API может быть существенным препятствием для использования данной технологии.
• Приоритезация заинтересованных сторон. Эти стороны зачастую контролируют персонал, средства и ресурсы, необходимые для реализации проектов API.
• Отсутствие достаточного бюджета. Он зачастую требуется для создания и использования API, но расходуется на другие нужды: обучение, персонал, инструменты и т. д.
• Нереалистичные ожидания заинтересованных сторон. Часто они некомпетентны в технике и не до конца понимают, к чему стремятся прийти, используя API.
• Отсутствие поддержки со стороны руководства и команды. Работать над проектом, который не получает поддержки руководства и других членов коллектива, крайне сложно.
• Недостаток или отсутствие инструментов. Существует масса инструментов, которые помогают в практике разработчиков и ускоряют процесс реализации проектов. Отсутствие доступа к ним может стать препятствием для эффективной работы.

Примеры API

Рассмотрим популярные приложения и сайты, чтобы увидеть, как разработчики с помощью API объединяют их со сторонними сервисами, и как это сказывается на функционале программ.

Часто задаваемые вопросы

Заключение

Программный интерфейс – неотъемлемая часть современных программных продуктов. API связывает разные приложения и сайты, позволяя им мгновенно обмениваться данными без изменения кодов и привлечения разработчиков. Без API большинство онлайн-сервисов разных направленностей перестанут функционируют, т. к. опции станут недоступными. Вебмастеры могут использовать чужие веб-продукты, подключив нужные API, или создавать собственные интерфейсы и делиться ими с другими.