优化 API 架构的基本策略
为什么 API 架构如此重要？您如何才能在架构上脱颖而出？当您尝试改进现有 API 或编写新 API 时，这是一个重要的问题。在本文中，我们将创建一个高级路线图，帮助您了解 API 架构的基础知识，从 API 网关和数据管理到 RESTful 和 GraphQL 等架构风格。我们将研究增强可扩展性和安全性的最佳实践，并仔细研究支持强大 API 开发的工具。无论您是新手还是经验丰富的开发人员，本指南都是量身定制的，可帮助您应对创建和改进 API 架构的复杂性。让我们首先看看为什么 API 架构决策很重要。
API 架构的重要性
现代软件生态系统严重依赖 API 及其底层 API 架构。高效设计的 API 架构可促进各种软件系统之间的顺利集成，保证可扩展性和性能，并促进模块化和可重用的应用程序开发。它就像指导软件系统构建的蓝图，规划出 API 组件和软件组件的结构和交互。
API 图是此架构的可视化表示。通过能够可视化当前状态或未来状态的 API 架构，您将更容易理解和优化它。特别是 API 图可以提供系统特定方面的重点视图，而组件图则提供对整体结构的更广阔视角。此外，序列图可以帮助按时间顺序可视化组件之间的交互。这些不同类型的可视化可以帮助更有效地设计和构建 API。
API 在现代应用程序中的作用
API（包括 Web API）充当连接器，将各种在线和离线系统和服务统一起来。随着软件开发界致力于构建分布式系统，API 已变得无处不在。API 支持系统之间的数据传输，实现应用程序之间的无缝数据交换，公开其他应用程序的功能，并与数据源建立连接。简而言之，API 为现代数字空间中的一切提供支持。
API 的覆盖范围还严重影响着世界上使用最广泛的资源之一：移动设备。在移动应用程序中，应用程序编程接口 (API) 可以与其他应用程序和服务无缝集成，从而增强应用程序的功能和效率。作为这些接口的一个子集，事件驱动 API 进一步提高了应用程序的响应能力。如果没有 API，现代 Web 和移动应用程序开发就不可能实现。
对业务成功的影响
断言精心设计的 API 架构可以彻底改变企业，这并不夸张。有了正确的 API 架构，它可以带来许多新的机会，例如：
- 开辟新的收入渠道
- 扩大品牌影响力
- 实现数据货币化
- 建立有利可图的合作伙伴关系
- 增强客户体验
- 降低开发成本
精心设计的 API 架构还可以缩短开发时间，因为这样可以促进多个项目之间的代码重用，最大限度地减少冗余，并节省时间和资源。在追求新的 API 相关业务用例时，开发 API 的速度越快，维护起来就越容易，这会非常有利。
API 架构的关键组件
与所有复杂系统一样，API 架构由关键组件组成，这些组件共同构成一个强大而高效的系统。这些组件包括 API 网关、API 设计和契约以及数据管理和集成。每个组件在 API 系统的整体功能中都发挥着特定的作用，有助于提高其效率、可扩展性和安全性。
API 网关
将 API 网关视为 API 生态系统的守门人。它执行以下功能：
- 根据 URL 和内容将请求路由到适当的微服务
- 使客户端能够通过一次往返从多个服务检索数据
- 通过最小化请求数量来减少开销
它还通过在定义的生存时间 (TTL) 持续时间内存储和提供端点响应来促进缓存，从而提高响应速度并减少网络开销。API 网关通常通过 API 管理平台提供，允许用户通过增强的安全性或通过自动负载平衡实现扩展来轻松增强其 API。对于希望实现强大 API 架构的组织来说，API 网关是必不可少的。
API设计和契约
将 API 设计和契约视为 API 的蓝图。它们对于定义 API 的结构、行为和交互至关重要。经过深思熟虑的设计和 API 契约可确保开发人员在使用 API 时具有一致性和易用性。在设计 API 时，开发人员应考虑用户的期望，并与潜在的 API 使用者进行仔细的规划和协作。
数据管理和集成
数据管理和集成是确保 API 机器平稳运行的关键。它们涉及：
- 处理 API 架构内的数据流、存储和处理
- 管理数据访问、安全和治理
- 维护各种系统和应用程序之间的数据完整性和一致性。
对于处理任何类型的数据读取或写入的 API，您需要确保底层基础架构不会遇到并发问题。您还应确保在控制和管理数据访问时可以利用 API 层中使用的身份验证和授权。这些因素是维护数据完整性和安全性的关键。
流行的 API 架构风格
说到 API 架构风格，没有一种万能的架构风格。不同的架构风格具有不同的优势，适用于不同的用例。当谈到 Web API 时，许多人会自动想到 REST API。尽管它们是最受欢迎的类型，但其他一些流行的 API 架构风格包括：
每种风格都有独特的特点和优势，适用于特定的用例。有些风格适用范围更广，而有些风格则更专业。让我们更详细地了解一下。
REST 风格的 API
REST API 可比作 API 架构风格中的瑞士军刀。REST API 简单、无状态且可扩展，适用于许多 Web 和移动应用程序。RESTful API 的一个关键特征是它们依赖于 HTTP 标准，这使它们不受格式限制，并允许使用 XML、JSON 或 HTML 交换数据。总体而言，RESTful API 是大多数构建 API 的开发人员的首选，因为它们受到广泛支持，并且有大量支持构建它们的技术。
GraphQL API
GraphQL 是 API 领域的一个相对较新的技术，由于其在获取数据方面的灵活性和效率而越来越受欢迎。它允许客户端只请求所需的数据，从而减少对所请求数据的过度获取和不足。这使得它成为效率和性能是关键考虑因素的应用程序的绝佳选择。由于这项技术仍然相对较新，因此它的采用率一直在缓慢增加，支持它的框架和技术也是如此。
SOAP 接口
对于 RESTful API 流行之前就已存在的组织，SOAP API 是一种经过实践检验且被广泛采用的架构风格。SOAP 是 REST 成为王者之前最流行的风格之一，它提供了一种标准化协议，用于在 Web 服务应用程序中交换结构化信息。它对于需要结构化通信和管理复杂数据结构和事务的应用程序特别有益。尽管 SOAP 已逐渐变得不那么常见，但许多传统公司仍在构建和维护 SOAP 服务。
gRPC API
gRPC API 是 Google 开发的现代高性能开源框架，因此缩写为“gRPC”，代表 Google 远程过程调用。它使用远程过程调用实现微服务之间的高效通信，使用协议缓冲区进行序列化并支持多种编程语言。它对于需要高效、可扩展且可靠的服务间通信的应用程序尤其有益。
设计 API 架构的最佳实践
设计一个称职且高效的 API 架构是一项相当复杂的任务。它需要仔细规划、深思熟虑的设计，并遵守各种最佳实践。这些最佳实践包括注重简单性和灵活性、优先考虑安全性和身份验证，以及确保可扩展性和性能。让我们深入了解其中一些最佳实践。
简单灵活
简单性和灵活性是 API 设计的关键因素。简单的 API 便于开发人员理解、采用和维护。同时，灵活的 API 可以适应不断变化的需求，使其具有可扩展性和面向未来性。确保 API 在这两个因素之间取得平衡是确保 API 使用者可以轻松理解 API 并确保其能够处理各种用例的最佳方法。
安全和身份验证
任何关于 API 设计的讨论，如果不解决安全性和身份验证问题，都是不完整的。保护敏感数据并确保只有授权用户才能访问 API 至关重要。这涉及实施强大的身份验证机制，确保数据传输安全并防止攻击。大多数情况下，这可以在 API 网关级别轻松统一地实现。开发人员可以使用成熟的身份提供商（例如 Okta 或 Auth0）来保护 API，并采用其他安全措施来确保遵守数据治理。
可扩展性和性能
精心设计的 API 架构以其高效扩展和处理请求的能力而著称。这可以归结为几个因素：代码、基础设施和缓存。首先，代码应以高性能编写。这可能意味着利用用于开发 API 的语言/框架中提供的各种线程策略和其他工具。接下来，确保正确配置基础设施，以确保服务器可以处理负载，最好具有自动扩展功能，以适应可能影响可用性的任何流量高峰。最后，使用缓存技术来增强 API 的性能。许多工具（包括 API 网关）都具有可以帮助高效轻松实现这一点的机制。
API 架构的工具和框架
设计、测试和记录 API 架构这一复杂任务需要一套工具和框架。幸运的是，这些工具非常丰富，而且通常易于设置和使用。让我们仔细看看吧！
统一建模语言 (UML)
统一建模语言 (UML) 是一种用于对软件系统进行建模的标准化可视化语言。它提供了一套通用词汇表和一套图表绘制技术（包括 UML 图），用于可视化和理解复杂系统（例如 API 架构）。有些人在规划 API 时也可能使用这些工具来构建序列图。
Swagger/OpenAPI
Swagger/ OpenAPI提供了描述、生成和使用 RESTful API 的规范。它通过为各个利益相关者建立统一的框架来开发、管理和使用 API，从而简化了 API 设计和文档。
Postman
Postman是一款流行的 API 开发、测试和协作工具。它支持各种 API 协议和格式，是 API 开发人员和测试人员的多功能工具。
SoapUI
SoapUI是一款专为 SOAP 和 RESTful API 设计的测试工具。它提供功能、安全性和性能测试功能，是一款全面的 API 测试工具。
Stoplight
Stoplight是一个用于 API 设计、文档编制和测试的平台。它专注于协作和标准化，是从事 API 开发的团队的强大工具。
Insomnia
Insomnia由Kong拥有，是一款用于测试和调试 API 的多功能 API 客户端。它支持多种协议和身份验证方法，是一款多功能的 API 测试工具。
概括
总之，设计和实施有效的 API 架构是一项复杂但关键的任务。它需要了解 API 架构的重要性，识别其关键组件，遵循最佳实践，并利用正确的工具和框架。借助精心设计的 API 架构，企业可以提高其软件系统的效率、可扩展性和安全性，最终推动业务成功和增长。
文章来源：Essential Strategies for Optimizing Your API Architecture
