معرفی کامل API یا رابط برنامه نویسی کاربردی

رابط‌های برنامه‌نویسی می‌توانند به صورت وب (مانند RESTful API)، رابط‌های سیستم عامل (مانند API های ویندوز)، رابط‌های کتابخانه (مانند API برنامه نویسی زبان‌های مختلف) باشند.

این رابط‌ها معمولاً درخواست‌هایی مانند، دریافت داده، ارسال داده، اجرای عملکردها و تعامل با سیستم را ایجاد می‌کنند. آن‌ها معمولاً با استفاده از پروتکل‌های مشخصی مانند HTTP (برای رابط‌های وب) یا پروتکل‌های دیگر ارتباط برقرار می‌کنند.

به‌عنوان مثال، شما ممکن است از یک API بانکی یا برنامه‌های مکان‌یابی در طول روز استفاده کنید که همگی به این رابط مهم و پرکاربرد متصل می‌شوند. پیشنهاد می‌کنم تا انتهای این مطلب با ما همراه باشید تا در مورد کاربردهای این رابط برنامه نویسی اطلاعات دقیق‌تری در اختیار شما قرار بدهیم.

API به زبان ساده

رابط برنامه‌نویسی برنامه (Application Programming Interface) یا API راهی برای گفتگوی دو نرم‌افزار با یکدیگر است. در واقع این درگاه مانند یک پیام‌رسان است که پیام‌ها را بین دو نفر منتقل می‌کند.

API‌ها کاربردهای فراوانی در فناوری‌های جدید و دنیای مدرن دارند. به عنوان مثال، هنگامی که از یک برنامه نمایش وضعیت آب‌و‌هوا در موبایل خود استفاده می‌کنید، برنامه از یک API برای دریافت آخرین داده‌های آب و هوا از یک سرویس هواشناسی استفاده می‌کند. هنگامی که از یک برنامه تاکسی استفاده می‌کنید، برنامه از یک API برای برقراری ارتباط با سرور‌های شرکت برای درخواست تاکسی استفاده می‌کند.

API‌ها را می‌توان برای انجام کار‌های مختلف استفاده کرد، به عنوان مثال:

• داده‌ها را از سرویس دیگری مانند داده‌های هواشناسی، مقالات خبری یا اطلاعات محصول دریافت کنید.
• داده‌ها را به سرویس دیگری ارسال کنید، مانند ارسال یک پیام در رسانه‌های اجتماعی یا ارسال پرداخت به یک فروشگاه آنلاین.
• سرویس دیگری را کنترل کنید، مانند راه‌اندازی یا توقف سرور یا ارسال فرمان به یک ربات.

API‌ها ابزار قدرتمندی هستند که می‌توان از آن برای ساخت انواع برنامه‌های کاربردی نوآورانه استفاده کرد. آن‌ها استفاده از داده‌ها و خدمات شرکت‌های دیگر را بدون نیاز به اختراع مجدد چرخ برای توسعه‌دهندگان آسان می‌کنند.

به عنوان یک مثال ساده برای درک عملکرد API می‌توان به مورد زیر اشاره کرد.

در اینجا یک تشبیه ساده برای کمک به درک API‌ها وجود دارد:

تصور کنید در یک رستوران هستید و می‌خواهید غذا سفارش دهید. شما نمی‌توانید به سادگی به آشپزخانه بروید و خودتان شروع به آشپزی کنید. در عوض، باید به گارسون بگویید که می‌خواهید چه بخورید. سپس گارسون به آشپزخانه می‌رود و به سرآشپز می‌گوید چه چیزی بپزد. سپس آشپز غذا را می‌پزد و پیشخدمت آن را برای شما برمی‌گرداند.

پیشخدمت در این قیاس مانند یک API است. به عنوان یک پیام‌رسان بین شما و سرآشپز عمل می‌کند. این واسطه به شما امکان می‌دهد بدون نیاز به رفتن به آشپزخانه با سرآشپز ارتباط برقرار کنید.

به همین ترتیب، API‌ها به دو نرم‌افزار اجازه می‌دهند تا بدون اطلاع از عملکرد درونی یکدیگر، با یکدیگر ارتباط برقرار کنند. این امر ساخت برنامه‌های پیچیده را بدون نگرانی در مورد جزئیات برای توسعه‌دهندگان آسان‌تر می‌کند.

نحوه عملکرد API

عملکرد این رابط به شرح زیر است:

1-درخواست (Request):

در ابتدا، برنامه‌نویس یک درخواست ارسال می‌کند تا با سرویس مورد نظر ارتباط برقرار کند. این درخواست ممکن است شامل مواردی مانند اطلاعات ورودی و دیگر پارامترها باشد.

2- پردازش در سرور:

سرویس دریافت کننده درخواست، آن را پردازش می‌کند. این شامل اعتبارسنجی درخواست، بررسی دسترسی و صلاحیت کاربر، اجرای عملیات مورد نظر و دسترسی به داده‌های مورد نیاز است.

3-پاسخ (Response):

 سرویس دریافت کننده یک پاسخ به درخواست ارسال می‌کند. این پاسخ معمولاً شامل اطلاعات خروجی است که برنامه‌نویس می‌تواند آن را استفاده کند. پاسخ ممکن است شامل کدهای وضعیت HTTP (مانند پاسخ404 برای یافت نشدن اطلاعات)، داده‌های مورد نیاز و سایر اطلاعات مرتبط با درخواست باشد.

4-پردازش در برنامه:

برنامه‌نویس در برنامه خود پاسخ را دریافت کرده و پردازش می‌کند. این شامل تجزیه و تحلیل پاسخ، استخراج اطلاعات مورد نیاز و اجرای عملیات بعدی است.

معمولاً در API، از پروتکل HTTP برای ارسال و دریافت درخواست‌ها و پاسخ‌ها استفاده می‌شود. درخواست‌ها می‌توانند از طریق متدهای HTTP مانند GET، POST، PUT و DELETE ارسال شوند. همچنین، برای ارسال داده‌های ورودی و دریافت داده‌های خروجی از فرمت‌های متداولی مانند JSON یا XML استفاده می‌شود.

از آنجا که API معمولاً استفاده‌های مختلفی دارند، می‌توانند دارای مدل‌های متنوعی باشند، مانند RESTful API که بر اساس معماری REST استوار است، یا GraphQL که یک زبان استعلام قدرتمند برای درخواست داده‌ها است.

معرفی کامل API یا رابط برنامه نویسی کاربردی

با استفاده از API، برنامه‌نویسان می‌توانند به منابع و سرویس‌های دیگر دسترسی پیدا کنند، داده‌ها را به اشتراک بگذارند و از قابلیت‌های سیستم‌ها استفاده کنند. به مثال زیر توجه کنید:

فرض کنید شما یک برنامه‌نویس هستید و قصد دارید از API توابع جغرافیایی برای دریافت موقعیت جغرافیایی یک آدرس خاص استفاده کنید. در این صورت، شما یک درخواست به API ارسال می‌کنید که شامل آدرس مورد نظر باشد. سرویس دریافت کننده درخواست، آدرس را دریافت و پردازش می‌کند که شامل تجزیه آدرس، جستجو در پایگاه داده‌های مکانی و یا ارتباط با سرویس‌های جغرافیایی ممکن است. در نهایت، سرویس پاسخی را با اطلاعات موقعیت جغرافیایی مربوطه به شما ارسال می‌کند.

برنامه‌نویس در پاسخ، اطلاعات موقعیت جغرافیایی را دریافت می‌کند و می‌تواند آن را در برنامه خود مانند نمایش روی نقشه گوشی هوشمند استفاده کند.

مزایای استفاده از API

استفاده از Application Programming Interface دارای مزایای بسیاری است که به برنامه‌نویسان و توسعه‌دهندگان کمک شایانی می‌کند. در ادامه به برخی از این مزایا اشاره می‌کنیم:

۱-انعطاف‌پذیری

با استفاده از API، برنامه‌نویسان می‌توانند به منابع و سرویس‌های دیگر دسترسی پیدا کنند و از قابلیت‌های آن‌ها بهرمند شوند.

۲-اشتراک گذاری داده

 با استفاده از API، می‌توانید داده‌های خود را با سایر برنامه‌ها و سرویس‌ها به اشتراک بگذارید تا از این طریق  برنامه‌های مختلف را به یکدیگر متصل کرده و از تبادل داده بین آن‌ها استفاده کنید.

۳-افزایش سرعت توسعه

 با استفاده از API، شما نیازی ندارید که عملیات و قابلیت‌های پایه را از ابتدا پیاده‌سازی کنید. به جای آن، می‌توانید از سرویس‌ها و رابط‌های موجود استفاده کنید و در فرآیند توسعه برنامه سرعت عمل بیشتری داشته باشید.

۴- توسعه تیمی

 استفاده از API می‌تواند هماهنگی و همکاری بین اعضای تیم را بهبود ببخشد. با استفاده از این رابط کاربردی، اعضای تیم می‌توانند به‌راحتی با یکدیگر در توسعه و ادغام قسمت‌های مختلف برنامه همکاری کنند.

۵- بهبود تجربه کاربری

می‌توانید امکانات و قابلیت‌های جدید را به برنامه‌ها و سرویس‌ها اضافه کنید.

۶-ایمنی و امنیت

از طریق رابط اینترفیس می‌توانید سیاست‌های امنیتی را پیاده‌سازی کرده و کنترل دسترسی به داده‌ها را مدیریت کنید و از حفاظت اطلاعات مهم خود اطمینان حاصل کنید. در بخش‌های بعدی در مورد امنیت و حفظ حریم شخصی کاربر در این حوزه اطلاعات بیشتری در اختیار شما قرار خواهیم داد.

۷- انتزاعی‌سازی

درواقع می‌توانید بخش‌های مختلف برنامه را به‌صورت ماژولار و مستقل از یکدیگر پیاده‌سازی کنید. این امر باعث می‌شود که تغییرات در یک بخش از برنامه تأثیر کمتری بر سایر بخش‌ها داشته باشد.

۸-آسانی استفاده و یادگیری

معمولاً با استفاده از استانداردها و روش‌های طراحی منطقی ارائه می‌شوند که باعث می‌شود برنامه‌نویسان به راحتی با آن‌ها کار کنند. این استانداردها شامل نام‌گذاری مناسب، مستندسازی جامع برای ورودی و خروجی API است.

۹- ارتباط و ادغام سیستم‌ها

شما می‌توانید سیستم خود را با سایر سیستم‌ها، سرویس‌ها و برنامه‌ها ادغام کنید درواقع این امکان را فراهم می کند تا به جای اینکه همه چیز را از ابتدا پیاده‌سازی کنید؛ اطلاعات را به صورت زنده به اشتراک بگذارید، عملیات مشترک را انجام دهید و از قابلیت‌ها و منابع سیستم‌های دیگر استفاده کنید.

۱۰-توسعه برنامه‌های مبتنی بر پلتفرم

رابط برنامه نویسی راه حلی مناسب برای توسعه پلتفرم‌های مختلف طراحی است و در اصل به شما این امکان  را می‌دهد تا برنامه خود را برای سیستم‌عامل‌های مختلف، زبان‌های برنامه‌نویسی مختلف و فناوری‌های متنوع مورد استفاده قرار دهید.

بررسی امنیت و حفظ حریم خصوصی در API

امنیت سیستم API، برای حفاظت از اطلاعات و منابع مربوط به سرویس‌های پاسخ‌دهنده بسیار حائز اهمیت است. برای ایجاد امنیت در ارتباط بین برنامه درخواست‌کننده و سرویس پاسخ‌دهنده از لایه‌های امنیتی استفاده می‌شود.

۱-احراز هویت (Authentication)

برای اطمینان از هویت و اعتبار درخواست‌کننده، احراز هویت لازم است و می‌تواند از طریق استفاده از توکن‌های امنیتی، اعتبارنامه‌های کاربری (نام کاربری و رمز عبور)، گواهی‌نامه‌ها و سایر روش‌های احراز هویت صورت بگیرد.

۲- مجوزها و کنترل دسترسی

 پس از احراز هویت، سیستم باید بررسی کند که درخواست‌کننده مجوز لازم برای دسترسی به منابع مورد نظر را دارد یا خیر. این مجوزها می‌توانند براساس نقش کاربری، سطح دسترسی و سایر سیاست‌های تعیین شده توسط سیستم تعیین شوند.

۳- رمزنگاری (Encryption)

از رمزنگاری برای محافظت از اطلاعات حساس در طول ارتباط استفاده می‌شود. اطلاعاتی که بین برنامه درخواست‌کننده و سرویس پاسخ‌دهنده منتقل می‌شوند، باید به صورت رمزنگاری شده باشند تا در صورت رسیدن به دست اشخاص غیرمجاز، قابل فهم نباشند.

۴- حفاظت در برابر حملات امنیتی (Security Attacks)

سیستم API باید مقاوم در برابر حملات امنیتی باشد و شامل استفاده از روش‌های مانیتورینگ و شناسایی تهدیدات، استفاده از فایروال‌ها، محدود کردن دسترسی‌ها و سایر مکانیزم‌های مرتبط است.

۵- حفاظت از حریم خصوصی (Privacy)

در صورتی که اطلاعات حساس کاربران در ارتباط با API (رابط برنامه نویسی کاربردی) ارسال می‌شود، باید تدابیر لازم برای حفاظت از حریم خصوصی این اطلاعات اتخاذ شود. مدیریت مجوزهای دسترسی به داده‌ها، استفاده از روش‌های رمزنگاری، محدود کردن دسترسی به اطلاعات حساس و انجام عملیات حذف داده‌های غیرضروری شامل این موارد می‌شود.

۶- مانیتورینگ و ثبت رویدادها (Monitoring and Logging)

برای تشخیص و ردیابی هرگونه فعالیت مشکوک یا حمله امنیتی، مانیتورینگ و ثبت رویدادها لازم است. این مسئله شامل ثبت لاگ‌ها، بررسی فعالیت‌های ناشناس و ارائه گزارش‌های امنیتی می‌شود.

۷- برخورد با حملات و رفع آسیب‌پذیری‌ها

برای حفظ امنیت سیستم API، باید به‌طور مداوم به حملات امنیتی پاسخ داده شود و آسیب‌پذیری‌های احتمالی رفع شوند. کارهای مهمی که اغلب باید انجام بگیرد؛ به‌روزرسانی نرم‌افزارها، استفاده از مکانیزم‌های تشخیص نفوذ و اعمال به‌روزرسانی‌های امنیتی است.

انواع مختلف API

API (رابط برنامه نویسی کاربردی) می‌توانند بر اساس معماری و دامنه استفاده، طبقه‌بندی شوند.

1-:REST (Representational State Transfer)

RESTful API یک الگوی معماری است که برای ارتباط بین سیستم‌ها استفاده می‌شود. RESTful API  بر اساس اصول REST طراحی شده و از معماری وب استفاده می‌کند و براساس متدهای HTTP مانند GET، POST، PUT و DELETE برای ارسال و دریافت داده‌ها استفاده می‌شوند.

 2-:SOAP (Simple Object Access Protocol)

SOAP API نیز یک پروتکل برای ارتباط بین سیستم‌ها است. رابط‌های SOAP بر روی پروتکل HTTP یا HTTPS عمل کرده و برای تبادل داده‌ها از XML استفاده می‌کنند. فرمت داده‌ها توسط Web Services Description Language تعریف می‌شود و پیام‌ها با استفاده از Envelope، Header و Body ساخته می‌شوند.

3-:GraphQL

GraphQL API یک زبان استعلام قدرتمند برای درخواست داده در سرویس‌های وب است. در مقابل RESTful API که داده‌ها را از منابع مختلف دریافت می‌کند، در GraphQL API، کلاینت می‌تواند دقیقاً داده‌هایی را که نیاز دارد درخواست کند. به این ترتیب، کارایی شبکه بهبود می‌یابد و ترافیک غیرضروری روی سرور کاهش می‌یابد. فرمت داده‌های بازگشتی از این نوع API می‌تواند JSON یا دیگر فرمت‌هایی باشد که توسط سرور تعریف شده است.

4-: gRPC (Google Remote Procedure Call)

gRPC API یک سیستم ارتباطی است که بر روی پروتکل HTTP/2 عمل می‌کند. با استفاده از پروتکل  Protocol Buffers، این نوع API قابلیت ارسال و دریافت داده‌های سریع و کارایی بالا را فراهم می‌کند. gRPC معمولاً برای ارتباط بین سرویس‌های میکروسرویس استفاده می‌شود.

5-: WebSocket

WebSocket API یک پروتکل ارتباطی است که به برقراری ارتباط دوطرفه و پیوسته بین کلاینت و سرور کمک می‌کند. WebSocket برای ارتباطاتی مانند چت آنلاین، بروزرسانی‌های زنده استفاده می‌شود.

6-: OAuth (Open Authorization)

یک پروتکل مجوزدهی است که برای ارتباط بین سرویس‌های وب مختلف استفاده می‌شود. OAuth به کاربران اجازه می‌دهد بدون ارائه رمز عبور خود، دسترسی به منابع و سرویس‌های مختلف را به اشتراک بگذارند. با استفاده از OAuth API، برنامه‌ها می‌توانند از اعتبارنامه‌های کاربران در سرویس‌های دیگر استفاده کنند، بدون آنکه دسترسی کامل به اطلاعات کاربر را داشته باشند.

7-:Streaming API

Streaming به کاربران امکان می‌دهند تا داده‌ها را به صورت پیوسته دریافت کنند. این نوع API برای برنامه‌هایی که نیاز به دریافت داده‌های جاری و به روز دارند، مفید است. به عنوان مثال، شبکه‌های اجتماعی می‌توانند از Streaming API برای ارسال به روزرسانی‌ها، مانند توییت‌ها یا پست‌ها، به کاربران خود استفاده کنند.

این تنها چند نوع از API های موجود هستند و هر کدام برای موارد و استفاده‌های مختلفی طراحی شده‌اند. انتخاب نوع API مناسب بستگی به نیازها و محیط اجرای برنامه دارد.

کاربرد API (رابط برنامه نویسی کاربردی) در زندگی روزمره

برای درک بهتر کاربرد رابط‌های برنامه نویسی در زندگی روزمره، در ادامه چند موضوع پرکاربرد را مورد بررسی قرار می‌دهیم.

1-پرداخت آنلاین:

Application Programming ، امکان پرداخت امن و آسان را برای فروشگاه‌ها و سایت‌های تجاری فراهم می‌کنند تا با استفاده از درگاه‌های پرداخت مانند PayPal، Stripe یا Braintree، تراکنش‌های مالی را انجام دهند.

2-سرویس‌های ابری:

سرویس‌های ابری امکاناتی را مانند ذخیره سازی، پردازش، ارسال ایمیل و مدیریت داده‌ها را فراهم می‌کنند. به توسعه دهندگان اجازه می‌دهند تا  مانند Amazon Web Services (AWS)، Microsoft Azure یا Google Cloud به امکانات و خدمات ابری دسترسی پیدا کنند.

3-شبکه‌های اجتماعی:

API شبکه‌های اجتماعی مانند Facebook، Twitter و Instagram امکان اتصال به شبکه‌های اجتماعی و ارسال و دریافت داده‌ها را فراهم می‌کنند تا شبکه‌های اجتماعی، ویژگی‌هایی مانند ورود با استفاده از اکانت ، دریافت پروفایل کاربران، اشتراک گذاری محتوا و دسترسی به داده‌های اجتماعی را پیاده سازی کنند.

4-سرویس‌های مکان‌یابی:

 سرویس‌های مکان‌یابی مانند Google Maps امکان نمایش نقشه‌ها، جستجوی مکان‌ها، مسیریابی و اطلاعات ترافیک را فراهم می‌کنند تا ویژگی‌هایی مانند نمایش نقشه در برنامه‌ها، دریافت مکان کاربران، محاسبه مسافت و زمان سفر و اطلاعات مکانی مورد نیاز را ارائه دهند.

سخن پایانی

 API تأثیر قابل توجهی در زندگی روزمره ما دارد. در واقع، بسیاری از فعالیت‌های روزانه ما بدون اینکه از آن آگاه باشیم، با استفاده از API (رابط برنامه نویسی کاربردی) انجام می‌شود.

شاید برای شما هم این سوال پیش بیاید که نقطه پایان API کجاست؟ API هیچ پایانی ندارد، بلکه توسعه و تغییر می‌پذیرد و این به دلیل تحولات مداوم در فناوری و نیازهای کاربران است. API معمولاً توسط سازمان‌ها و شرکت‌ها ایجاد و به روزرسانی می‌شوند تا امکان ارتباط و تعامل بین سرویس‌ها و برنامه‌های مختلف را فراهم کنند.

با گسترش فناوری‌ها و ظهور تکنولوژی‌های جدید، نیازمندی‌ها و قابلیت‌های جدیدی به API اضافه می‌شود.

با این حال، این تغییرات و به روزرسانی‌ها به طور کلی به تحول صنعت فناوری اطلاعات و نیازهای کاربران برمی‌گردد و فناوری API (رابط برنامه نویسی کاربردی) همچنان باقی خواهد ماند.