REST API - Erstellung eines praktischen Webdienstes

Im Jahr 2000 wurde ein neuer Standard für die Interaktion zwischen Clients und Servern auf dem Gebiet der Software-Schnittstellenarchitektur entwickelt. Er wurde REST genannt. Der Hauptinitiator dieses Konzepts war Roy Fielding, einer der Entwickler des HTTP-Protokolls. In der heutigen Welt wird die REST-API ein immer beliebteres Werkzeug für den Datenaustausch, das eine effektive Interaktion zwischen allen Arten von Anwendungen ermöglicht.

Eine RESTful API ist eine Liste von Grundsätzen und Regeln zur Organisation der Interaktion zwischen einem Client und einem Server. Sie ermöglicht es Entwicklern, leicht veränderbare und skalierbare Webanwendungen zu erstellen. Der Grundgedanke von REST besteht darin, Ressourcen darzustellen, die über eindeutige URI-Kennungen zugänglich sind, und sie mit Standard-HTTP-Methoden zu bearbeiten.

Grundlegende Konzepte von REST-APIs

Was ist eine API? Es handelt sich um eine Schnittstelle, über die verschiedene Programme miteinander kommunizieren können. Sie definiert, wie Anfragen gestellt und welche Antworten empfangen werden können. API dient als Grundlage für die Integration verschiedener Systeme und ist ein grundlegender Bestandteil der aktuellen Anwendungsentwicklung.

Was ist REST? Es handelt sich um einen Architekturstil, der auf Prinzipien beruht, die die Anwendung von Webdiensten bequem und leicht verständlich machen. Er basiert auf HTTP-Protokollen und verwendet Standardmethoden, die wir im Folgenden näher erläutern werden. Jede über die API verfügbare Ressource hat einen eigenen eindeutigen Bezeichner (URI), der den Zugang zu ihr erleichtert.

Funktionsprinzipien der REST-API

Die wichtigsten davon sind:

1. Client-Server. Die Trennung von Client- und Server-Teilen erleichtert die unabhängige Entwicklung und Änderung auf beiden Seiten.
2. Nicht-Stationarität. Der Server speichert den Zustand der Client-Anfragen nicht, was jede Anfrage unabhängig und autark macht.
3. Caching. Die Möglichkeit, Antwortdaten zwischenzuspeichern, trägt zur Verbesserung der Anwendungsleistung bei, indem die Anzahl der wiederholten Anfragen an den Server reduziert wird.
4. Einheitliche Schnittstelle. Sie vereinfacht die Interaktionen und macht Systeme durch die Verwendung von Standardelementen berechenbarer.
5. Mehrschichtiges System. Die Architektur kann aus mehreren Schichten bestehen, die jeweils für bestimmte Aspekte des Systems zuständig sind. Dies erhöht die Sicherheit und Verwaltbarkeit.
6. Code auf Abruf. Dieser Code wird an den Client weitergegeben, um die Fähigkeiten der Anwendung zu verbessern.

Vorteile der REST-API

Die Verwendung dieses Tools bietet viele Vorteile.

1. Skalierbarkeit. Durch die Trennung von Client- und Serverkomponenten kann die Anwendung leicht skaliert werden.
2. Flexibel. REST API unterstützt eine Vielzahl von Programmiersprachen und Plattformen und ermöglicht die Integration verschiedener Systeme.
3. Leistung. Die Verwendung von Caching verbessert die Antwortgeschwindigkeit und reduziert die Serverlast.
4. Sicherheit. Die mehrstufige Systemarchitektur erhöht die Sicherheit, da kritische Ressourcen isoliert werden können.

Trotz der offensichtlichen Vorteile von REST sind auch andere Technologien wie SOAP und GraphQL auf dem Markt. Während erstere in speziellen Anwendungen eingesetzt wird und eigene Funktionen bietet, wird letztere von Facebook entwickelt. GraphQL ist eine Alternative zu REST. Sie ist eher für große Projekte geeignet.

Wie funktioniert die REST-API?

Der Prozess der Interaktion zwischen Client und Server lässt sich in mehrere Phasen untergliedern:

1. Senden einer Anfrage. Der Client sendet Daten an den Server und formatiert sie entsprechend der API-Dokumentation.
2. Authentifizierung. Der Server prüft die Zugriffsberechtigung des Clients. Falls die Authentifizierung nicht erfolgreich ist, wird der Fehler 403 zurückgegeben.
3. Bearbeitung der Anfrage. Nach erfolgreicher Authentifizierung empfängt der Server die Anfrage, führt die notwendigen Manipulationen durch und erstellt die Antwort.
4. Rückgabe der Antwort. Der Server sendet eine Antwort an den Client. Sie enthält den Status der Befehlsausführung und die angeforderten Daten.

HTTP-Methoden in der REST-API

Die klassischen HTTP-Methoden werden für die Arbeit mit Ressourcen verwendet:

• GET: Wird verwendet, um Daten abzurufen (z. B. gibt GET /cities eine Liste von Städten zurück);
• POST: Wird verwendet, um neue Ressourcen zu erstellen (z. B. POST /istanbul fügt ein neues Café in Istanbul hinzu);
• PUT: Wird verwendet, um bestehende Ressourcen zu aktualisieren (z. B. PUT /cities ändert die Liste der Städte);
• DELETE: Wird zum Löschen von Ressourcen verwendet (z. B. DELETE /istanbul löscht ein Café in Istanbul).

Jede HTTP-Anfrage gibt einen Statuscode zurück, der das Ergebnis der Operation angibt. Ein Code, der mit 2 beginnt, zeigt die erfolgreiche Ausführung an, während Codes mit 4 oder 5 auf Fehler hinweisen.

Die REST-API hat sich zu einem Standard bei der Entwicklung von Webdiensten entwickelt und bietet den Benutzern ein gutes Werkzeug für den Aufbau flexibler und skalierbarer Lösungen. Ihre Prinzipien und Vorteile haben dazu beigetragen, dass sie sich großer Beliebtheit erfreut und in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt wird, von der Entwicklung kleiner Webanwendungen bis hin zu komplexen verteilten Systemen. In dieser ausführlichen Einführung in die REST-API werden wir ihre Hauptkomponenten näher betrachten, sie mit anderen Technologien vergleichen, die Verwendung von REST in der Praxis erörtern und einen Ausblick auf ihre Weiterentwicklung geben.

Datentypen und -formate bei der Arbeit mit REST-APIs

Bei der Interaktion mit REST-APIs ist es wichtig zu wissen, welche Datenformate verwendet werden. Das gebräuchlichste Format ist JSON (javaScript), das einfach zu lesen und zu schreiben ist und sich daher ideal für die Datenübertragung eignet. Manchmal werden jedoch auch andere Formate wie XML und HTML verwendet. Die Wahl des Datenformats kann von den Anforderungen der Anwendung und den Vorlieben der Entwickler abhängen. Das JSON-Format unterstützt komplexe Datenstrukturen und ermöglicht eine sparsame Bandbreitennutzung, was ein weiterer Vorteil der REST-API ist.

Authentifizierung und Autorisierung

Sicherheit ist ein wichtiger Aspekt bei der Arbeit mit REST-APIs. Eine der Authentifizierungsmethoden ist die Verwendung von Token. Dies ermöglicht einen sicheren Zugang zu geschützten Ressourcen. Eine der gängigsten Methoden ist die Verwendung von JWT-Tokens. Mit dieser Methode kann der Client nach der Authentifizierung eine bestimmte Zeit lang auf die API zugreifen. Der Server braucht keinen Zustand zu speichern, was das "no state"-Konzept von REST unterstreicht.

Darüber hinaus kann eine solche Authentifizierung mit OAuth 2.0 ergänzt werden. Dadurch wird eine zusätzliche Sicherheitsebene geschaffen und die Integration mit sozialen Medien und anderen Plattformen vereinfacht.

REST-APIs und mobile Anwendungen

Mit der wachsenden Beliebtheit von Smartphones ist die REST-API zu einem wichtigen Toolkit für Entwickler geworden, die mobile Anwendungen erstellen. Mithilfe der REST-API können Anwendungen mit entfernten Servern interagieren und Daten in Echtzeit empfangen und aktualisieren. Daher ist es möglich, komplexe Anwendungen zu erstellen: Messenger, soziale Netzwerke und andere Softwarelösungen, die einen Hochgeschwindigkeitszugang zu Informationen erfordern.

Beispiel für die Arbeit von REST API in einer praktischen Anwendung

Zum besseren Verständnis von REST API betrachten wir ein hypothetisches Beispiel für die Arbeit mit einer API für die Bibliotheksverwaltung. Nehmen wir an, wir haben eine RESTful-API, mit der wir die folgenden Aktionen durchführen können:

• Abrufen einer Liste von Büchern - der Client kann eine GET-Anfrage an /books stellen, um Informationen über alle verfügbaren Bücher zu erhalten;
• Hinzufügen eines neuen Buches - falls erforderlich, kann der Client eine POST-Anfrage an /books mit Daten über ein neues Buch im JSON-Format senden;
• Informationen über ein Buch korrigieren - um Informationen über ein vorhandenes Buch zu ändern, wird eine PUT-Anfrage an /books/{id} gesendet, wobei {id} ein eindeutiger Bezeichner des Buches ist;
• Löschen eines Buches - eine DELETE-Anfrage kann an dieselbe URI gesendet werden, um den Vorgang auszuführen.

Diese einfachen Beispiele zeigen, wie eine effiziente Ressourcenverwaltung mit REST-APIs realisiert werden kann.

Tools und Technologien für die Arbeit mit REST-APIs

Es gibt viele Funktionen und Bibliotheken, die die Zusammenarbeit erleichtern. Postman zum Beispiel ist eine beliebte Anwendung, mit der Entwickler Anfragen senden, testen und Antworten analysieren können. Andere Tools wie Swagger ermöglichen es Ihnen, APIs zu dokumentieren und automatisch Code in einer Vielzahl von Programmiersprachen zu generieren.

In Python können Sie Bibliotheken (Requests) verwenden, die eine einfache Schnittstelle zum Senden von HTTP-Anfragen und Verarbeiten der Antworten bieten. In Javascript, insbesondere bei der Frontend-Entwicklung, können Sie Fetch API oder Axios verwenden.

Fazit

Die REST-API ist nach wie vor eines der beliebtesten Tools für die Interaktion zwischen Client und Server. Ihre Prinzipien bieten Flexibilität, Skalierbarkeit und Benutzerfreundlichkeit und machen sie zu einer idealen Lösung für die meisten modernen Webanwendungen. Trotz des Aufkommens von Alternativen (GraphQL.)