Sviluppo di API: creazione di servizi web scalabili

Nel nostro mondo digitale interconnesso, le applicazioni raramente funzionano in modo isolato. Devono comunicare tra loro, condividere dati ed esporre funzionalità in modo sicuro e standardizzato. È qui che può entrare in gioco lo sviluppo di API. 

Definizione dello sviluppo di API

Lo sviluppo di API è il processo end-to-end di creazione, pubblicazione e gestione delle interfacce di programmazione di un'applicazione. 

È una disciplina completa che va ben oltre la semplice scrittura del codice backend. Il processo comprende l'intero ciclo di vita di un'API, a partire dalla pianificazione strategica e dalla progettazione accurata, passando per l'implementazione e i test rigorosi, e continuando con il deployment sicuro, la manutenzione continua e la gestione delle versioni.

Che cos'è un'API?

Un'API (interfaccia di programmazione di un'applicazione) è un insieme di regole e definizioni che consente a diverse applicazioni software di comunicare tra loro e di richiedere servizi l'una all'altra. Funge da intermediario, consentendo alle applicazioni di condividere dati e funzionalità senza la necessità di conoscere il funzionamento interno complesso dell'altro sistema. L'API definisce il modo corretto in cui un utente deve effettuare una richiesta e il tipo di risposta che deve aspettarsi in cambio.

Perché lo sviluppo di API è importante?

Le API ben progettate sono comunemente considerate i componenti di base dei moderni servizi digitali e forniscono le fondamenta per l'innovazione e l'agilità.

  • Abilitazione della connettività e dell'integrazione: le API fungono da tessuto connettivo che consente a sistemi, servizi e applicazioni disparati di condividere dati e funzionalità senza problemi
  • Supporto delle architetture moderne: lo sviluppo di API è fondamentale per le architetture di microservizi, in cui un'applicazione viene suddivisa in servizi più piccoli e indipendenti che comunicano tra loro tramite API
  • Promuovere l'innovazione e le partnership: esponendo le funzionalità tramite un'API pubblica, un'azienda può consentire agli sviluppatori di terze parti di creare nuove applicazioni e servizi sulla propria piattaforma, creando un ecosistema dinamico.
  • Creazione di nuovi canali di business: le API possono essere prodotti a sé stanti, creando nuovi flussi di entrate fornendo dati o servizi di valore ad altre aziende

Concetti chiave nello sviluppo di API

Per creare e utilizzare le API in modo efficace, è importante comprendere alcuni concetti fondamentali.

Un endpoint API è un URL specifico che le applicazioni client utilizzano per accedere a un'API. Ogni endpoint è associato a una funzione o a una risorsa distinta all'interno dell'applicazione.

Ad esempio, in un'API di gestione utenti, potresti avere endpoint come: https://api.example.com/users per ottenere un elenco di utenti e https://api.example.com/users/123 per ottenere i dati di un utente specifico.

Le API, in particolare le API RESTful, utilizzano verbi HTTP standard per indicare l'azione da eseguire su una risorsa. I metodi più comuni sono:

GET: recupera i dati da una risorsa specificata.

POST: invia nuovi dati a una risorsa.

PUT: aggiorna una risorsa esistente con nuovi dati.

DELETE: rimuove una risorsa specificata.

Si tratta di due concetti di sicurezza fondamentali

  • L'autenticazione è il processo di verifica dell'identità di un utente o di un client, in genere con una chiave API o un token OAuth 
  • L'autorizzazione è il processo di determinazione di ciò che un utente autenticato è autorizzato a fare, garantendo che possa accedere solo ai dati ed eseguire solo le azioni per cui ha le autorizzazioni

Una documentazione chiara, completa e interattiva è essenziale per il successo di qualsiasi API. La documentazione funge da manuale utente per gli altri utenti, spiegando cosa fa l'API, come utilizzare i suoi endpoint, i formati di dati richiesti e come autenticare le richieste.

Stili architettonici delle API

Sebbene esistano diversi modi per progettare un'API, tre stili architetturali sono diventati i più importanti nel settore. La scelta dello stile dipende molto dai requisiti specifici dell'applicazione, come la necessità di flessibilità, prestazioni o standard di sicurezza rigorosi.

Stile architettonico

Punti di forza principali

Casi d'uso comuni

API RESTful

  • Semplicità e scalabilità: utilizza metodi HTTP standard ed è senza stato, il che lo rende facile da comprendere, implementare e scalare orizzontalmente
  • Flessibilità: supporta più formati di dati, tra cui JSON, il più comune, che è leggero e facile da analizzare per i client web
  • Ampia adozione: è lo stile più utilizzato per le API web, con un vasto ecosistema di strumenti e conoscenze per gli sviluppatori
  • API web rivolte al pubblico
  • Backend di applicazioni per dispositivi mobili
  • Comunicazione tra microservizi interni

API SOAP


  • Sicurezza elevata: include standard integrati come WS-Security, che sono richiesti in molti ambienti aziendali e governativi
  • Standardizzato e affidabile: funziona come un protocollo formale con un contratto rigoroso (WSDL), garantendo affidabilità e supporto per le transazioni (conformità ACID)
  • Indipendente dalla lingua: il formato rigido basato su XML è altamente standardizzato e indipendente dalla piattaforma
  • Applicazioni aziendali che richiedono un elevato livello di sicurezza e integrità transazionale
  • Integrazioni di gateway finanziari e di pagamento
  • Integrazione di sistemi legacy

GraphQL

  • Efficienza dei dati: consente ai client di richiedere esattamente i dati di cui hanno bisogno e nient'altro, evitando il recupero eccessivo comune nelle API REST
  • Meno chiamate di rete: i client possono recuperare dati da più risorse in un'unica richiesta, il che è particolarmente vantaggioso per le applicazioni mobili con larghezza di banda di rete limitata
  • Schema con tipizzazione forte: l'API è basata su un sistema di tipi forte, che consente di utilizzare strumenti di sviluppo efficaci e rende l'API auto-documentante
  • Applicazioni mobili in cui l'utilizzo dei dati e l'efficienza della rete sono fondamentali
  • Applicazioni con modelli di dati complessi e risorse interconnesse
  • Frontend che aggregano dati da più microservizi

Stile architettonico

Punti di forza principali

Casi d'uso comuni

API RESTful

  • Semplicità e scalabilità: utilizza metodi HTTP standard ed è senza stato, il che lo rende facile da comprendere, implementare e scalare orizzontalmente
  • Flessibilità: supporta più formati di dati, tra cui JSON, il più comune, che è leggero e facile da analizzare per i client web
  • Ampia adozione: è lo stile più utilizzato per le API web, con un vasto ecosistema di strumenti e conoscenze per gli sviluppatori
  • API web rivolte al pubblico
  • Backend di applicazioni per dispositivi mobili
  • Comunicazione tra microservizi interni

API SOAP


  • Sicurezza elevata: include standard integrati come WS-Security, che sono richiesti in molti ambienti aziendali e governativi
  • Standardizzato e affidabile: funziona come un protocollo formale con un contratto rigoroso (WSDL), garantendo affidabilità e supporto per le transazioni (conformità ACID)
  • Indipendente dalla lingua: il formato rigido basato su XML è altamente standardizzato e indipendente dalla piattaforma
  • Applicazioni aziendali che richiedono un elevato livello di sicurezza e integrità transazionale
  • Integrazioni di gateway finanziari e di pagamento
  • Integrazione di sistemi legacy

GraphQL

  • Efficienza dei dati: consente ai client di richiedere esattamente i dati di cui hanno bisogno e nient'altro, evitando il recupero eccessivo comune nelle API REST
  • Meno chiamate di rete: i client possono recuperare dati da più risorse in un'unica richiesta, il che è particolarmente vantaggioso per le applicazioni mobili con larghezza di banda di rete limitata
  • Schema con tipizzazione forte: l'API è basata su un sistema di tipi forte, che consente di utilizzare strumenti di sviluppo efficaci e rende l'API auto-documentante
  • Applicazioni mobili in cui l'utilizzo dei dati e l'efficienza della rete sono fondamentali
  • Applicazioni con modelli di dati complessi e risorse interconnesse
  • Frontend che aggregano dati da più microservizi

Il ciclo di vita dello sviluppo delle API

La creazione di un'API di livello di produzione è un processo strutturato che prevede diverse fasi distinte.

1. Pianificazione e progettazione

Questa fase iniziale prevede la definizione degli obiettivi dell'API, la comprensione del pubblico di destinazione e la progettazione del contratto dell'API. Questo approccio "design-first" spesso utilizza un linguaggio di specifica come la specifica OpenAPI per creare un progetto degli endpoint, dei modelli di dati e dei metodi di autenticazione prima che venga scritto qualsiasi codice.

2. Sviluppo e implementazione

In questa fase gli utenti scrivono il codice backend per implementare la logica definita nella fase di progettazione. Scelgono un linguaggio di programmazione e un framework (ad esempio Python e Flask o Node.js ed Express) e creano le funzioni che gestiranno le richieste API in entrata.

3. In fase di test

È fondamentale eseguire test rigorosi per garantire che l'API sia affidabile, sicura e performante. Ciò include test delle unità per singole funzioni, test di integrazione per garantire che diverse parti del sistema funzionino insieme e test di carico per vedere come si comporta l'API in caso di traffico intenso.

4. Deployment

Una volta creata e testata, l'API viene distribuita in un ambiente di hosting in cui può essere accessibile dalle applicazioni client. Potrebbe trattarsi di un server tradizionale, di una macchina virtuale o di una moderna piattaforma serverless nel cloud.

5. Monitoraggio e manutenzione

Dopo il deployment, l'API deve essere monitorata continuamente per verificare la presenza di errori, latenza e pattern di utilizzo. Questa osservabilità consente ai team di identificare in modo proattivo i problemi, risolverli e comprendere come viene utilizzata l'API.

6. Controllo delle versioni

Con l'evolversi delle esigenze aziendali, le API devono cambiare. Una strategia di versioning chiara (ad esempio, includere un numero di versione nell'URL come /v2/users) è fondamentale per consentire agli utenti di introdurre modifiche o nuove funzionalità senza interrompere le applicazioni esistenti che si basano sulla versione precedente.

Best practice per lo sviluppo di API

  • Segui un approccio design-first: utilizza una specifica come OpenAPI per progettare l'API prima di scrivere il codice
  • Usa convenzioni di denominazione coerenti: mantieni i percorsi degli endpoint e i campi di dati prevedibili e facili da comprendere
  • Fornisci una documentazione chiara e completa: semplifica l'apprendimento e l'utilizzo della tua API da parte di altri utenti
  • Implementa una sicurezza solida: applica l'autenticazione e l'autorizzazione per proteggere i tuoi dati e servizi
  • Pianifica il controllo delle versioni fin dall'inizio: decidi come gestire le modifiche per evitare di interrompere le applicazioni client in futuro
  • Fornisci messaggi di errore significativi: quando qualcosa va storto, restituisci messaggi di errore chiari e codici di stato HTTP appropriati per aiutare gli utenti a risolvere i problemi

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Introduzione allo sviluppo di API

Per chi non ha familiarità con il processo, la creazione della prima API può essere un compito accessibile. Suddividere il processo in alcuni passaggi chiave può contribuire a demistificarlo.

Scegli la lingua e il framework

Seleziona un linguaggio di programmazione e un framework web con cui ti senti a tuo agio. Le scelte più comuni includono Python con un framework come Flask o FastAPI, oppure Node.js con Express, in quanto offrono un supporto eccellente e grandi community.

Configurazione dell'ambiente di sviluppo

Installa gli strumenti necessari sulla tua macchina locale. In genere, include il runtime del linguaggio (ad esempio, Python), un editor di codice (come VS Code) e il sistema di controllo della versione Git.

Scrivi il tuo primo endpoint API

Inizia con un semplice endpoint "Hello, World!". Ciò comporta la creazione di una route che risponde a una richiesta GET e restituisce un semplice messaggio JSON. Questo aiuta a confermare che la configurazione di base, il framework e il server funzionino correttamente prima di passare a una logica più complessa.

Vantaggi dello sviluppo di API

Scalabilità

Le piattaforme cloud possono scalare automaticamente le risorse di computing delle API in base al traffico, contribuendo a garantire le prestazioni senza un provisioning eccessivo.

Servizi gestiti

Il provider cloud gestisce l'infrastruttura sottostante, la manutenzione del server e l'applicazione di patch di sicurezza, consentendo al tuo team di concentrarsi sulla logica dell'API.

Copertura globale

Puoi facilmente eseguire il deployment della tua API nei data center di tutto il mondo, riducendo la latenza per la tua base utenti globale.

Strumenti integrati

Le piattaforme cloud offrono un ricco ecosistema di servizi integrati per database, monitoraggio, logging e CI/CD, che semplifica l'intero ciclo di vita dello sviluppo.

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