Desenvolvimento de API: criação de serviços da Web escalonáveis

No nosso mundo digital interconectado, os aplicativos raramente funcionam isoladamente. Eles precisam se comunicar entre si, compartilhar dados e expor funcionalidades de maneira segura e padronizada. É aqui que o desenvolvimento de API pode entrar em ação. 

Definição de desenvolvimento de API

O desenvolvimento de APIs é o processo completo de criação, publicação e gerenciamento de interfaces de programação de aplicativos. 

É uma disciplina abrangente que vai muito além da simples escrita do código de back-end. O processo abrange todo o ciclo de vida de uma API, começando com o planejamento estratégico e o design cuidadoso, passando pela implementação e testes rigorosos e continuando com a implantação segura, a manutenção contínua e o gerenciamento de versões.

O que é uma API?

Uma API, ou interface de programação do aplicativo, é um conjunto de regras e definições que permite que diferentes aplicativos de software se comuniquem e solicitem serviços uns dos outros. Ele atua como intermediário, permitindo que os aplicativos compartilhem dados e funcionalidades sem precisar conhecer o funcionamento interno complexo do outro sistema. A API define a maneira correta de um usuário fazer uma solicitação e o tipo de resposta que ele deve esperar em troca.

Por que o desenvolvimento de APIs é importante?

APIs bem projetadas são consideradas os elementos básicos dos serviços digitais modernos e fornecem a base para inovação e agilidade.

  • Ativar a conectividade e a integração: as APIs atuam como o tecido conjuntivo que permite que sistemas, serviços e aplicativos distintos compartilhem dados e funcionalidades de maneira integrada
  • Suporte a arquiteturas modernas: o desenvolvimento de APIs é fundamental para arquiteturas de microsserviços, em que um aplicativo é dividido em serviços menores e independentes que se comunicam entre si por meio de APIs
  • Incentivo à inovação e às parcerias: ao expor funcionalidades por meio de uma API pública, uma empresa pode permitir que desenvolvedores terceirizados criem novos aplicativos e serviços em cima da plataforma dela, criando um ecossistema dinâmico
  • Impulsionar novos canais de negócios: as APIs podem ser produtos em si, criando novos fluxos de receita ao fornecer dados ou serviços valiosos para outras empresas

Principais conceitos no desenvolvimento de APIs

Para criar e consumir APIs de forma eficaz, é importante entender alguns conceitos fundamentais.

Um endpoint de API é um URL específico que os aplicativos cliente usam para acessar uma API. Cada endpoint está associado a uma função ou recurso distinto no aplicativo.

Por exemplo, em uma API de gerenciamento de usuários, você pode ter endpoints como: https://api.example.com/users para receber uma lista de usuários e https://api.example.com/users/123 para receber dados de um usuário específico.

As APIs, principalmente as RESTful, usam verbos HTTP padrão para indicar a ação a ser realizada em um recurso. Os métodos mais comuns são:

GET: recupera dados de um recurso especificado.

POST: envia novos dados para um recurso.

PUT: atualiza um recurso atual com novos dados.

DELETE: remove um recurso especificado.

Estes são dois conceitos de segurança críticos

  • Autenticação é o processo de verificação da identidade de um usuário ou cliente, normalmente com uma chave de API ou um token OAuth 
  • Autorização é o processo de determinar o que um usuário autenticado pode fazer, garantindo que ele só possa acessar os dados e realizar as ações para as quais tem permissões

Uma documentação clara, abrangente e interativa é essencial para o sucesso de qualquer API. A documentação funciona como um manual do usuário para outras pessoas, explicando o que a API faz, como usar os endpoints, os formatos de dados necessários e como autenticar solicitações.

Estilos arquitetônicos de API

Há várias maneiras de projetar uma API, mas três estilos arquitetônicos se tornaram os mais proeminentes no setor. A escolha do estilo depende muito dos requisitos específicos do aplicativo, como a necessidade de flexibilidade, desempenho ou padrões de segurança rigorosos.

Estilo arquitetônico

Pontos fortes

Casos de uso comuns

APIs RESTful

  • Simplicidade e escalonabilidade: usa métodos HTTP padrão e não tem estado, o que facilita a compreensão, a implementação e o escalonamento horizontal
  • Flexibilidade: oferece suporte a vários formatos de dados, sendo o JSON o mais comum, que é leve e fácil de analisar para clientes da Web
  • Ampla adoção: é o estilo mais usado para APIs da Web, com um vasto ecossistema de ferramentas e conhecimento de desenvolvedores
  • APIs da Web voltadas para o público
  • Back-ends de aplicativos para dispositivos móveis
  • Comunicação interna de microsserviços

APIs SOAP


  • Alta segurança: inclui padrões integrados como o WS-Security, que são necessários em muitos ambientes corporativos e governamentais
  • Padronizado e confiável: opera como um protocolo formal com um contrato rigoroso (WSDL), garantindo confiabilidade e suporte para transações (conformidade com ACID)
  • Independente de linguagem: o formato rígido baseado em XML é altamente padronizado e independente de plataforma
  • Aplicativos corporativos que exigem alto nível de segurança e integridade transacional
  • Integrações de gateways de pagamento e financeiros
  • Integração de sistemas legados

GraphQL

  • Eficiência de dados: permite que os clientes solicitem exatamente os dados de que precisam e nada mais, evitando a busca excessiva comum nas APIs REST
  • Menos chamadas de rede: os clientes podem recuperar dados de vários recursos em uma única solicitação, o que é especialmente benéfico para aplicativos móveis com largura de banda de rede limitada
  • Esquema fortemente tipado: a API é baseada em um sistema de tipos fortes, o que permite ferramentas de desenvolvedor avançadas e torna a API autossuficiente em termos de documentação
  • Aplicativos móveis em que o uso de dados e a eficiência da rede são essenciais
  • Aplicativos com modelos de dados complexos e recursos inter-relacionados
  • Front-ends que agregam dados de vários microsserviços

Estilo arquitetônico

Pontos fortes

Casos de uso comuns

APIs RESTful

  • Simplicidade e escalonabilidade: usa métodos HTTP padrão e não tem estado, o que facilita a compreensão, a implementação e o escalonamento horizontal
  • Flexibilidade: oferece suporte a vários formatos de dados, sendo o JSON o mais comum, que é leve e fácil de analisar para clientes da Web
  • Ampla adoção: é o estilo mais usado para APIs da Web, com um vasto ecossistema de ferramentas e conhecimento de desenvolvedores
  • APIs da Web voltadas para o público
  • Back-ends de aplicativos para dispositivos móveis
  • Comunicação interna de microsserviços

APIs SOAP


  • Alta segurança: inclui padrões integrados como o WS-Security, que são necessários em muitos ambientes corporativos e governamentais
  • Padronizado e confiável: opera como um protocolo formal com um contrato rigoroso (WSDL), garantindo confiabilidade e suporte para transações (conformidade com ACID)
  • Independente de linguagem: o formato rígido baseado em XML é altamente padronizado e independente de plataforma
  • Aplicativos corporativos que exigem alto nível de segurança e integridade transacional
  • Integrações de gateways de pagamento e financeiros
  • Integração de sistemas legados

GraphQL

  • Eficiência de dados: permite que os clientes solicitem exatamente os dados de que precisam e nada mais, evitando a busca excessiva comum nas APIs REST
  • Menos chamadas de rede: os clientes podem recuperar dados de vários recursos em uma única solicitação, o que é especialmente benéfico para aplicativos móveis com largura de banda de rede limitada
  • Esquema fortemente tipado: a API é baseada em um sistema de tipos fortes, o que permite ferramentas de desenvolvedor avançadas e torna a API autossuficiente em termos de documentação
  • Aplicativos móveis em que o uso de dados e a eficiência da rede são essenciais
  • Aplicativos com modelos de dados complexos e recursos inter-relacionados
  • Front-ends que agregam dados de vários microsserviços

O ciclo de vida do desenvolvimento de APIs

A criação de uma API de nível de produção é um processo estruturado que envolve várias fases distintas.

1. Planejamento e design

Essa fase inicial envolve definir as metas da API, entender o público-alvo e projetar o contrato da API. Essa abordagem "design-first" geralmente usa uma linguagem de especificação como a especificação OpenAPI para criar um projeto dos endpoints, modelos de dados e métodos de autenticação antes de qualquer código ser escrito.

2. Desenvolvimento e implementação

Nessa fase, os usuários escrevem o código de back-end para implementar a lógica definida na fase de design. Eles escolhem uma linguagem de programação e um framework (por exemplo, Python e Flask ou Node.js e Express) e criam as funções que vão lidar com as solicitações de API recebidas.

3. Teste

Testes rigorosos são essenciais para garantir que a API seja confiável, segura e tenha bom desempenho. Isso inclui testes de unidade para funções individuais, testes de integração para garantir que diferentes partes do sistema funcionem juntas e testes de carga para verificar o comportamento da API sob tráfego intenso.

4. Implantação

Depois que a API é criada e testada, ela é implantada em um ambiente de hospedagem onde pode ser acessada por aplicativos cliente. Pode ser um servidor tradicional, uma máquina virtual ou uma plataforma moderna sem servidor na nuvem.

5. Monitoramento e manutenção

Após a implantação, a API precisa ser monitorada continuamente para identificar erros, latência e padrões de uso. Com essa observabilidade, as equipes podem identificar problemas de maneira proativa, solucionar problemas e entender como a API está sendo usada.

6. Controle de versões

À medida que as necessidades comerciais evoluem, as APIs precisam mudar. Uma estratégia de controle de versões clara (por exemplo, incluir um número de versão no URL, como /v2/users) é essencial para permitir que os usuários introduzam mudanças ou novos recursos sem prejudicar os aplicativos atuais que dependem da versão mais antiga.

Práticas recomendadas para desenvolvimento de API

  • Adote uma abordagem de design em primeiro lugar: use uma especificação como a OpenAPI para projetar a API antes de escrever o código
  • Use convenções de nomenclatura consistentes: mantenha os caminhos dos endpoints e os campos de dados previsíveis e fáceis de entender
  • Forneça uma documentação clara e completa: facilite o aprendizado e o uso da sua API por outros usuários
  • Implemente uma segurança robusta: aplique a autenticação e a autorização para proteger seus dados e serviços
  • Planeje o controle de versões desde o início: decida como você vai lidar com as mudanças para evitar que os aplicativos cliente sejam interrompidos no futuro
  • Forneça mensagens de erro significativas: quando algo der errado, retorne mensagens de erro claras e códigos de status HTTP apropriados para ajudar os usuários a solucionar problemas

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Introdução ao desenvolvimento de APIs

Para quem está começando, criar a primeira API pode ser uma tarefa acessível. Dividir o processo em algumas etapas principais pode ajudar a simplificar o processo.

Escolha seu idioma e framework

Selecione uma linguagem de programação e um framework da Web com os quais você se sinta confortável. As opções mais conhecidas incluem Python com um framework como Flask ou FastAPI, ou Node.js com Express, porque têm excelente suporte e grandes comunidades.

Configurar o ambiente de desenvolvimento

Instalar as ferramentas necessárias na máquina local. Isso normalmente inclui o ambiente de execução da linguagem (por exemplo, Python), um editor de código (como o VS Code) e o sistema de controle de versões Git.

Escreva seu primeiro endpoint de API

Comece com um endpoint simples "Hello, World!". Isso envolve a criação de uma rota que responde a uma solicitação GET e retorna uma mensagem JSON simples. Isso ajuda a confirmar se a configuração básica, o framework e o servidor estão funcionando corretamente antes de você passar para uma lógica mais complexa.

Benefícios do desenvolvimento de APIs

Escalonabilidade

As plataformas de nuvem podem escalonar automaticamente os recursos de computação da API para cima ou para baixo com base no tráfego, ajudando a garantir o desempenho sem provisionamento excessivo.

Serviços gerenciados

O provedor de nuvem lida com a infraestrutura, a manutenção do servidor e a aplicação de patches de segurança, permitindo que sua equipe se concentre na lógica da API.

Alcance global

Você pode implantar sua API com facilidade em data centers ao redor do mundo, reduzindo a latência para sua base de usuários global.

Ferramentas integradas

As plataformas de nuvem oferecem um ecossistema avançado de serviços integrados para bancos de dados, monitoramento, geração de registros e CI/CD, o que simplifica todo o ciclo de vida de desenvolvimento.

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