Trong lĩnh vực phát triển phần mềm hiện đại, việc tạo ra các ứng dụng mạnh mẽ và hiệu quả thường phụ thuộc vào việc nắm vững các API web. Chuyển giao trạng thái đại diện (REST) đã nổi lên như nền tảng của việc thiết kế và xây dựng các API tạo điều kiện giao tiếp liền mạch giữa các thành phần khác nhau của hệ thống phần mềm. Sự sang trọng của REST nằm ở tính đơn giản và tuân thủ các nguyên tắc kiến trúc cơ bản, cho phép các nhà phát triển tạo ra các API có thể mở rộng, bảo trì và tương tác.
Nhưng việc khai thác toàn bộ tiềm năng của API REST đòi hỏi nhiều thứ hơn là chỉ hiểu các nguyên tắc cơ bản của nó. Việc tạo ra các API chất lượng cao góp phần trao đổi dữ liệu hiệu quả và nâng cao trải nghiệm người dùng đòi hỏi phải đi sâu vào các phương pháp hay nhất chi phối thiết kế, triển khai và bảo trì của chúng. Bài viết trên blog này hướng dẫn bạn khám phá các phương pháp thực hành tốt nhất về API REST cần thiết giúp nâng nỗ lực phát triển phần mềm của bạn lên một tầm cao mới.
Xác thực và ủy quyền
Khi thiết kế API REST, việc đảm bảo tính bảo mật cho tài nguyên của bạn là điều tối quan trọng. Xác thực và ủy quyền là hai khía cạnh quan trọng bạn phải xem xét để bảo vệ API của mình khỏi bị truy cập trái phép và sử dụng sai mục đích. Ở đây chúng ta sẽ thảo luận về các chiến lược khác nhau để triển khai các cơ chế xác thực và ủy quyền hiệu quả.
Xác thực
Xác thực là quá trình xác định người dùng đang cố truy cập API của bạn. Cơ chế xác thực hiệu quả sẽ xác thực danh tính của người dùng trước khi cho phép bất kỳ quyền truy cập nào vào tài nguyên API của bạn. Các lược đồ xác thực thường được sử dụng cho API RESTful bao gồm Xác thực cơ bản, Khóa API, OAuth 2.0 và Mã thông báo web JSON (JWT).
- Xác thực cơ bản: Trong Xác thực cơ bản, khách hàng gửi thông tin xác thực của người dùng (tức là tên người dùng và mật khẩu) được mã hóa trong base64 thông qua tiêu đề
Authorization. Phương pháp này dễ triển khai nhưng kém an toàn hơn vì thông tin xác thực có thể bị chặn trong quá trình truyền, đặc biệt là khi được truyền qua kết nối không được mã hóa. - Khóa API: Khóa API là mã thông báo duy nhất được gán cho mỗi người dùng hoặc ứng dụng và thường được chuyển dưới dạng tham số truy vấn hoặc tiêu đề với mỗi yêu cầu API. Nó phù hợp với các API công khai có dữ liệu ít nhạy cảm hơn và các yêu cầu ủy quyền đơn giản. Mặc dù an toàn hơn Xác thực cơ bản nhưng nó không cung cấp khả năng kiểm soát chi tiết như trong các lược đồ nâng cao hơn như OAuth 2.0 và JWT.
- OAuth 2.0: OAuth 2.0 là một tiêu chuẩn được sử dụng rộng rãi để truy cập an toàn, được ủy quyền vào các API. Nó tách biệt vai trò của người dùng khỏi ứng dụng, cho phép các ứng dụng hành động thay mặt người dùng mà không yêu cầu thông tin xác thực của họ. OAuth 2.0 cung cấp nhiều loại cấp phép khác nhau cho các trường hợp khác nhau (ví dụ: Mã ủy quyền, Ẩn, Mật khẩu và Thông tin xác thực ứng dụng khách).
- Mã thông báo Web JSON (JWT): JWT là một phương pháp nhỏ gọn, khép kín để thể hiện các xác nhận quyền sở hữu một cách an toàn giữa các bên. Nó thường được sử dụng với OAuth 2.0, bổ sung thêm một lớp bảo mật. JWT cho phép bạn đưa thêm thông tin về người dùng được xác thực, chẳng hạn như vai trò hoặc quyền, trong chính mã thông báo. Mã thông báo được máy chủ ký và được mã hóa tùy chọn, đảm bảo chống giả mạo và bảo mật dữ liệu.
Ủy quyền
Ủy quyền là quá trình cấp hoặc từ chối quyền truy cập của người dùng vào các tài nguyên cụ thể dựa trên vai trò hoặc quyền của họ. Quá trình này diễn ra sau khi xác thực thành công và rất cần thiết để kiểm soát những gì người dùng có thể và không thể thực hiện với API của bạn. Kiểm soát truy cập dựa trên vai trò (RBAC) và Kiểm soát truy cập dựa trên thuộc tính (ABAC) là hai phương pháp phổ biến để triển khai ủy quyền.
- Kiểm soát truy cập dựa trên vai trò (RBAC): Trong RBAC, các quyền được liên kết với các vai trò và người dùng được cấp các vai trò dựa trên trách nhiệm của họ. RBAC tương đối đơn giản để triển khai và quản lý, khiến nó phù hợp với hầu hết các ứng dụng.
- Kiểm soát truy cập dựa trên thuộc tính (ABAC): ABAC mở rộng RBAC bằng cách xem xét các thuộc tính người dùng bổ sung, tài nguyên được truy cập hoặc môi trường để đưa ra các quyết định kiểm soát truy cập chi tiết hơn. ABAC linh hoạt hơn nhưng cũng phức tạp hơn trong việc triển khai và quản lý so với RBAC.
Lập phiên bản và ngừng sử dụng
Khi API của bạn phát triển, bạn có thể cần đưa ra những thay đổi đột phá có thể ảnh hưởng đến các khách hàng hiện tại. Lập phiên bản API rất quan trọng để duy trì khả năng tương thích ngược và chuyển đổi suôn sẻ cho những người sử dụng API của bạn. Ba chiến lược chính để tạo phiên bản API REST của bạn là Tạo phiên bản URI, Tạo phiên bản tiêu đề và Đàm phán nội dung (Chấp nhận tiêu đề).
- Lập phiên bản URI: Đây là cách tiếp cận đơn giản nhất, liên quan đến việc đưa số phiên bản trực tiếp vào URI. Ví dụ:
https://api.example.com/v1/usersvàhttps://api.example.com/v2/users. Mặc dù việc tạo phiên bản URI dễ thực hiện và dễ hiểu nhưng nó vi phạm nguyên tắc REST rằng URI phải đại diện cho một tài nguyên duy nhất. - Phiên bản tiêu đề: Theo phương pháp này, phiên bản API được chỉ định trong tiêu đề tùy chỉnh, chẳng hạn như
X-API-Version: 1hoặcX-API-Version: 2. Lập phiên bản tiêu đề ít xâm phạm hơn so với lập phiên bản URI và giữ cho URI sạch sẽ nhưng có thể kém trực quan hơn đối với khách hàng. - Đàm phán nội dung (Tiêu đề chấp nhận): Phương pháp này tận dụng tiêu đề
Accepttiêu chuẩn để chỉ định phiên bản mong muốn trong loại phương tiện. Ví dụ:Accept: application/vnd.example.api-v1+json. Nó tuân theo các nguyên tắc REST chặt chẽ hơn so với các phương pháp khác, nhưng có thể gây khó khăn cho khách hàng khi sử dụng và diễn giải.
Bất kể chiến lược tạo phiên bản đã chọn là gì, điều quan trọng là phải thông báo trước mọi thay đổi cho khách hàng của bạn và cung cấp tài liệu rõ ràng về việc di chuyển sang phiên bản mới. Thiết lập chính sách ngừng sử dụng rõ ràng nhằm xác định tiến trình hỗ trợ cho các phiên bản API cũ hơn nhằm khuyến khích khách hàng nâng cấp lên phiên bản mới nhất và tránh các sự cố tiềm ẩn.
Chiến lược bộ nhớ đệm
Bộ nhớ đệm là một kỹ thuật thiết yếu để tối ưu hóa hiệu suất của API RESTful bằng cách giảm tải máy chủ, giảm độ trễ yêu cầu và giảm thiểu mức sử dụng băng thông. Việc triển khai các cơ chế bộ đệm thích hợp trong API của bạn có thể dẫn đến những cải thiện đáng kể về trải nghiệm người dùng và hiệu quả hệ thống. Sau đây là một số kỹ thuật bộ nhớ đệm phổ biến mà bạn có thể sử dụng:
- Bộ nhớ đệm HTTP: Tận dụng các tiêu đề HTTP tiêu chuẩn như
ETag,Last-ModifiedvàCache-Controlđể kiểm soát hành vi bộ nhớ đệm của API của bạn. Các tiêu đề này giúp khách hàng quản lý bộ nhớ đệm bằng cách cung cấp thông tin về độ mới của tài nguyên và cho phép các yêu cầu có điều kiện. - Bộ nhớ đệm phía máy chủ: Lưu trữ các tài nguyên được truy cập thường xuyên trong bộ nhớ hoặc các hệ thống bộ nhớ đệm khác (ví dụ: Redis, Memcached) ở phía máy chủ. Làm như vậy sẽ giảm đáng kể nhu cầu truy vấn cơ sở dữ liệu tốn kém hoặc các hoạt động sử dụng nhiều tài nguyên, do đó cải thiện thời gian phản hồi.
- Mạng phân phối nội dung (CDN): CDN lưu trữ các biểu diễn tài nguyên trên các máy chủ biên được phân phối trên toàn cầu, phục vụ khách hàng với bản sao tài nguyên được lưu trong bộ nhớ đệm gần nhất để đảm bảo độ trễ tối thiểu. CDN đặc biệt hữu ích cho các API có cơ sở người dùng địa lý lớn và nhu cầu phân phối nội dung lớn.
- Bộ nhớ đệm cấp ứng dụng: Bộ nhớ đệm ở cấp ứng dụng có thể tối ưu hóa hơn nữa hiệu suất API bằng cách giảm thiểu các phép tính dư thừa và các hoạt động tốn kém. Kỹ thuật này có thể yêu cầu logic tùy chỉnh trong ứng dụng của bạn để duy trì tính toàn vẹn và mới của bộ đệm.
Việc triển khai các chiến lược bộ nhớ đệm hiệu quả có thể cải thiện đáng kể hiệu suất và khả năng mở rộng của API REST của bạn. Đánh giá các yêu cầu cụ thể của API để xác định kỹ thuật nào phù hợp nhất với nhu cầu của bạn.
Xử lý và xác thực lỗi
Xử lý lỗi hiệu quả và xác thực đầu vào là những thành phần quan trọng khi thiết kế API REST. Những phương pháp thực hành này nâng cao trải nghiệm của nhà phát triển và cải thiện độ tin cậy cũng như khả năng bảo trì của API của bạn.
Mã trạng thái HTTP nhất quán và có ý nghĩa
Một trong những nguyên tắc chính trong REST là sử dụng mã trạng thái HTTP thích hợp để cho biết kết quả của lệnh gọi API. Việc áp dụng mã trạng thái HTTP được tiêu chuẩn hóa trong phản hồi API của bạn sẽ giúp khách hàng dễ dàng hiểu bản chất của phản hồi hơn mà không cần tìm hiểu sâu hơn về tải trọng phản hồi. Mã trạng thái HTTP phổ biến bao gồm:
- 200 OK: Cho biết yêu cầu đã thành công.
- 201 Created: Cho biết việc tạo thành công một tài nguyên mới.
- 204 No Content: Cho biết yêu cầu thành công mà không cần trả lại nội dung bổ sung.
- 400 Yêu cầu Không hợp lệ: Cho biết đầu vào không đúng định dạng hoặc không hợp lệ từ máy khách.
- 401 trái phép: Cho biết thông tin xác thực bị thiếu hoặc không chính xác.
- 403 Bị cấm: Cho biết không đủ quyền truy cập vào tài nguyên được yêu cầu.
- 404 Not Found: Cho biết không tìm thấy tài nguyên được yêu cầu.
- Lỗi máy chủ nội bộ 500: Cho biết lỗi chung phía máy chủ.
Thông báo lỗi mô tả
Điều quan trọng là cung cấp thông báo lỗi mô tả khi xảy ra lỗi để giúp nhà phát triển hiểu và giải quyết vấn đề. Bao gồm thông tin như trường cụ thể gây ra lỗi, lý do lỗi và biện pháp khắc phục được đề xuất. Ví dụ:
{ "error": { "status": 400, "message": "Invalid email address", "field": "email", "suggestion": "Please provide a valid email address" } }Xác thực đầu vào
Việc xác thực dữ liệu đầu vào ở cấp độ API giúp ngăn dữ liệu không đúng định dạng xâm nhập vào hệ thống và gây ra các sự cố không mong muốn. Triển khai xác thực phía máy chủ để xác minh rằng mọi thông tin đầu vào nhận được từ máy khách đều đáp ứng các tiêu chí bắt buộc. Ví dụ: kiểm tra xem trường bắt buộc có bị thiếu hay không hoặc loại dữ liệu có khớp với định dạng mong đợi hay không. Nếu xác thực không thành công, hãy trả về thông báo lỗi mô tả kèm theo mã trạng thái HTTP thích hợp.
Điều tiết và giới hạn tỷ lệ
Điều tiết và giới hạn tốc độ là những phương pháp cần thiết để ngăn chặn hành vi lạm dụng, bảo vệ API của bạn khỏi tình trạng tải quá mức và đảm bảo việc sử dụng hợp lý. Chúng hỗ trợ bảo tồn tài nguyên, cải thiện hiệu suất và độ ổn định của API cũng như bảo vệ API khỏi các cuộc tấn công độc hại như DDoS.
Giới hạn tỷ lệ API
Giới hạn tốc độ API hạn chế số lượng yêu cầu API mà khách hàng có thể thực hiện trong một khoảng thời gian cụ thể. Các chiến lược phổ biến bao gồm:
- Cửa sổ cố định: Cho phép số lượng yêu cầu cố định trong một khoảng thời gian, ví dụ: 1000 yêu cầu mỗi giờ.
- Cửa sổ trượt: Triển khai khung thời gian liên tục bằng cách liên tục làm mới cửa sổ sau mỗi yêu cầu, ví dụ: 1000 yêu cầu mỗi giờ với cửa sổ được làm mới sau mỗi cuộc gọi.
- Dựa trên nhóm (mã thông báo): Chỉ định một số lượng mã thông báo cố định cho khách hàng, mã thông báo này sẽ được sử dụng theo từng yêu cầu. Sau khi cạn kiệt, khách hàng phải đợi bổ sung mã thông báo trước khi thực hiện các yêu cầu bổ sung.
Điều tiết API
Việc điều chỉnh API kiểm soát tốc độ xử lý các yêu cầu. Cách tiếp cận này giúp phân phối tài nguyên hiệu quả hơn, đảm bảo API của bạn vẫn đáp ứng được khách hàng trong thời gian có nhu cầu cao. Các kỹ thuật điều chỉnh phổ biến bao gồm:
- Yêu cầu đồng thời: Giới hạn số lượng yêu cầu mà khách hàng có thể thực hiện đồng thời.
- Ưu tiên yêu cầu: Ưu tiên các yêu cầu dựa trên các yếu tố như loại khách hàng, kiểu sử dụng hoặc mức giá.
- Điều chỉnh thích ứng: Điều chỉnh linh hoạt giới hạn tốc độ dựa trên tải hoặc hiệu suất hệ thống hiện tại.
Đảm bảo rằng bạn truyền đạt các giới hạn tốc độ và chính sách điều tiết cho khách hàng, cả trong tài liệu API và thông qua các tiêu đề trong phản hồi, như X-RateLimit-* headers .
Tài liệu và thử nghiệm
Cung cấp tài liệu rõ ràng và thử nghiệm kỹ lưỡng là những khía cạnh quan trọng của quá trình phát triển API vì chúng ảnh hưởng trực tiếp đến trải nghiệm của nhà phát triển và việc áp dụng API.
Tài liệu API
Việc ghi lại API của bạn cho phép các nhà phát triển hiểu cách tương tác nhanh chóng với API của bạn, endpoints nào có sẵn và loại yêu cầu nào họ có thể thực hiện. Hãy xem xét đưa thông tin sau vào tài liệu API của bạn:
- Quy trình xác thực và ủy quyền
- endpoints có sẵn với các yêu cầu và phản hồi mẫu
- Các phương thức, tham số HTTP và định dạng phản hồi dự kiến
- Mã lỗi và thông báo
- Thông tin giới hạn và điều chỉnh tỷ lệ
- Chi tiết phiên bản API
Swagger (OpenAPI) là một tiêu chuẩn được sử dụng rộng rãi để ghi lại các API REST. Nó cung cấp định dạng dựa trên JSON hoặc YAML để xác định cấu trúc API của bạn, giúp dễ dàng tạo tài liệu tương tác mà nhà phát triển có thể sử dụng để khám phá và kiểm tra API của bạn.
Kiểm tra API
Việc kiểm tra API của bạn sẽ đảm bảo rằng API hoạt động chính xác và nhất quán trong nhiều điều kiện khác nhau. Kiểm tra thích hợp có thể giúp xác định lỗi, vấn đề về hiệu suất và lỗ hổng bảo mật trước khi chúng ảnh hưởng đến khách hàng. Phát triển một chiến lược thử nghiệm mạnh mẽ bao gồm:
- Kiểm tra đơn vị cho các thành phần riêng lẻ
- Kiểm tra tích hợp để xác nhận sự tương tác giữa các thành phần và hệ thống bên ngoài
- Kiểm tra tải để đo hiệu suất khi tải nặng và xác định các điểm tắc nghẽn
- Kiểm tra bảo mật để tìm lỗ hổng tiềm ẩn và đảm bảo bảo vệ dữ liệu
Các công cụ kiểm tra như Postman, SoapUI và JUnit có thể được sử dụng để đơn giản hóa quá trình tạo, chạy và tự động hóa các thử nghiệm API. Việc sử dụng nền tảng như AppMaster có thể tăng tốc đáng kể quá trình phát triển và thử nghiệm API REST. Nền tảng không có mã của nó cho phép bạn thiết kế trực quan các mô hình dữ liệu, quy trình kinh doanh và endpoints trong khi tự động hóa các tác vụ như tài liệu Swagger và di chuyển lược đồ cơ sở dữ liệu. Điều này giúp loại bỏ nợ kỹ thuật, tạo ứng dụng nhanh hơn và giảm chi phí phát triển, đảm bảo giải pháp API có thể mở rộng và duy trì cho mọi nhu cầu ứng dụng của bạn.
Sử dụng AppMaster để phát triển API REST
Phát triển API REST có thể là một quá trình đầy thách thức và phức tạp, đặc biệt khi xem xét các phương pháp hay nhất về thiết kế, khả năng mở rộng và khả năng bảo trì. Việc sử dụng nền tảng no-code mạnh mẽ như AppMaster có thể hợp lý hóa đáng kể quy trình phát triển API và đảm bảo tạo ra các API có thể mở rộng, có thể bảo trì và an toàn.
Phần này sẽ khám phá cách AppMaster có thể tăng tốc phát triển API REST, loại bỏ nợ kỹ thuật và cung cấp giải pháp tiết kiệm chi phí hơn cho các doanh nghiệp và doanh nghiệp nhỏ.
Thiết kế trực quan của mô hình dữ liệu, quy trình kinh doanh và điểm cuối
Một trong những lợi ích chính của việc sử dụng AppMaster trong phát triển API REST là khả năng thiết kế trực quan. AppMaster cho phép bạn tạo các mô hình dữ liệu (lược đồ cơ sở dữ liệu) và logic nghiệp vụ (thông qua Quy trình nghiệp vụ) thông qua Trình thiết kế BP trực quan thân thiện với người dùng. Quá trình này đảm bảo nền tảng vững chắc cho API REST của bạn và đơn giản hóa việc phát triển cũng như tích hợp logic phức tạp cũng như các mối quan hệ giữa các tài nguyên khác nhau.
Hơn nữa, AppMaster cho phép bạn xác định và định cấu hình endpoints API REST và WSS bằng cách sử dụng Trình thiết kế điểm cuối trực quan. Điều này giúp đơn giản hóa nhiệm vụ thiết kế, thử nghiệm và cập nhật endpoints, đảm bảo rằng API của bạn tuân theo các phương pháp hay nhất và vẫn có thể mở rộng và bảo trì.
Tạo và triển khai mã tự động
Về phát triển API REST, việc tạo mã hiệu quả, có thể bảo trì và đáng tin cậy là rất quan trọng để thành công. AppMaster giải quyết thách thức này bằng cách tự động tạo mã nguồn cho ứng dụng của bạn khi bạn nhấn nút 'Xuất bản'. Điều này bao gồm các ứng dụng phụ trợ được tạo bằng Go (golang) , các ứng dụng web sử dụng khung Vue3 và JS/TS cũng như các ứng dụng di động dựa trên Kotlin và Jetpack Compose cho Android hoặc SwiftUI cho iOS.
Kết quả là một quy trình phát triển được sắp xếp hợp lý giúp tiết kiệm thời gian và giảm nguy cơ xảy ra lỗi trong quá trình triển khai.
Di chuyển lược đồ cơ sở dữ liệu và tài liệu Swagger
Tài liệu nhất quán và dễ hiểu là điều cần thiết trong quá trình phát triển API REST, vì nó cung cấp cho khách hàng sự hiểu biết rõ ràng về cách sử dụng API và những gì mong đợi từ nó. AppMaster xử lý việc này bằng cách tự động tạo tài liệu vênh vang (API mở) cho endpoints máy chủ của bạn. Điều này đảm bảo kênh liên lạc rõ ràng giữa API và khách hàng của bạn, giảm rủi ro về các vấn đề tích hợp và dễ dàng áp dụng API.
Ngoài ra, AppMaster quản lý các tác vụ di chuyển lược đồ cơ sở dữ liệu, cho phép bạn duy trì cấu trúc cơ sở dữ liệu nhất quán qua các giai đoạn phát triển khác nhau và đảm bảo triển khai và tích hợp suôn sẻ các thay đổi cơ sở dữ liệu.
Khả năng mở rộng và tính năng cấp doanh nghiệp
Tạo API REST có thể mở rộng và đáng tin cậy là một khía cạnh quan trọng của quá trình phát triển. AppMaster tỏa sáng trong lĩnh vực này bằng cách cung cấp các ứng dụng phụ trợ không trạng thái được biên dịch thể hiện hiệu suất và khả năng mở rộng tuyệt vời cho các trường hợp sử dụng cấp doanh nghiệp, có lưu lượng truy cập cao. Điều này có nghĩa là API của bạn có thể được sử dụng trên nhiều quy mô dự án khác nhau, từ doanh nghiệp nhỏ đến doanh nghiệp lớn, đảm bảo trải nghiệm API nhất quán và đáng tin cậy.
Phần kết luận
Nếu bạn đang tìm kiếm một giải pháp tiết kiệm chi phí, có thể mở rộng và có thể bảo trì để phát triển API REST, thì không đâu khác ngoài AppMaster. Với khả năng thiết kế trực quan, tạo mã tự động và các tính năng mạnh mẽ, AppMaster đơn giản hóa quy trình phát triển API và đảm bảo rằng API REST của bạn tuân theo các phương pháp bảo mật, khả năng mở rộng và bảo trì tốt nhất.
Bằng cách tận dụng sức mạnh của nền tảng no-code của AppMaster, bạn có thể tạo các API tốt hơn trong thời gian ngắn hơn và với ít tài nguyên hơn, mang lại cho bạn lợi thế cạnh tranh trong ngành công nghệ ngày càng phát triển ngày nay. Hãy dùng thử AppMaster miễn phí ngay hôm nay và tự mình cảm nhận sự khác biệt!
