API là gì ? Web API là gì? Tổng hợp các kiến thức về API

Hiện nay API nói chung và Web API nói riêng đang được ứng dụng ngày càng nhiều. Kiến trúc ứng dụng hiện đại ngày nay ngày càng phân tán, không phụ thuộc ngôn ngữ đã thúc đẩy việc ứng dụng API.

API (Application Programming Interface) là cầu nối quan trọng giúp các phần mềm giao tiếp với nhau. Trong quá trình phát triển phần mềm, cả backend developer và frontend developer đều cần hiểu rõ API để xây dựng và khai thác hiệu quả hệ thống.

Backend developer đảm nhiệm việc thiết kế API để cung cấp dữ liệu và xử lý logic trên server, trong khi frontend developer sử dụng các API này để hiển thị thông tin lên giao diện người dùng.

Trong bài viết này, chúng ta sẽ cùng tìm hiểu API là gì, Web API là gì, và đi sâu vào các loại API phổ biến hiện nay như REST, GraphQL, Webhook,… Đồng thời phân tích đặc điểm, cách hoạt động và lý do chúng được ứng dụng rộng rãi trong từng lĩnh vực cụ thể.

1. API là gì?

API - Application Programming Interface hay Giao diện lập trình ứng dụng, là một tập hợp các định nghĩa và giao thức cho phép các ứng dụng phần mềm giao tiếp và tương tác với nhau. Chắc bạn đã từng nghe về định nghĩa của User Interface (Giao diện người dùng) là nơi mà User sẽ tương tác với ứng dụng của chúng ta, cũng tương tự như thế khi các phần mềm "nói chuyện" với nhau cũng cần thông qua giao diện đặc biệt có tên gọi là API.

Ví dụ, khi bạn sử dụng một ứng dụng thời tiết trên điện thoại, ứng dụng này có thể sử dụng API của một dịch vụ thời tiết để lấy dữ liệu và hiển thị thông tin thời tiết cho bạn.

2. Các ứng dụng của API

1. Web API: là hệ thống API được sử dụng trong các hệ thống website. Hầu hết các website đều ứng dụng đến Web API cho phép bạn kết nối, lấy dữ liệu hoặc cập nhật cơ sở dữ liệu. Ví dụ: Bạn thiết kế chức nằng login thông Google, Facebook, Twitter, Github… Điều này có nghĩa là bạn đang gọi đến API của. Hoặc như các ứng dụng di động đều lấy dữ liệu thông qua API.
2. API trên hệ điều hành: Windows hay Linux có rất nhiều API, họ cung cấp các tài liệu API là đặc tả các hàm, phương thức cũng như các giao thức kết nối. Nó giúp lập trình viên có thể tạo ra các phần mềm ứng dụng có thể tương tác trực tiếp với hệ điều hành.
3. API của thư viện phần mềm hay framework: API mô tả và quy định các hành động mong muốn mà các thư viện cung cấp. Một API có thể có nhiều cách triển khai khác nhau và nó cũng giúp cho một chương trình viết bằng ngôn ngữ này có thể sử dụng thư viện được viết bằng ngôn ngữ khác. Ví dụ bạn có thể dùng Php để yêu cầu một thư viện tạo file PDF được viết bằng C++.

3. Ứng dụng của API trong lĩnh vực Website

1. Chức năng tìm kiếm

Ứng dụng đầu tiên của API mà Viettel IDC muốn chia sẻ đến độc giả là chức năng tìm kiếm. Có thể nói, đây là một công cụ cơ bản của tất cả các trang Web. Trong một Website, với một chức năng tìm kiếm thông thường, người dùng có thể sẽ khó mà tìm được những thông tin mong muốn, khi nhập nội dung tìm kiếm quá phức tạp hay quá đặc thù.

Do vậy, một Website cần một API sử dụng mạnh mẽ, phổ biến giúp người dùng có thể tìm kiếm thông tin nhanh và chính xác nhất. Điều này không chỉ giúp nâng cao trải nghiệm của người dùng mà còn tạo ấn tượng tích cực với khách hàng.

2. Tích hợp với các trang mạng xã hội

Như chúng ta đã biết, hiện nay các trang mạng xã hội phổ biến như Facebook, Zalo,… đang trở thành những thị trường lớn, khi thu hút được đông đảo người dùng trên toàn cầu. Hầu hết các Website hiện đại ngày này, đều sẽ được tích hợp với các kênh mạng xã hội.

Muốn làm được điều này, các lập trình viên hay người thiết kế Website sẽ phải sử dụng API của các nền tảng mạng xã hội và nhúng các chức năng mạng xã hội vào Website của mình.

Thông qua API, Website và các trang mạng xã hội có thể dễ dàng trao đổi dữ liệu qua lại với nhau. Do vậy, người dùng sẽ không cần rời khỏi Website mà vẫn có thể tương tác với mạng xã hội một cách bình thường.

3. Xây dựng tính năng bán hàng trực tuyến

Không chỉ giúp nâng cao trải nghiệm người dùng, API còn là một giải pháp hỗ trợ quan trọng của lập trình viên, đặc biệt là trong việc xây dựng hệ thống Website. API được ứng dụng khá phổ biến để thiết kế Website bán hàng trên nền tảng của Shopify (nền tảng bán hàng trực tuyến với đầy đủ các chức năng của một trang thương mại điện tử).

Chỉ cần sử dụng API của Shopify gắn vào các thành phần Website, người dùng sẽ có được những tính năng cơ bản của một trang Web thương mại điện tử. Điều này sẽ rút ngắn được thời gian xây dựng một Website, nhưng vẫn đảm bảo được đầy đủ những tính năng cần thiết cho một Website bán hàng thông thường.

4. Tạo ra hệ thống booking trực tuyến

Cuối cùng, API còn được sử dụng để tạo nên những hệ thống phức tạp như Website du lịch, Website nhà hàng khách sạn, một vài trang Web yêu cầu hệ thống booking chuyên nghiệp, để khách hàng có thể đặt dịch vụ ngay trên trang Web. API đóng vai trò vô cùng quan trọng trong việc hỗ trợ tính năng booking, mang đến trải nghiệm tuyệt vời nhất cho người dùng trên các Website chuyên nghiệp và hiện đại.

4. Các giao thức API phổ biến

API có thể được phân loại theo nhiều cách khác nhau, nhưng dưới đây là một số loại phổ biến:

1. REST API (Representational State Transfer): Đây là loại API phổ biến nhất hiện nay, sử dụng các phương thức HTTP như GET, POST, PUT, DELETE để thực hiện các thao tác trên tài nguyên.
2. SOAP API (Simple Object Access Protocol): SOAP là một giao thức dựa trên XML, thường được sử dụng trong các ứng dụng doanh nghiệp yêu cầu bảo mật và giao dịch phức tạp.
3. GraphQL API: GraphQL là một ngôn ngữ truy vấn cho API, cho phép khách hàng yêu cầu chính xác dữ liệu họ cần, giúp giảm thiểu lượng dữ liệu truyền tải không cần thiết.
4. WebSocket API: WebSocket cho phép giao tiếp hai chiều giữa máy khách và máy chủ, thường được sử dụng trong các ứng dụng thời gian thực như chat hoặc game trực tuyến.
5. gRPC (gRPC Remote Procedure Call): gRPC là một framework RPC hiệu suất cao, sử dụng giao thức HTTP/2 và Protocol Buffers để truyền dữ liệu, thường được sử dụng trong các hệ thống phân tán.

5. API hoạt động như thế nào?

API (Application Programming Interface) là một tập hợp các quy tắc và giao thức cho phép các ứng dụng khác nhau giao tiếp với nhau. Để hiểu rõ hơn về cách API hoạt động, hãy xem qua các bước cơ bản sau:

• Yêu cầu (Request): Một ứng dụng (client) gửi yêu cầu đến API của một ứng dụng khác (server). Yêu cầu này thường bao gồm một URL, phương thức HTTP (GET, POST, PUT, DELETE), và có thể kèm theo dữ liệu hoặc tham số.
• Xử lý yêu cầu: Server nhận yêu cầu và xử lý nó. Quá trình này có thể bao gồm việc truy xuất dữ liệu từ cơ sở dữ liệu, thực hiện các tính toán, hoặc gọi đến các dịch vụ khác.
• Phản hồi (Response): Sau khi xử lý xong, server gửi lại phản hồi cho client. Phản hồi này thường ở dạng JSON hoặc XML và chứa dữ liệu hoặc thông tin về kết quả của yêu cầu.
• Hiển thị kết quả: Client nhận phản hồi và hiển thị kết quả cho người dùng hoặc tiếp tục xử lý dữ liệu theo yêu cầu của ứng dụng.

Ví dụ: Khi bạn sử dụng một ứng dụng thời tiết để xem dự báo, ứng dụng đó sẽ gửi yêu cầu đến API của dịch vụ thời tiết, nhận phản hồi chứa thông tin dự báo, và hiển thị thông tin đó trên màn hình của bạn.

6. API REST là gì?

• REST API (Representational State Transfer) là một kiểu kiến trúc API phổ biến, được thiết kế để tận dụng các phương thức HTTP tiêu chuẩn. Dưới đây là một số điểm chính về REST API: Phương thức HTTP: REST API sử dụng các phương thức HTTP như:
• GET: Lấy dữ liệu từ máy chủ.
• POST: Gửi dữ liệu mới đến máy chủ.
• PUT: Cập nhật dữ liệu hiện có trên máy chủ.
• DELETE: Xóa dữ liệu trên máy chủ.
• Tài nguyên (Resources): Trong REST, mọi thứ đều được coi là một tài nguyên và mỗi tài nguyên được xác định bằng một URL duy nhất. Ví dụ, một tài nguyên người dùng có thể có URL như https://api.example.com/users/1.
• Stateless: REST API không lưu trữ trạng thái của khách hàng giữa các yêu cầu. Mỗi yêu cầu từ khách hàng đến máy chủ phải chứa tất cả thông tin cần thiết để hiểu và xử lý yêu cầu đó.
• Định dạng dữ liệu: REST API thường sử dụng JSON hoặc XML để trao đổi dữ liệu giữa máy khách và máy chủ. JSON hiện nay phổ biến hơn do tính dễ đọc và nhẹ.
• HATEOAS (Hypermedia As The Engine Of Application State): Một nguyên tắc trong REST API là máy chủ có thể cung cấp các liên kết (hyperlinks) trong phản hồi để hướng dẫn máy khách về các hành động tiếp theo có thể thực hiện.
• REST API rất linh hoạt và dễ sử dụng, đó là lý do tại sao nó được ưa chuộng trong việc phát triển các ứng dụng web và di động.

Những lợi ích của API REST

REST API mang lại nhiều lợi ích quan trọng, giúp nó trở thành lựa chọn phổ biến cho việc phát triển ứng dụng. Dưới đây là một số lợi ích chính:

• Dễ sử dụng và hiểu: REST API sử dụng các phương thức HTTP tiêu chuẩn, dễ hiểu và dễ sử dụng. Các nhà phát triển có thể nhanh chóng nắm bắt và triển khai.
• Tính linh hoạt: REST API có thể xử lý nhiều loại dữ liệu khác nhau và có thể được sử dụng với bất kỳ ngôn ngữ lập trình nào hỗ trợ HTTP.
• Hiệu suất cao: Do REST API sử dụng các phương thức HTTP nhẹ và không yêu cầu trạng thái, nó có thể xử lý các yêu cầu nhanh chóng và hiệu quả.
• Khả năng mở rộng: REST API có thể dễ dàng mở rộng để đáp ứng nhu cầu của các ứng dụng lớn và phức tạp. Các tài nguyên có thể được thêm vào hoặc cập nhật mà không ảnh hưởng đến các phần khác của API.
• Khả năng tương thích: REST API có thể hoạt động trên nhiều nền tảng và thiết bị khác nhau, từ máy tính đến điện thoại di động, giúp tăng cường khả năng tương thích và tích hợp.
• Bảo mật: REST API có thể sử dụng các cơ chế bảo mật tiêu chuẩn như HTTPS, OAuth để bảo vệ dữ liệu và xác thực người dùng.
• Hỗ trợ tốt cho các ứng dụng web và di động: REST API rất phù hợp cho các ứng dụng web và di động, nơi cần trao đổi dữ liệu nhanh chóng và hiệu quả.

7. Web API là gì?

Thời nay mà không biết Web API là gì thì hơi thiệt thòi. Đây là dạng API được sử dụng rất phổ biến trong hầu hết các website.

Hiểu đơn giản, web API là phương thức cho phép các ứng dụng web riêng biệt có thể giao tiếp, trao đổi dữ liệu qua lại với nhau. Nhờ đó, người dùng có thể kết nối và cập nhật cơ sở dữ liệu một cách đơn giản nhanh chóng.

Ví dụ phổ biến nhất là khi bạn dùng tài khoản của Google để đăng nhập vào mạng xã hội như Facebook. Lúc này, cả Google và Facebook đều sẽ phải hiểu giao thức Web API là gì để kết nối dữ liệu với nhau.

Web API hỗ trợ RESTul với đầy đủ các phương thức như Get, Post, Put, Delete dữ liệu. Nó cũng hỗ trợ đầy đủ các thành phần HTTP nên giúp bạn xây dựng các HTTP service một cách đơn giản nhanh chóng.

Ưu và nhược điểm của Web API

Mỗi một ứng dụng bất kỳ đều có những ưu nhược điểm riêng, hỗ trợ tốt cho các ứng dụng. Vì vậy mà web API cũng không ngoại lệ:

Ưu điểm

• Web API được sử dụng hầu hết trên các ứng dụng desktop, ứng dụng mobile và ứng dụng website.
• Linh hoạt với các định dạng dữ liệu khi trả về client: Json, XML hay định dạng khác.
• Nhanh chóng xây dựng HTTP service: URI, request/response headers, caching, versioning, content formats và có thể host trong ứng dụng hoặc trên IIS.
• Mã nguồn mở, hỗ trợ chức năng RESTful đầy đủ, sử dụng bởi bất kì client nào hỗ trợ XML, Json.
• Hỗ trợ đầy đủ các thành phần MVC như: routing, controller, action result, filter, model binder, IoC container, dependency injection, unit test.
• Giao tiếp hai chiều được xác nhận trong các giao dịch, đảm bảo độ tin cậy cao.

Nhược điểm

• Web API chưa hoàn toàn phải là RESTful service, mới chỉ hỗ trợ mặc định GET, POST
• Để sử dụng hiệu quả cần có kiến thức chuyên sâu, có kinh nghiệm backend tốt
• Tốn thời gian và chi phí cho việc phát triển, nâng cấp và vận hành
• Có thể gặp vấn đề về bảo mật khi hệ thống bị tấn công nếu không giới hạn điều kiện kỹ thuật.

8. Tiện ích tích hợp API là gì?

Tiện ích tích hợp API (API integration) là quá trình kết nối và sử dụng các API để cho phép các ứng dụng hoặc hệ thống khác nhau giao tiếp và trao đổi dữ liệu với nhau. Dưới đây là một số điểm chính về tiện ích tích hợp API:

• Kết nối hệ thống: Tích hợp API cho phép các hệ thống khác nhau kết nối và làm việc cùng nhau một cách liền mạch. Ví dụ, một ứng dụng thương mại điện tử có thể tích hợp API của dịch vụ thanh toán để xử lý giao dịch trực tuyến.
• Tự động hóa quy trình: Bằng cách sử dụng API, các quy trình có thể được tự động hóa, giảm thiểu sự can thiệp của con người và tăng hiệu quả. Ví dụ, một hệ thống quản lý kho có thể tự động cập nhật số lượng hàng tồn kho khi có đơn hàng mới.
• Mở rộng tính năng: Tích hợp API cho phép các ứng dụng mở rộng tính năng của mình bằng cách sử dụng các dịch vụ bên ngoài. Ví dụ, một ứng dụng di động có thể tích hợp API của dịch vụ bản đồ để cung cấp tính năng định vị cho người dùng.
• Trao đổi dữ liệu: API giúp các ứng dụng trao đổi dữ liệu một cách nhanh chóng và an toàn. Ví dụ, một ứng dụng quản lý khách hàng (CRM) có thể tích hợp API của dịch vụ email để gửi email tự động cho khách hàng.
• Tăng cường trải nghiệm người dùng: Bằng cách tích hợp các dịch vụ và tính năng từ các API khác nhau, các ứng dụng có thể cung cấp trải nghiệm người dùng tốt hơn và phong phú hơn.

9. Làm thế nào để tạo API ?

Để tạo một API, bạn có thể làm theo các bước cơ bản sau:

1. Lên kế hoạch cho API: Xác định mục tiêu và chức năng của API. Bạn cần quyết định các điểm cuối (endpoints) và phương thức HTTP (GET, POST, PUT, DELETE) mà API sẽ hỗ trợ.
2. Xây dựng API: Chọn ngôn ngữ lập trình và framework phù hợp. Ví dụ, bạn có thể sử dụng Node.js với Express, Python với Flask hoặc Django, hoặc Java với Spring Boot.
3. Kiểm thử API: Sử dụng các công cụ như Postman hoặc Insomnia để kiểm tra các điểm cuối của API và đảm bảo chúng hoạt động đúng.
4. Lập tài liệu cho API: Viết tài liệu chi tiết về cách sử dụng API, bao gồm các điểm cuối, tham số, và ví dụ về yêu cầu và phản hồi.
5. Triển khai API: Đưa API lên một máy chủ hoặc dịch vụ đám mây như AWS, Azure, hoặc Heroku để người dùng có thể truy cập.

10. Kiểm thử API là gì?

Kiểm thử API (API Testing) là quá trình kiểm tra các điểm cuối (endpoints) của một API để đảm bảo rằng chúng hoạt động đúng như mong đợi. Dưới đây là một số khía cạnh chính của kiểm thử API:

• Kiểm tra chức năng: Đảm bảo rằng các điểm cuối của API hoạt động đúng với các yêu cầu chức năng đã định nghĩa. Ví dụ, kiểm tra xem API có trả về dữ liệu đúng khi nhận được yêu cầu hợp lệ không.
• Kiểm tra hiệu suất: Đánh giá tốc độ phản hồi và khả năng chịu tải của API. Điều này bao gồm kiểm tra xem API có thể xử lý một lượng lớn yêu cầu trong một khoảng thời gian ngắn hay không.
• Kiểm tra bảo mật: Đảm bảo rằng API được bảo vệ khỏi các lỗ hổng bảo mật. Điều này bao gồm kiểm tra xác thực, ủy quyền và mã hóa dữ liệu.
• Kiểm tra tính tương thích: Đảm bảo rằng API hoạt động tốt trên các môi trường và thiết bị khác nhau.
• Kiểm tra lỗi: Xác định và xử lý các lỗi có thể xảy ra khi API nhận được các yêu cầu không hợp lệ hoặc gặp sự cố.

Kết luận

API đóng vai trò then chốt trong việc kết nối các hệ thống phần mềm, giúp frontend và backend giao tiếp hiệu quả, đồng thời mở ra khả năng tích hợp linh hoạt giữa các nền tảng và dịch vụ. Việc hiểu rõ các loại API như REST, GraphQL hay Webhook không chỉ giúp lập trình viên lựa chọn giải pháp phù hợp cho từng tình huống cụ thể, mà còn nâng cao hiệu suất phát triển và mở rộng hệ thống. Trong kỷ nguyên công nghệ số hiện nay, nắm vững kiến thức về API là một lợi thế lớn cho bất kỳ ai làm việc trong lĩnh vực phát triển phần mềm.