RESTFUL API چیست؟ راهنمای جامع به زبان ساده + کاربردها

تاریخچه RESTFUL API و مسیر تغییر دنیای وب

داستان ظهور این فناوری به سال ۲۰۰۰ میلادی باز می‌ گردد. در آن زمان، روش‌ های موجود برای جابه‌ جایی اطلاعات بسیار سنگین و پیچیده بودند. "روی فیلدینگ" در پایان‌ نامه دکتری خود، مجموعه‌ ای از اصول و محدودیت‌ ها را معرفی کرد که امروزه ما آن را به عنوان REST می‌ شناسیم. او با هوشمندی تمام، از ساختار ساده و قدرتمند پروتکل HTTP الهام گرفت تا راهکاری ارائه دهد که سرعت و انعطاف‌ پذیری وب را به شدت افزایش دهد.

این ایده به قدری کارآمد بود که به سرعت باعث ایجاد یک انقلاب در دنیای توسعه نرم‌ افزار شد. در واقع، بسیاری از افرادی که امروزه در دوره‌ های آموزش پایتون شرکت می‌ کنند، در همان ابتدای مسیر با کتابخانه‌ های محبوبی آشنا می‌ شوند که کارشان تعامل با همین معماری است. برای درک بهتر این که RESTFUL API چیست، باید بدانید که این ابزار باعث شد تا حتی سرویس‌ های بزرگی مانند آمازون و گوگل نیز به سمت این استاندارد کوچ کنند و شیوه‌ های قدیمی را کنار بگذارند.

پیش نیازهای یادگیری RESTFUL API چیست؟

اگر می‌ خواهید وارد دنیای حرفه ای برنامه نویسی شوید و بدانید مسیر صحیح آموزش RESTFUL API چیست، باید ابتدا چند مفهوم پایه را به خوبی یاد بگیرید. بدون تسلط بر این موارد، درک عمیق RESTFUL API برای شما دشوار خواهد بود:

• درک مفاهیم وب و پروتکل HTTP: شما باید بدانید که مرورگرها چگونه با سرور صحبت می‌ کنند و متد های اصلی مانند GET و POST چه تفاوتی با هم دارند.

• آشنایی با فرمت JSON: از آنجا که اکثر داده‌ ها در این معماری با این فرمت جابه جا می‌ شوند، شناخت ساختار آن برای هر برنامه نویسی الزامی است.

• شناخت زبان های برنامه نویسی: فرقی نمی‌ کند از چه زبان برنامه نویسی استفاده می کنید، در هر صورت باید با منطق کد نویسی آشنا باشید.

• مفهوم کلاینت و سرور: باید به خوبی درک کنید که همیشه یک طرف درخواست می‌ دهد (کلاینت) و طرف دیگر پاسخ را آماده می‌ کند (سرور).

در تصویر زیر درخواست از API را مشاهده می کنیم :

برای برقراری ارتباط با API ها و دریافت داده، از ابزارهای مختلفی می‌توان استفاده کرد. رایج‌ ترین روش در محیط ترمینال، استفاده از دستور cURL است. با این حال، اگر ترجیح می‌ دهید در محیطی گرافیکی و کاربر پسندتر کار کنید، ابزارهایی مانند Postman یا افزونه‌ های مرورگر (مثل REST Client) انتخاب‌ های فوق‌ العاده‌ ای هستند که مدیریت درخواست‌ ها را برای شما ساده‌ تر می‌ کنند.

در ادامه چیزی که در تصویر می بینید پاسخی است که از API دریافت کرده ایم:

مقایسه و تفاوت‌ های اصلی RESTFUL API با سایر متدها

در دنیای برنامه نویسی، اسامی و اصطلاحات شباهت زیادی به هم دارند، اما درک تفاوت های کوچک آن ها بسیار مهم است. برای اینکه به طور دقیق بدانید RESTFUL API چیست، باید بتوانید آن را از مفاهیم مشابه و رقبای قدیمی‌ اش تشخیص دهید.

تفاوت REST و RESTFUL به زبان ساده

بسیاری از افراد به اشتباه این دو کلمه را به جای هم به کار می‌ برند. اما اگر بخواهیم خیلی ساده بگوییم، REST نام یک سبک معماری و مجموعه‌ ای از قوانین مشخص است. در مقابل، به سیستمی که از این قوانین پیروی می‌ کند، RESTFUL می‌ گویند. در واقع وقتی شما در حال گذراندن دوره RESTFUL  API هستید، یاد می‌ گیرید که چگونه قوانینی را پیاده سازی کنید که خروجی کار شما را به یک سرویس "رست فول" تبدیل کند. در نتیجه REST تئوری ماجرا و RESTFUL اجرای عملی آن در کد نویسی است.

تفاوت‌ های کلیدی REST و SOAP

در واقع REST یک سبک معماری سبک و منعطف بر پایه پروتکل HTTP است، در حالی که SOAP یک پروتکل سنگین، پیچیده و سخت‌ گیرانه است که عمدتا از قالب XML برای تبادل داده‌ ها استفاده می‌ کند. فرق rest و restful باعث شده تا درک این دو مفهوم برای بسیاری از برنامه نویسان به یک چالش اساسی تبدیل شود. برای درک بهتر این که چرا توسعه دهندگان امروزه از روش‌ های قدیمی فاصله گرفته‌ اند، می‌ توان به موارد زیر اشاره کرد:

• انعطاف پذیری در فرمت داده: بر خلاف SOAP که فقط از XML پشتیبانی می‌ کند، در اینجا شما می‌ توانید از JSON که بسیار سبک‌ تر است استفاده کنید.
• سرعت جا به جایی اطلاعات: به دلیل ساختار ساده‌ تر، این معماری در مقایسه با SOAP پهنای باند کمتری مصرف کرده و پاسخ‌ ها را سریع‌ تر ارسال می‌ کند.
• سهولت در توسعه: اکثر کسانی که در حال گذراندن دوره های سیستمی پیچیده هستند، بسیار سریع‌ تر با ساختار REST ارتباط برقرار می‌ کنند تا پیچیدگی‌ های SOAP.

REST API چطور کار می‌ کند؟

در پاسخ به این سوال که RESTFUL API چیست و چگونه کار می‌ کند، باید به مکانیزم ساده "درخواست و پاسخ" اشاره کرد. فرآیند به این صورت است که کلاینت مثلا مرورگر یا اپلیکیشن موبایل شما یک درخواست HTTP به سمت سرور ارسال می‌ کند تا اطلاعاتی را دریافت یا ویرایش کند.

این درخواست‌ ها که در واقع اساس کاربرد RESTFUL API در وب هستند، از چهار بخش اصلی تشکیل می‌ شوند:

• آدرس (URL): نشانی دقیق همان منبع یا داده‌ ای که به آن نیاز داریم.
• متد (Method): مشخص می‌ کند که چه عملیاتی باید انجام شود؛ مثلاً دریافت داده یا حذف آن.
• هدر (Header): شامل اطلاعات جانبی مهم مثل نوع داده یا کد های احراز هویت است.
• بدنه (Body): داده‌ هایی که کلاینت برای ذخیره یا تغییر، به سمت سرور می‌ فرستد.

پس از ارسال این موارد، سرور درخواست را پردازش کرده و نتیجه را در سریع‌ ترین زمان ممکن به کلاینت باز می‌ گرداند.

متدهای اصلی در RESTFUL API

برای اینکه بدانید نحوه عملکرد RESTFUL API چیست، باید با افعال یا متد هایی آشنا شوید که کلاینت از آن‌ ها برای صحبت با سرور استفاده می‌ کند. این متد ها مشخص می‌ کنند که قرار است چه نوع عملیاتی روی داده‌ ها انجام شود. یادگیری صحیح استفاده از این افعال، بخش مهمی از دوره آموزش RESTFUL API است. برای درک بهتر این که در یک پروژه واقعی کاربرد RESTFUL API چگونه است، می‌ توان به متدهای درج شده در جدول زیر اشاره کرد:

کاربرد RESTFUL API در دنیای واقعی 

در پاسخ به این که اصلی ترین کاربرد RESTFUL در کجای دنیای دیجیتال است، باید گفت این فناوری وظیفه اتصال و جابه جایی اطلاعات بین اپلیکیشن های موبایل، وب سایت ها و سرورها را بر عهده دارد. در واقع هر جا که نیاز باشد دو نرم افزار متفاوت با هم ارتباط برقرار کنند، این معماری وارد عمل می شود. برای درک بهتر این موضوع، می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• اپلیکیشن های موبایل: تمام داده هایی که در گوشی خود مشاهده می کنید، از طریق این استاندارد از سرور فراخوانی می شوند.

• درگاه های پرداخت: اتصال سایت های فروشگاهی به شبکه بانکی برای انجام تراکنش ها، یکی از حیاتی ترین نقش های این حوزه است.

• شبکه های اجتماعی: وقتی با اکانت گوگل خود در سایت های دیگر ثبت نام می کنید، از زیرساخت API چیست استفاده شده است.

• هوش مصنوعی و اینترنت اشیاء: دستگاه های هوشمند برای دریافت دستورات و ارسال وضعیت خود، به این معماری تکیه می کنند.

اصول ۶ گانه معماری RESTFUL API

اصول ۶ گانه RESTFUL API چیست؟ این اصول در واقع مجموعه‌ ای از محدودیت‌ ها و استانداردهایی هستند که می شود روی فیلدینگ آن‌ها را تعریف کرد تا یک سیستم بتواند به بالاترین سطح مقیاس پذیری و سرعت در وب برسد. اگر یک سیستم تمام این قواعد را رعایت کند، به آن یک سرویس کاملا "رست فول" گفته می‌ شود. برای درک بهتر این ساختار، می‌ توان به موارد زیر اشاره کرد.

جداسازی کلاینت از سرور (Client-Server)

این اصل می‌ گوید بخش رابط کاربری باید کاملا از بخش ذخیره سازی داده‌ ها جدا باشد تا هر دو بتوانند مستقل از هم پیشرفت کنند.

بدون وضعیت بودن (Stateless)

سرور نباید هیچ اطلاعاتی از درخواست‌ های قبلی کلاینت را ذخیره کند. هر درخواست باید به تنهایی کامل باشد و تمام اطلاعات لازم برای پردازش را همراه داشته باشد.

قابلیت کش گذاری (Cacheable)

 پاسخ‌ های سرور باید مشخص کنند که آیا کلاینت مجاز به ذخیره کردن آن داده است یا خیر؛ این کار سرعت لود را به شدت بالا می‌ برد.

سیستم لایه‌ بندی شده (Layered System)

کلاینت نباید بداند که مستقیما به سرور متصل شده یا در این میان لایه‌ های امنیتی و واسط دیگری وجود دارند.

رابط یکسان (Uniform Interface)

این مهم‌ ترین اصل است و تاکید دارد که شیوه ارتباط با سرور باید در تمام بخش‌ ها ثابت و استاندارد باشد.

کد در صورت نیاز (Code on Demand)

این اصل اختیاری است و به سرور اجازه می‌ دهد کدهای اجرایی (مثل جاوا اسکریپت) را برای کلاینت بفرستد تا در سمت کاربر اجرا شوند.

چالش‌ ها و محدودیت‌ های REST

علی رغم محبوبیت بالا، این معماری در پروژه های بسیار بزرگ با داده های پیچیده ممکن است باعث کندی یا مصرف بیش از حد ترافیک شود. در واقع هر ابزاری در کنار مزایای خود، نقاط ضعفی هم دارد که باید قبل از شروع پروژه به آن ها توجه کرد. برای پاسخ به سوال RESTFUL API چیست و درک بهتر این موضوع، می توان به چالش های زیر اشاره کرد:

• مشکل دریافت داده اضافه: در این معماری سرور معمولا تمام اطلاعات یک منبع را می فرستد، حتی اگر شما فقط به نام یک کاربر نیاز داشته باشید؛ این کار باعث اتلاف پهنای باند می شود.

• مشکل کمبود داده: گاهی برای نمایش یک صفحه ساده، اپلیکیشن مجبور می شود چندین درخواست مختلف به سرور ارسال کند که باعث افزایش تاخیر می شود.

• حجم بالای داده در ساختار JSON: اگرچه این فرمت خوانایی بالایی دارد، اما در مقایسه با پروتکل های باینری جدید، حجم بیشتری اشغال می کند.

• نبود استاندارد رسمی برای امنیت: برخلاف پروتکل های قدیمی، این سبک معماری استاندارد امنیتی داخلی ندارد و توسعه دهنده باید خودش پروتکل هایی مثل OAuth را پیاده سازی کند.

آموزش RESTFUL API، از کجا شروع کنیم؟

برای شروع آموزش RESTFUL API، باید یک مسیر مشخص و گام‌ به‌ گام را دنبال کنید تا مفاهیم از پایه در ذهن شما شکل بگیرد. این مراحل به شرح زیر می باشد:

• درک مفهوم API و تفاوت REST با سایر معماری‌ ها
• آشنایی با متدهای اصلی HTTP مثل GET، POST، PUT و DELETE
• یادگیری ساختار URL و Endpoint در RESTFUL API
• شناخت کدهای وضعیت پاسخ مثل 200، 404 و 500
• تمرین ارسال درخواست با ابزارهایی مثل Postman
• کار با داده‌ های JSON در درخواست و پاسخ
• تست یک API عمومی و بررسی خروجی‌ ها
• پیاده‌ سازی یک RESTful API ساده در یک زبان برنامه‌ نویسی
• مستندسازی و تست نهایی API

جمع بندی

در نهایت باید گفت که بدون این معماری، یکپارچگی میان وب سایت ها، اپلیکیشن های موبایل و سرویس های ابری امکان پذیر نمی باشد. سادگی و انعطاف پذیری بالای این روش باعث شده تا همچنان انتخاب اول غول های فناوری جهان باشد. اگر به دنبال جایگاه مناسب در بازار کار هستید، درک دقیق این که RESTFUL API چیست، اولین و حیاتی ترین قدم شما خواهد بود. با تسلط بر این مهارت، شما توانایی ساخت سیستم هایی را پیدا می کنید که به صورت استاندارد با تمام نرم افزارهای دنیا تعامل دارند. شما می توانید با شرکت در کلاس های آکادمی رایا پارس، این مسیر تخصصی را زیر نظر اساتید مجرب پشت سر بگذارید و با کسب مهارت های عملی، مسیر خود را برای ورود به دنیای حرفه ای هموار کنید.