API در برنامه نویسی چیست؟ | راهنمای جامع برای مبتدیان

API در برنامه نویسی و توسعه نرم‌افزار یکی از عناصر مهم است که برای ارتباط و تبادل اطلاعات بین برنامه‌ها و سرویس‌های مختلف استفاده می‌شود. این رابط‌ها امکان اتصال به سرویس‌های دیگر، انجام درخواست‌ها و دریافت پاسخ‌ها را فراهم می‌کنند.

در این مقاله، به بررسی اصول عملکرد API، انواع مختلف آن، فواید و نقش آن در توسعه نرم‌افزارها خواهیم پرداخت. همچنین، تفاوت‌های مهمی نظیر SOAP و REST API و نقش ویژه Webhook در ارتباطات برنامه‌نویسی را نیز بررسی خواهیم کرد. به همراه مثال‌های عملی، این مقاله به شما کمک می‌کند تا تسلط بیشتری به دنیای API و اهمیت آن در توسعه نرم‌افزارها پیدا کنید.

API در برنامه نویسی چیست؟

API یا رابط برنامه‌نویسی اپلیکیشن  و یا (Application Programming Interface) نوعی واسط نرم‌افزاری است که به دو برنامه اجازه می‌دهد تا با یکدیگر ارتباط برقرار کنند و اطلاعات را به اشتراک بگذارند. این واسطه نقش مهمی در اتصال و تبادل اطلاعات بین نرم‌افزارها و سرویس‌های مختلف ایفا می‌کند. API در برنامه نویسی تعریف‌ها و پروتکل‌های مشخصی دارند که به برنامه‌نویسان کمک می‌کنند تا بتوانند به درستی با آن‌ها ارتباط برقرار کنند.

API ها به تنظیم قوانین و مقررات مشخصی برای ارتباط بین برنامه‌ها اجازه می‌دهند و این ارتباط‌ها به صورت درخواست و پاسخ انجام می‌شوند. از API ها در انواع نرم‌افزارها و پلتفرم‌ها برای انتقال داده‌ها و ارتباط با سرویس‌های دیگر استفاده می‌شود.

API ها چطور کار میکنند؟

نحوه کارکرد api ها به صورت کلی به چهار مرحله زیر خلاصه میشود:

1. درخواست API (API Request): ابتدا، یک برنامه یا سیستم دیگر درخواستی به API می‌فرستد. این درخواست شامل نوع عملیات و پارامترهای مورد نیاز می‌شود.

2. پردازش درخواست (Request Processing): سرور یا سیستمی که API را ارائه می‌دهد، درخواست را پردازش می‌کند. این شامل اعتبارسنجی درخواست و اجرای عملیات مورد نظر است.

3. ارسال پاسخ (Sending a Response): پس از پردازش، API سرور یک پاسخ به فرستنده درخواست ارسال می‌کند. این پاسخ شامل داده‌های مورد نیاز یا نتیجه عملیات است.

4. پردازش پاسخ (Response Processing): برنامه یا سیستم درخواست‌کننده پاسخ را دریافت و پردازش می‌کند تا از اطلاعات مورد نیاز برای عملیات خود استفاده کند.

API‌ها می‌توانند با استفاده از معماری‌های مختلف مانند REST (Representational State Transfer) یا SOAP (Simple Object Access Protocol) پیاده‌سازی شوند. این معماری‌ها تعیین می‌کنند چگونه درخواست‌ها و پاسخ‌ها ساختاردهی می‌شوند.

معمولاً API‌ها به عنوان واسطه‌ای بین برنامه‌ها و سرویس‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند تا اطلاعات به اشتراک گذاشته شود و عملیات مختلف انجام شود.

انواع API ها کدام هستند؟

API های عمومی (Public APIs): این نوع API ها به صورت عمومی در دسترس هستند و توسط توسعه‌دهندگان مستقل برای اتصال به سرویس‌های خارجی مورد استفاده قرار می‌گیرند. مثال: API های Google Maps یا Twitter.

API های مشارکتی (Partner APIs): این API ها برای تبادل اطلاعات بین شرکای تجاری استفاده می‌شوند. تعامل اکثراً بین سازمان‌ها یا شرکت‌های همکار رخ می‌دهد.

API های داخلی (Internal APIs): این نوع API ها درون سازمانی برای اتصال بین سیستم‌ها و برنامه‌های مختلف داخل سازمان مورد استفاده قرار می‌گیرند.

API های ترکیبی (Composite APIs): این API ها به منظور ترکیب داده‌ها از چندین منبع مختلف به یک پایگاه داده یا سرویس استفاده می‌شوند. این ترکیب ممکن است داده‌هایی از API های دیگر یا دیتابیس‌ها باشد.

همچنین، API ها می‌توانند از دستورات مختلفی مانند GET، POST، PUT، PATCH و DELETE برای انجام عملیات مختلف استفاده کنند. 

پیشنهاد مطالعه: معرفی 10 پروژه مبتدی پایتون برای افزایش مهارت و شانس استخدام

چرا از API در برنامه نویسی استفاده کنیم؟

استفاده از API یکی از مهم‌ترین و رایج‌ترین عناصر در برنامه‌نویسی مدرن است و دارای مزایای بسیاری است. در زیر تعدادی از این مزایا ذکر شده است:

1. تجدید استفاده کد: API ها به برنامه‌نویسان امکان می‌دهند که به سادگی واحد‌های کدی را برای انجام وظایف مشخصی استفاده کنند. این تجدید استفاده از کد، زمان و تلاش برنامه‌نویسان را به شدت کاهش می‌دهد.

2. توسعه سریع: با استفاده از API در برنامه نویسی، برنامه‌نویسان می‌توانند به سرعت و با دقت ویژگی‌های جدید به برنامه‌ها اضافه کنند. این به توسعه سریع و اصلاح اشکالات برنامه کمک می‌کند.

3. اتصال به خدمات خارجی: API ها به برنامه‌نویسان اجازه می‌دهند که با سیستم‌ها و خدمات خارجی ارتباط برقرار کنند. این امکان می‌دهد تا اطلاعات و عملکرد از منابع مختلف مثل وب‌سرویس‌ها، پایگاه‌داده‌ها و سیستم‌های دیگر در برنامه‌ها یا وب‌سایت‌ها به اشتراک گذاشته شوند.

4. پایداری و نگهداری: با تغییرات در سیستم اصلی، اغلب API ها بدون تغییر در رابط کاربری برنامه قابل استفاده هستند. این به برنامه‌نویسان این امکان را می‌دهد که به راحتی سیستم را به‌روز نگه دارند.

5. استانداردسازی: API ها معمولاً بر اساس استانداردهای مشخصی طراحی می‌شوند که به ارتقاء کیفیت و امنیت نرم‌افزارها کمک می‌کنند. این استانداردها به برنامه‌نویسان کمک می‌کنند تا به راحتی درک و استفاده از API ها را یاد بگیرند.

6. امنیت: API ها می‌توانند امنیت برنامه‌ها را افزایش دهند، زیرا اجازه می‌دهند تا دسترسی به منابع و اطلاعات تنها به کسانی داده شود که مجاز هستند.

7. امکانات و ویژگی‌های گسترده: با استفاده از API ها، برنامه‌نویسان می‌توانند به راحتی به امکانات و ویژگی‌های گسترده‌تری دسترسی پیدا کنند و از آن‌ها بهره‌برداری کنند.

در کل، استفاده از API ها به برنامه‌نویسان این امکان را می‌دهد که برنامه‌ها و وب‌سایت‌ها را بهبود بخشند، توسعه دهند، انعطاف‌پذیری بیشتری داشته باشند و از منابع خارجی بهره‌برداری کنند.

چند مورد رایج استفاده از API 

استفاده از واسطه‌های برنامه‌نویسی (API) در بسیاری از حوزه‌ها و برنامه‌های مختلف بسیار رایج است. در زیر چند مورد از کاربردهای رایج API آمده است:

1. اتصال به سرویس‌های شبکه اجتماعی: شبکه‌های اجتماعی مانند Facebook، Twitter، Instagram و LinkedIn امکان استفاده از API را فراهم کرده‌اند تا برنامه‌ها و وب‌سایت‌ها بتوانند به اطلاعات کاربران دسترسی پیدا کنند و پست‌ها و اطلاعات را به اشتراک بگذارند.

2. پرداخت آنلاین: شرکت‌های مانند PayPal، Stripe و Square API‌هایی ارائه می‌دهند که به کسب‌وکارها این امکان را می‌دهد تا پرداخت‌های آنلاین را در وب‌سایت‌ها و برنامه‌های خود پذیرفته و مدیریت کنند.

3. مدیریت ایمیل: سرویس‌های ایمیل معروف مانند Gmail، Outlook و Mailchimp API‌هایی ارائه می‌دهند تا برنامه‌ها و ابزار‌ها به ایمیل‌ها دسترسی داشته باشند و بتوانند ایمیل‌ها را ارسال، دریافت و مدیریت کنند.

4. جستجو و موتورهای جستجو: موتورهای جستجو معروف مانند Google و Bing از API استفاده می‌کنند تا توسعه‌دهندگان بتوانند جستجوی وب را به سایت‌ها و برنامه‌های خود اضافه کنند.

5. نقشه‌ها و مکان‌یابی: سرویس‌های مانند Google Maps و Mapbox API‌هایی ارائه می‌دهند که به توسعه‌دهندگان این امکان را می‌دهند تا نقشه‌ها و اطلاعات مکانی را به برنامه‌ها و وب‌سایت‌های خود اضافه کنند.

6. اطلاعات مالی: برنامه‌های مالی و بورسی از API برای دسترسی به اطلاعات بازار سهام، تبادل ارز و اطلاعات مالی دیگر استفاده می‌کنند.

7. اتصال به دیگر سامانه‌ها: بسیاری از برنامه‌ها نیاز به ارتباط با سامانه‌های دیگر دارند. به عنوان مثال، برنامه‌های CRM (مدیریت ارتباط با مشتری)، ERP (برنامه مدیریت منابع شرکت) و سیستم‌های پایگاه داده ممکن است از API برای تبادل داده با دیگر برنامه‌ها و سامانه‌ها استفاده کنند.

8. امنیت و تشخیص تخلف: بسیاری از شرکت‌ها از API برای مانیتورینگ فعالیت‌های مخرب و تشخیص تخلف‌های امنیتی در شبکه‌های خود استفاده می‌کنند.

این فقط چند مثال از کاربردهای رایج API هستند، و API در حال حاضر در اکثر حوزه‌های فناوری اطلاعات و برنامه‌نویسی وجود دارند و به توسعه‌دهندگان این امکان را می‌دهند تا سرویس‌ها و برنامه‌های خود را گسترش دهند و از منابع داده و خدمات دیگر بهره‌برند.

پیشنهاد مطالعه: 10 اشتباه برنامه نویسی در پایتون که مبتدی‌ها انجام میدن

پروتکل های API در برنامه نویسی کدام ها هستند؟

 پروتکل‌ها به عنوان قواعد و الگوهای مشخصی برای ارتباط و تبادل داده بین برنامه‌ها عمل می‌کنند. در زیر چند پروتکل معروف برای اتصال به API‌ها ذکر شده است:

HTTP (Hypertext Transfer Protocol): این پروتکل برای ارتباط و تبادل اطلاعات در وب به کار می‌رود. بیشتر API‌ها از HTTP یا HTTPS (نسخه امن HTTP) برای ارسال درخواست‌ها و دریافت پاسخ‌ها استفاده می‌کنند. REST و SOAP نیز دو الگوی معروف برای پیاده‌سازی API‌های وبی با استفاده از HTTP هستند.

2REST (Representational State Transfer) : REST یک الگوی معماری برای ایجاد API‌ها است که بر اساس منابع و عملیات متعامل بر روی منابع مبتنی است. این الگو از HTTP متد‌ها (GET، POST، PUT، DELETE و غیره) برای انجام عملیات‌ها استفاده می‌کند.

3SOAP (Simple Object Access Protocol) : SOAP یک پروتکل بر مبنای XML است که برای تبادل پیغام‌ها و اطلاعات بین سیستم‌ها استفاده می‌شود. این پروتکل به صورت زمان‌واقعی کار می‌کند و پیغام‌ها را با استفاده از XML و پروتکل‌های دیگر (مانند HTTP) ارسال می‌کند.

GraphQL : یک زبان پرس و جوی داده است که توسط Facebook توسعه داده شده است. این پروتکل به توسعه‌دهندگان امکان می‌دهد تا درخواست‌های دقیقی برای داده‌ها ارسال کنند و تنها اطلاعات مورد نیاز خود را دریافت کنند. این به توسعه‌دهندگان انعطاف بیشتری در انتخاب داده‌ها و مدیریت ارتباط با API می‌دهد.

5gRPC: یک سیستم ارتباطی بین سرور و مشتری برای توسعه‌دهندگان است که بر اساس Protocol Buffers (protobuf) و HTTP/2 است. این پروتکل به صورت موثر و سریع عمل می‌کند و به زبان‌های متعددی پشتیبانی می‌کند.

WebSocket : یک پروتکل ارتباطی است که ارتباط دائمی بین مشتری و سرور ایجاد می‌کند. این برای ارتباطات داده‌های زمان‌واقعی، مانند چت آنلاین یا بروزرسانی زمان واقعی در برنامه‌ها استفاده می‌شود.

همچنین باید توجه داشت که بسته به نیاز‌ها و مورد استفاده خاص شما، ممکن است باید از پروتکل‌های دیگر نیز استفاده کنید یا پروتکل‌های خاص به برنامه‌های خود اضافه کنید.

تفاوت بین soap و restapi در چیست؟

فرمت داده:

   - SOAP:  از XML به عنوان فرمت داده استفاده می‌کند. اطلاعات در پیام‌های SOAP به صورت XML ساختاردهی شده‌اند.

   - REST:  از انواع مختلفی از فرمت‌های داده مانند XML، JSON، HTML و غیره استفاده می‌کند، اما معمولاً برای ارتباطات وب از JSON به عنوان فرمت داده استفاده می‌شود.

پروتکل ارتباطی:

   - SOAP: معمولاً برای ارتباطات از پروتکل‌های مختلفی مانند HTTP، SMTP و غیره استفاده می‌کند. معمولاً برای ارتباطات در دامنه وب از HTTP یا HTTPS استفاده می‌شود.

   - REST:  معمولاً از پروتکل HTTP یا HTTPS برای ارتباطات استفاده می‌کند.

مدل ارتباطی:

   - SOAP: بر مبنای ایجاد یک مدل ارتباطی معماری سرور-مشتری (Server-Client) است. این به معنای ارسال درخواست به سرور و دریافت پاسخ از سرور است.

   - REST: بر اساس معماری مبتنی بر منابع (Resource-Based) است و منابع به وسیله URL‌ها (Uniform Resource Locators) شناسایی می‌شوند. عملیات مختلف (GET، POST، PUT، DELETE و غیره) بر روی این منابع انجام می‌شوند.

سیستم انتقال:

   - SOAP: معمولاً برای ارتباطات بین سیستم‌های مختلف (cross-platform) مناسب است و قابلیت‌های امنیتی قوی‌تری دارد.

   - REST: مناسب برای ارتباطات درون یک سیستم (intra-system) و برنامه‌های وب مخصوصاً در محیط اینترنتی است.

پیچیدگی:

   - SOAP: معمولاً پیچیده‌تر از REST است و برای ایجاد پیام‌ها نیاز به بیشترین تعداد کد و تنظیمات دارد.

   - REST: به دلیل سادگی در ایجاد و استفاده، معمولاً در مقایسه با SOAP ساده‌تر است.

کارایی:

   - SOAP: ممکن است به دلیل پیچیدگی بیشتر، انتقال حجم بزرگتری از داده و افزایش بار سرور در مقایسه با REST داشته باشد.

   - REST: به دلیل سادگی و استفاده از فرمت‌های خفیف‌تر معمولاً کارایی بهتری دارد.

انتخاب بین SOAP و REST به میزان پیچیدگی پروژه، نیازهای امنیتی، محیط و تیم توسعه‌دهنده بستگی دارد. هر دو الگو به صورت گسترده در صنایع و برنامه‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند.

تفاوت API و Webhook در چیست؟

API و Webhook دو روش مختلف برای ارتباط و تبادل اطلاعات بین برنامه‌ها و سیستم‌ها هستند، و هر کدام دارای ویژگی‌ها و کاربردهای خاص خود هستند. در زیر تفاوت‌های اصلی بین API و Webhook ذکر شده است:

API (Application Programming Interface):

1. درخواست مبتنی بر مشتری: در استفاده از API، مشتری (کلاینت) به صورت فعال درخواست به سرور می‌فرستد تا اطلاعات را دریافت کند. در این روش، کلاینت مسئول درخواست‌ها و زمانی که اطلاعات را می‌خواهد، مشخص است.

2. سینکرون: API‌ها معمولاً درخواست و پاسخ‌هایی سینکرون ایجاد می‌کنند. به عبارت دیگر، کلاینت منتظر پاسخ از سرور می‌ماند و سیستم درخواست‌ها را در همان لحظه پردازش می‌کند.

3. کلیه داده: در استفاده از API، کلاینت باید هر داده‌ای که نیاز دارد، با ارسال درخواست مناسب از سرور دریافت کند. به این معناست که ممکن است اطلاعات اضافی هم در درخواست باشد.

Webhook:

1. درخواست مبتنی بر رویداد: در Webhook، سرور یا سیستم مقداری از داده را به کلاینت ارسال می‌کند هنگامی که یک رویداد خاص رخ داده است. در اینجا کلاینت مشتری نیازی به درخواست فعال برای دریافت اطلاعات ندارد و اطلاعات به صورت پس‌فرستاده (push) به او می‌رسد.

2. آسینکرون: Webhook ها معمولاً درخواست‌ها و پاسخ‌ها را آسینکرون ایجاد می‌کنند، به این معنا که کلاینت نمی‌ماند تا اطلاعات را در همان لحظه دریافت کند. به او پس از وقوع رویداد اطلاعات ارسال می‌شود.

3. اطلاعات خاص: در Webhook، اطلاعات مشخصی که با وقوع رویداد مرتبط است، به کلاینت ارسال می‌شود. به عبارت دیگر، کلاینت نهایتاً اطلاعات مرتبط با رویداد مشخص را دریافت می‌کند.

در کل، اصلی‌ترین تفاوت بین API و Webhook این است که API مبتنی بر درخواست کلاینت است و مشتری باید به صورت فعال درخواست‌ها را ارسال کند. در مقابل، Webhook مبتنی بر رویداد و پوش است، به عبارت دیگر، سرور یا سیستم به صورت فعال اطلاعات را به کلاینت ارسال می‌کند هنگامی که یک رویداد مشخص رخ می‌دهد. هرکدام از این روش‌ها برای موارد مختلف و معمولاً در متناسب با نیاز‌های موردی خاص به کار می‌رود.

سوالات متداول

1. API چیست؟

API (رابط برنامه‌نویسی کاربردی) مجموعه‌ای از پروتکل‌ها و ابزارها است که به برنامه‌ها اجازه می‌دهد با یکدیگر ارتباط برقرار کنند.

2. API چه کاربردی دارد؟

API به برنامه‌ها امکان می‌دهد تا داده‌ها و عملکردهای مختلف را به اشتراک بگذارند و به‌صورت یکپارچه با سرویس‌ها و سیستم‌های دیگر تعامل کنند.

3. آیا API فقط برای توسعه‌دهندگان حرفه‌ای است؟

خیر، API‌ها برای همه سطوح از برنامه‌نویسان قابل استفاده هستند و حتی مبتدیان نیز می‌توانند با API‌های ساده کار کنند و به توسعه پروژه‌های خود بپردازند.

4. چگونه از یک API استفاده کنم؟

برای استفاده از API، باید درخواست‌هایی مانند GET یا POST به سرور ارسال کرده و پاسخ‌ها را پردازش کنید. اغلب API‌ها مستندات جامعی برای راهنمایی دارند.

5. تفاوت بین API عمومی و خصوصی چیست؟

API عمومی برای استفاده همه کاربران باز است و به‌طور رایگان یا با محدودیت‌های جزئی ارائه می‌شود، در حالی که API خصوصی تنها برای کاربران خاص یا درون سازمانی در دسترس است.

سخن پایانی

در پایان این مقاله، ما به دنیای API در برنامه نویسی نگاهی انداختیم و اهمیت این رابط‌ها در توسعه نرم‌افزارها و ارتباط بین سرویس‌ها را مورد بررسی قرار دادیم. API‌ها نه تنها ابزاری برای تبادل اطلاعات، بلکه ابزاری برای توسعه سریع و ایجاد ارتباطات مؤثر در دنیای مدرن برنامه‌نویسی هستند.

از تفاوت‌های معماری‌های SOAP و REST API گرفته تا نقش و تأثیر Webhook در ارتباطات برنامه‌نویسی، اطلاعات به دست آمده از این مقاله به شما کمک خواهند کرد تا بهترین انتخاب‌ها را در پروژه‌های خود انجام دهید. با توجه به توسعه روزافزون دنیای فناوری، دانش و درک از API‌ها از اهمیت بی‌پایانی برخوردار است و به شما کمک خواهد کرد تا به یک برنامه‌نویس مؤثر تبدیل شوید.