Как создать REST API: 15 лучших практик [Полное руководство]

REST API (Representational State Transfer Application Programming Interfaces) стали стандартом для вeб-сервисов, обеспечивая работу более 83% всех веб-API по всему миру. Эти стандарты и правила облегчают общение между клиентами и серверами. REST API отлично подходят для современных веб-приложений благодаря своей масштабируемости, простоте и отсутствия состояния. А в связи с распространением облачных вычислений и микросервисов спрос на высококачественные REST API резко вырос. 

В этом руководстве мы рассмотрим основные методы и лучшие практики создания надежных, безопасных и эффективных REST API, обеспечивающих оптимальную производительность и удовлетворенность пользователей.

Что такое REST API?

REST API (Representational State Transfer Application Programming Interface) – это набор правил и соглашений, которые используются для создания и взаимодействия с веб-сервисами. REST API обеспечивают связь между клиентами и серверами с помощью стандартных HTTP-методов, таких, как GET, POST, PUT и DELETE, для выполнения операций с ресурсами. Эти ресурсы, обычно представленные в виде JSON (JavaScript Object Notation) или XML, идентифицируются по URL-адресам, что делает REST API гибкими и простыми для интеграции с различными платформами. Будучи основой современных веб-приложений, REST API имеют решающее значение для обеспечения обмена данными и функциональности в различных системах. 

Разработка REST API предоставляет единую основу для всех приложений, созданных на его основе, открывая двери сторонним разработчикам и партнерам для создания новых функций и интеграций.

Разработка REST API это:

• Фундамент: REST API являются основными частями приложения.
• Ранний и продуманный дизайн: REST API разрабатываются заранее, чтобы убедиться, что они функционируют, хорошо работают и могут быть повторно использованы.
• Ценность: API становится продуктом для внутренних команд и внешних пользователей.

Подход «сначала API» отличается от традиционного подхода «сначала код»: подход «сначала API» приводит к хорошо продуманным API, которые компании могут использовать для создания множества приложений и адаптации к будущим потребностям.

В начале создания надежных и эффективных REST API важно руководствоваться основными принципами проектирования REST API, о которых и пойдет речь в следующем разделе.

REST API: принципы проектирования 

В следующих разделах мы поговорим об основных принципах проектирования REST API: архитектуре RESTful, ресурсно-ориентированном проектировании и методах HTTP и кодах состояния.

Основы архитектуры RESTful

Основанная на модели клиент-серверной коммуникации без сохранения состояния, архитектура RESTful направлена на создание масштабируемых, надежных и гибких API. Система RESTful упрощает масштабирование, поскольку каждое взаимодействие между клиентом и сервером является автономным и не хранит сеансовую информацию на сервере. Унифицированные идентификаторы ресурсов, или URI (Uniform Resource Identifier), используются для идентификации ресурсов, таких как сущности данных или службы, а стандартные методы HTTP используются для выполнения API-операций. Благодаря своей простоте и соответствию веб-стандартам REST API являются высоко совместимыми и легко интегрируемыми с широким спектром систем и платформ.

Ресурсно-ориентированное проектирование

Основой дизайна RESTful является идея архитектуры, ориентированной на ресурсы. Ключевыми компонентами, которыми можно управлять с помощью API, являются ресурсы. Каждый ресурс уникально идентифицируется с помощью URI и обычно представляется как объект JSON формата или XML. Вместо выполнения действий или методов основное внимание уделяется манипулированию этими ресурсами. Такой метод, где каждый ресурс можно изменить или удалить с помощью соответствующего URI, способствует разработке понятного, последовательного и простого в использовании дизайна API. И такой дизайн API в свою очередь упрощает использование и понимание для разработчиков.

Методы HTTP и коды состояния

Методы HTTP являются основой взаимодействий RESTful, определяя тип операции, которая должна выполняться над ресурсом. REST API информирует клиентов о результате запроса, используя коды состояния HTTP ответа, также известные как статусы ответа.

В целом HTTP определяет сорок стандартных кодов состояния, которые разделены на пять категорий: 

В этом списке представлены только коды состояния, которые обычно используются в REST API.

Основные методы, используемые в API REST:

• GET: извлекает ресурс, не изменяя его состояние.
• POST: создает новый ресурс.
• PUT: обновляет существующий ресурс или создает его, если он не существует.
• DELETE: удаляет ресурс.

Каждая операция должна приводить к соответствующему коду состояния HTTP для сообщения о результате. Например, успешный запрос GET должен возвращать 200 OK, запрос POST, приводящий к новому ресурсу, может возвращать 201 Created, в то время как неудавшийся запрос может возвращать 400 Bad Request или 404 Not Found. Правильное использование этих методов и кодов состояния гарантирует предсказуемое поведение API и предоставление четкой обратной связи, способствуя созданию надежной и удобной для пользователя конструкции API.

REST API: 15 лучших практик для создания 

Соблюдение передовых практик при разработке REST API высокого уровня гарантирует согласованность, масштабируемость и удобство обслуживания. В следующих разделах приведены 15 основных передовых практик от соглашений об именовании до реализаций пагинации и фильтрации.

1. Соглашения об именовании

Чтобы сделать конечные точки читаемыми и интуитивно понятными, соглашения об имени в REST API должны следовать четким и единообразным правилам:

• Существительные вместо глаголов для конечных точек: представляйте такие ресурсы как пользователей, заказы или продукты, существительными, а не глаголами. Например, лучше использовать /users, чем /getUsers или /createUser.
• Множественное число имен ресурсов: придерживайтесь множественного числа имен для коллекций. Например, используйте /products вместо /product.
• Иерархическая структура: используйте вложенную структуру, когда необходимо указать отношения. Например, /users/{userId}/orders показывает, что заказы принадлежат определенному пользователю.
• Строчные буквы и дефисы: сохраняйте URL-адреса строчными и используйте дефисы для удобства чтения (например, /user-profiles). Избегайте использования подчеркиваний, так как они могут вызывать проблемы в некоторых системах.
• Последовательное именования: последовательность в именовании не только повышает ясность, но и упрощает интеграцию на стороне клиента и адаптацию для новых разработчиков.

2. Эффективное использование методов HTTP

Методы HTTP (известные как глаголы) следует использовать в соответствии с их предназначением и с принципами REST:

GET: извлечение информации о ресурсах. Например, GET /users извлекает список пользователей, а GET /users/{id} извлекает данные для конкретного пользователя.

POST: создание нового ресурса. Например, POST /users создает нового пользователя.

PUT: обновление всего ресурса. Например, PUT /users/{id} заменяет текущий формат данных пользователя новыми данными.

PATCH: обновление частичного ресурса. Например, PATCH /users/{id} изменяет только определенные поля, не перезаписывая весь ресурс.

DELETE: удаление ресурса. Например, DELETE /users/{id} удаляет пользователя на основе его идентификатора.

Эффективное использование методов HTTP обеспечивает четкую коммуникацию функциональности API и улучшает взаимодействие на разных платформах.

3. Управление версиями вашего API

Управление версиями помогает управлять обновлениями и добавлениями функций, не заставляя всех пользователей переходить на новые версии одновременно, что обеспечивает гибкость клиентов и предотвращает проблемы при переходе между версиями. Добавление номера версии в URL-адрес, например, /v1/users, позволяет вносить некритические изменения.

4. Правильное использования кодов статуса HTTP

Используйте стандартные коды статуса HTTP, чтобы сообщать клиентам о результатах их запросов. Например:

• для успешных запросов GET используйте 200 OK,
• для создания новых ресурсов используйте 201 Created,
• для успешных запросов DELETE – 204 No Content,
• для отсутствующих ресурсов – 404 Not Found.

Когда используются правильные коды статуса, клиенты могут лучше обрабатывать ответы, избегая путаницы и получая лучшее управление ошибками. Совместимость с другими системами и фреймворками, основанным на HTTP, также обеспечивается использованием правильного кода.

5. Поддержка фильтрации, сортировки и пагинации

Чтобы API работали эффективно, необходимо поддерживать фильтрацию, например, /users?status=active, сортировку – /users?sort=asc и пагинацию – /users?limit=10&offset=20. Это делает разработку вашего REST API более масштабируемой и гибкой, одновременно возвращая только необходимый формат данных, что сокращает время отклика. Благодаря предоставлению этих функций клиенты могут более точно настраивать запросы, что уменьшает необходимость в ручной обработке данных. Чтобы сохранить простоту использования, реализуйте эти функции с понятными, согласованными параметрами запроса.

6. Использование вложенных ресурсов для отношений

Используйте вложенные ресурсы для представления отношений между сущностями. Например, вы можете получить заказы пользователя через адрес /users/{userId}/orders. Эта иерархия показывает связи между ресурсами. Тем не менее будьте осторожны с чрезмерной вложенностью более двух уровней, поскольку это может привести к сложным и трудночитаемым URL-адресам. Вложенность улучшает организацию и читаемость, объясняя клиентам, как связаны ресурсы, при этом сохраняя чистую, интуитивно понятную структуру API.

7. Предоставление содержательных сообщений об ошибках

При возврате ошибок всегда предоставляйте содержательные и подробные сообщения об ошибках вместе со стандартными кодами состояния HTTP. Например, если возвращается 400 неправильных запросов, добавьте объяснение, которое может включать фразу, например "message": "Invalid email format". Это поможет клиентам понять, что пошло не так, и как исправить проблему. Стандартизация форматов ошибок, таких как использование согласованной структуры JSON, улучшает работу разработчиков и облегчает устранение неполадок. Кроме того, краткие отчеты об ошибках сокращают количество запросов в службу поддержки, что экономит время как для пользователей, так и для разработчиков.

8. Использование JSON в качестве формата по умолчанию

JSON – является наиболее распространенным форматом для REST API, поскольку он легкий, легко читаемый и хорошо поддерживается большинством языков программирования. Придерживайтесь JSON как для запросов, так и для ответов, если только нет веской причины поддерживать другой формат (например, XML). Используя согласованный формат, вы обеспечиваете совместимость между различными клиентами и платформами. При необходимости поддерживайте согласование контента, чтобы клиенты могли запрашивать альтернативные форматы, но всегда отдавайте приоритет JSON для простоты и согласованности.

9. Защита REST API с помощью аутентификации и HTTPS

Все REST API должны быть защищены. Для того чтобы гарантировать, что только авторизованные пользователи могут получить доступ к определенным конечным точкам, используйте механизмы аутентификации, такие как OAuth2 или JWT (JSON Web Tokens). Чтобы шифровать данные при передаче и защитить их от перехвата, всегда используйте протокол HTTPS.

Предотвращение распространенных атак, таких как DDoS и SQL-инъекции, облегчается использованием лучших практик безопасности, таких как ограничение скорости, проверка запросов и очистка входных данных. Защита REST API повышает доверие клиентов, обеспечивая безопасную обработку конфиденциальных данных и защиту от кибератак.

10. Кэширование для производительности

Кэширование помогает снизить нагрузку на ваш REST API за счет хранения часто запрашиваемых данных. Для того чтобы указать клиентам или посредникам (например, CDN) кэшировать ответы, используйте заголовки HTTP, такие как Cache-Control. Например, вы можете установить Cache-Control: max-age=3600 для кэширования данных на один час.

Хорошие методы кэширования могут значительно улучшить производительность за счет снижения нагрузки на сервер и улучшения времени отклика для клиентов. Убедитесь, что настройки кэша хорошо настроены, чтобы эффективно балансировать производительность и свежесть, особенно для REST API с большим трафиком.

11. Документация REST API

Документируйте свой REST API, чтобы разработчики могли понимать как его использовать. Такие инструменты, как Swagger и Postman, могут помочь в создании интерактивной документации API, которая включает в себя сведения о конечных точках, параметры, ответы и коды ошибок. Полная документация позволяет пользователям легко интегрироваться с вашим REST API, не требуя постоянной поддержки. Кроме того, она предоставляет справку по устранению неполадок и служит руководством для быстрого подключения новых разработчиков. Четкая, краткая и доступная документация имеет решающее значение для удовлетворенности пользователей.

12. Ограничение скорости

Для того чтобы защитить свой REST API от злоупотреблений и поддерживать производительность, реализуйте ограничение скорости. Ограничение скорости поможет уменьшить количество запросов, которые пользователь или приложение может сделать в течение определенного периода времени. Например, вы можете разрешить 100 запросов в минуту на пользователя. Используйте заголовки HTTP, такие как X-Rate-Limit, чтобы информировать клиентов об их использовании и оставшейся квоте. Ограничение скорости предотвращает перегрузку сервера и обеспечивает справедливое использование всеми клиентами, защищая REST API от DDoS-атак и повышая общую стабильность.

13. Поддержка асинхронных операций

Рассмотрите внедрение асинхронных конечных точек для длительных процессов, таких как обработка данных или загрузка файлов. Вместо того чтобы заставлять клиентов ждать ответа, возвращайте код состояния 202 Accepted и URL-адрес, по которому клиент может просмотреть статус операции. Это предотвращает задержки времени и снижает нагрузку на сервер, улучшая опыт пользователя. Асинхронные операции также обеспечивают более плавный и масштабируемый опыт REST API, упрощая обработку фоновых задач, не нарушая рабочий процесс клиента.

14. Идемпотентность для безопасных методов

Идемпотентность для безопасных методов гарантирует, что повторные запросы дадут тот же результат, независимо от количества раз. В идеале такие методы, как GET, PUT и DELETE, должны работать. Например, даже если ресурс уже был удален, вызов DELETE /users/{id} должен возвращать постоянный результат. Это необходимо для повышения надежности и предотвращения нежелательных результатов от повторных запросов, особенно в случаях сетевых проблем или повторных попыток.

15. Журналирование и мониторинг использования REST API

Ведение журнала и мониторинг API необходимы для поддержания работоспособности и производительности. Внедрите механизмы ведения журнала для отслеживания всех запросов и ошибок и используйте инструменты Prometheus или Elastic Stack, для мониторинга в режиме реального времени. Все это поможет быстро обнаружить и устранить проблемы. Мониторинг использования REST API помогает вам понять, как пользователи взаимодействуют с вашим сервисом, оптимизировать производительность и быстро решать проблемы до их распространения. Ведение журнала также помогает при аудите безопасности, предоставляя историю действий REST API.

Заключение

В заключении статьи можно сделать вывод и отметить, что создание высококачественного REST API требует соблюдения стандартов дизайна, безопасности и оптимизации производительности. Следуя лучшим практикам, таким как соглашения об именовании, эффективное использование методов HTTP, правильная обработка ошибок и надежная аутентификация, разработчики могут создавать надежные, масштабируемые и простые в обслуживании API.

Кроме того, реализация функций асинхронных операций, управление версиями и разбиение на страницы, обеспечивает гибкость и бесперебойную работу пользователя. А внедрение таких практик как журнализация, мониторинг и тщательное документирование повысят удобство использования и стабильность API. Внедрение этих практик приведет к созданию надежного API, отвечающего ожиданиям как разработчиков, так и пользователей.