API (application programming interface) — это набор готовых классов, функций, процедур, структур и констант. Вся эта информация предоставляется самим приложением (или операционной системой). При этом пользователю не обязательно понимать, что это API технология обеспечивает взаимодействие модулей. Цель предоставленной информации – использование этих данных при взаимодействии с внешними программами.
API различных продуктов используются программистами для создания приложений, которые будут взаимодействовать друг с другом.
В общем случае данный механизм применяется с целью объединения работы различных приложений в единую систему. Это достаточно удобно для исполнителей. Ведь в таком случае к другому приложению можно обращаться как к «черному ящику». При этом не имеет значения его внутренний механизм – программист может вообще не знать, что такое API.
Содержание
Функции API
В процессе работы элементы механизма API организуют многоуровневую иерархию. При этом подчиненные компоненты также получают подобную структуру. Внутри стандартной сетевой модели OSI выделяют как минимум 7 внутренних уровней. Они классифицируются от физического уровня трансляции бит до приложений, таких как протоколы HTTP и IMAP. Таким образом API верхнего использует функциональность нижнего.
Одним из важных компонентов организации информации при описании API являются библиотеки функций и классов. В их состав входят описания сигнатур и семантики. Здесь API функции – это просто часть механизма интерфейса.
В этом случае сигнатура выступает как часть общего объявления функции. С ее помощью выполняется идентификация элемента. В различных языках написания программ она представлена разным способом. Тем самым определяется возможностями ее перезагрузки.
При описании языков специалисты стараются различать отдельно сигнатуры вызова и реализации каждой конкретной функции. В этом случае сигнатура вызова определяется с учетом области видимости, имени, последовательности фактических типов аргументов.
Эти компоненты дают возможность компилятору опознать функцию в языке C++. В тех случаях, когда она является методом определенного класса, ее сигнатура включается в имя этого класса.
Семантика же функции представляет программисту описание ее работы, выполняемых действий. Обычно в нее попадают результат вычисления и те параметры, от которых он зависит. В этом случае результат выполнения может включать зависимости не только от аргументов, но и от фактического состояния. И не имеет значения, что это API соединение определяет возможность получения информации.
Типы API
Классификация программных интерфейсов тесно связана с назначением и возможностями приложений, которые через них управляются. Фактически при работе сложной системы часто существуют альтернативные API, позволяющие решить такие же задачи другими средствами.
В отдельные группы выделяют интерфейсы управления графическими компонентами программных модулей (API графических интерфейсов wxWidgets, Qt, GTK и т. п.), операционными системами (Amiga ROM Kernel, Cocoa, Linux Kernel APIruen, OS/2 API, POSIX, Windows API), звуковые (DirectMusic/DirectSound, OpenAL), оконные интерфейсы и так далее. Здесь их разделение определяется уровнем приложения в иерархии и функциональностью. Пользователи компьютерных игр обычно не подозревают, что это графический API обеспечивает им такую быструю отрисовку картинки и поразительную яркость изображений.
К глобальным API часто относят интерфейсы отдельных языков программирования. Но с их помощью можно управлять решением вполне конкретных и локальных задач. Все зависит от реализации определенного алгоритма.
Проблемы, возникающие при работе интерфейсов многоуровневых систем, разделяются на две большие группы:
- Трудности портирования кода программы при переходе от одной API к другой. Они часто появляются при переносе модулей в другие операционные системы.
- Снижения объема функциональности интерфейса при переходе к управлению с более низкого уровня на высокий. В этом случае облегчается выполнение строго определенного класса задач. При этом возможности доступа к элементам управления другими регуляторами теряются. Ведь более низкий уровень позволяет легко управлять базовыми компонентами программы.
API вебмастеров / поисковых систем
Для вебмастеров и программистов особенно важны Web API. Такие системы управления включают в себя комплект HTTP-запросов. В результате получения таких запросов модуль генерирует строго определенную структуру HTTP-ответов. Для транспортировки информации между ними принято использовать форматы XML или JSON.
Фактически в этом случае название Web API будет синонимом обозначения веб-службы. Иными словами, это определенные программные системы со своими интерфейсами. Для получения конкретного доступа к ним используется идентификация в сети по веб-адресу. Например, при передаче данный на сервер применяется серверный API.
В случае построения программных систем на основе сервис-ориентированной архитектуры именно веб-служба является уровнем формирования модулей.
Для обычных пользователей такие службы являются синонимами абсолютно обычных решений в Интернете. Это может быть почта, поисковая система, сервис хранения файлов, социальных закладок и так далее. В случае необходимости тестирования веб-службы на больших объемах разнообразных данных соответствующий API testing предоставляет механизм для такой объемной работы.
При правильной организации любой клиент может использовать такие службы вне зависимости от типа компьютера, вида браузера и места своего нахождения в сети.
Примером использования в рекламе является API Яндекс.Директа. На его базе разработчики создают модули для управления рекламными кампаниями. При обращении к системам продвижения сайтов для повышения параметров SEO API предоставляет механизмы информационного взаимодействия.
Обычно порядок работы интерфейса стараются передать в его названии. Мы можем не найти в поиске, что такое syngestureapisampleapp application. Но из названия понятно, что это пример работы интерфейса для единичного пользователя.
При этом нужно учитывать изменения в интерфейсах, произошедшие после массового внедрения стандартов Web 2.0. В результате был выполнен переход протокола обмена структурированными данными в распределенной вычислительной среде SOAP (от англ. Simple Object Access Protocol — простой протокол доступа к объектам) к архитектурному стилю взаимодействия компонентов распределенного приложения в сети REST (сокр. от англ. Representational State Transfer — «передача состояния представления»). Для многих веб-служб, в число которых входят поисковые системы и интернет-магазины, данный переход привел к упрощению архитектуры и ускорению выполнения задач. Правильная организация информационных потоков приводит к тому, что API сайта предоставляет широкие возможности автоматизации последнего.
При этом отдельные компоненты REST функционируют примерно таким же образом, как взаимодействуют между собой серверы и клиенты в Интернете. Хотя работа систем на архитектуре REST до сих пор не имеет единого стандарта, большинство RESTful-реализаций используют конкретные стандарты, такие как HTTP, URL, JSON и XML. Здесь особенно важно, что открытый API – это возможность дополнения и расширения системы взаимодействия.
Этот краткий термин на слуху у всех, кто хоть как-то сталкивался с разработкой. Но далеко не все понимают, что именно он обозначает и зачем нужен. Разработчик Пётр Газаров рассказал об API простыми словами в своём блоге.
Аббревиатура API расшифровывается как «Application Programming Interface» (интерфейс программирования приложений, программный интерфейс приложения). Большинство крупных компаний на определённом этапе разрабатывают API для клиентов или для внутреннего использования. Чтобы понять, как и каким образом API применяется в разработке и бизнесе, сначала нужно разобраться, как устроена «всемирная паутина».
WWW можно представить как огромную сеть связанных серверов, на которых и хранится каждая страница. Обычный ноутбук можно превратить в сервер, способный обслуживать целый сайт в сети, а локальные серверы разработчики используют для создания сайтов перед тем, как открыть их для широкого круга пользователей.
При введении в адресную строку браузера www.facebook.com на удалённый сервер Facebook отправляется соответствующий запрос. Как только браузер получает ответ, то интерпретирует код и отображает страницу.
Каждый раз, когда пользователь посещает какую-либо страницу в сети, он взаимодействует с API удалённого сервера. API — это составляющая часть сервера, которая получает запросы и отправляет ответы.
Многие компании предлагают API как готовый продукт. Например, Weather Underground продаёт доступ к своему API для получения метеорологических данных.
Сценарий использования: на сайте небольшой компании есть форма для записи клиентов на приём. Компания хочет встроить в него Google Календарь, чтобы дать клиентам возможность автоматически создавать событие и вносить детали о предстоящей встрече.
Применение API: цель — сервер сайта должен напрямую обращаться к серверу Google с запросом на создание события с указанными деталями, получать ответ Google, обрабатывать его, и передавать соответствующую информацию в браузер, например, сообщение с запросом на подтверждение пользователю.
В качестве альтернативы браузер может сделать запрос к API сервера Google, минуя сервер компании.
Технически, разница в формате запроса и ответа. Чтобы сгенерировать полную веб-страницу, браузер ожидает ответ на языке разметки HTML, в то время как API Google Календаря вернёт просто данные в формате вроде JSON.
Если запрос к API делает сервер веб-сайта компании, то он и является клиентом (так же, как клиентом выступает браузер, когда пользователь открывает веб-сайт).
Пользователь благодаря API получает возможность совершить действие, не покидая сайт компании.
Большинство современных сайтов используют по крайней мере несколько сторонних API. Многие задачи уже имеют готовые решения, предлагаемые сторонними разработчиками, будь то библиотека или услуга. Зачастую проще и надёжнее прибегнуть именно к уже готовому решению.
Многие разработчики разносят приложение на несколько серверов, которые взаимодействуют между собой при помощи API. Серверы, которые выполняют вспомогательную функцию по отношению к главному серверу приложения, называются микросервисами.
Таким образом, когда компания предлагает своим пользователям API, это просто означает, что она создала ряд специальных URL, которые в качестве ответа возвращают только данные.
Такие запросы часто можно отправлять через браузер. Так как передача данных по протоколу HTTP происходит в текстовом виде, браузер всегда сможет отобразить ответ. Например, через браузер можно напрямую обратиться к API GitHub (https://api.github.com/users/petrgazarov), причём без маркера доступа, и получить вот такой ответ в формате JSON:
Браузер отлично отображает JSON-ответ, который вполне можно вставлять в код. Из такого текста достаточно просто извлечь данные, чтобы использовать их по своему усмотрению.
Слово «application» (прикладной, приложение) может применяться в разных значениях. В контексте API оно подразумевает:
- фрагмент программного обеспечения с определённой функцией,
- сервер целиком, приложение целиком или же просто отдельную часть приложения.
Любой фрагмент ПО, который можно чётко выделить из окружения, может заменять букву «А» в англоязычной аббревиатуре, и тоже может иметь некоторого рода API. Например, при внедрении в код разработчиком сторонней библиотеки, она становится частью всего приложения. Будучи самостоятельным фрагментом ПО, библиотека будет иметь некий API, который позволит ей взаимодействовать с остальным кодом приложения.
В объектно-ориентированном проектировании код представлен в виде совокупности объектов. В приложении таких объектов, взаимодействующих между собой, могут быть сотни. У каждого из них есть свой API — набор публичных свойств и методов для взаимодействия с другими объектами в приложении. Объекты могут также иметь частную, внутреннюю логику, которая скрыта от окружения и не является API.
Приветствую любознательных читателей моего сайта, которые желают выяснить, что такое api. И почему во многих проектах ему уделяют особое внимание. Скажу сразу, это понятие из области программирования.
Но даже если вы далеки от написания и использования кодов, то я все равно рекомендую ознакомиться с данной статьей. Поскольку принципы, заложенные в ЭйПиАй могут найти применение и в обычной жизни.
Для начала расшифруем аббревиатуру.
API, которая буквально означает интерфейс прикладного программирования (Application Programming Interface).
Даже специалисты считают это определение малоинформативным, поэтому, если вам оно не понятно, – не переживайте. Сейчас я попытаюсь рассказать подробнее о назначении этого программного сервиса. Именно такое определение мне лично кажется более точным.
Аналогия функциональности API
Чтобы понять, как работает API вам нужно представить себе менеджера компании, которая берется за разные строительные проекты. Возможно, было бы неплохо иметь собственный автопарк и грузоподъемное оборудование, склад с материалами, бригаду каменщиков, облицовщиков, своих сметчиков и инженеров, дизайнеров. Но и в этом случае не всегда удается охватить все виды работ: например заказчик желает мозаику, систему умный дом или двери из дуба – а ваша компания такого делать не умеет.
Но есть второй вариант, при котором один грамотный менеджер может воспользоваться отдельными услугами сторонних специалистов или арендовать технику. При таком подходе он сможет найти любых специалистов, которые не просто реализуют пожелания заказчика, а, благодаря рекомендациям управляющего, сделают работу, идеально вписав ее в общую концепцию.
При решении такой организационной задачи менеджер должен знать, как требования клиента перевести в наиболее понятный язык для дизайнеров, строителей, транспортников. Тех, в свою очередь, необходимо обеспечить именно теми материалами, которые желает видеть клиент.
Так же организатору следует позаботиться о том, чтобы нанятые бригады не мешали друг другу. А еще луче помогали или совместно использовали один ресурс (автокран, готовый цементный раствор). Пожалуй, со стройкой достаточно.
Теперь представьте что наемные услуги – это готовые написанные программы, аренда транспорта – различные протоколы и перекодировкищи, склады с материалами – базы данных с информацией. И все это предоставляется бесплатно, или с правами свободного доступа.
Так вот. Зачастую, чтобы создать сложную программу, совсем не обязательно каждый раз писать сотни страниц кода. Достаточно умело использовать готовые решения. Более того, если стоит задача реализации одного программного продукта для разных платформ, то такие встраиваемые модули должны работать одинаково эффективно.
Говоря простыми словами API – это тот самый менеджер, который обеспечивает оптимальное взаимодействие между существующими прикладными программами, ресурсами и данными для решения конкретной задачи.
Что входит в API и как он работает?
Безусловно, практически невозможно или очень сложно связать воедино разрозненные ресурсы, несовместимые данные и ПО создаваемое на разных языках. Но если разработчики желают чтобы их продукт (приложение, операционная система или сервис) развивался и совместно работал с другими программами и устройствами, то они должны предусмотреть разработку своих модулей исходя из концепции API.
Элементами такого программного интерфейса, являются:
- классы защищенных или открытых данных, элементов кодов
- отдельно прописанные процедуры, представляющие собой автономно работоспособный блок программы;
- функций, подразумевающих работу с переменными
- структуры
- констант (наиболее часто используемая форма данных, настроек или образов);
Все они представляются в API в виде готовых к использованию наборов, которые могут существенно упростить задачу программиста по созданию новых приложений. Но при этом должны обеспечиваться следующие условия:
- конечная цель продукта обеспечить максимальный комфорт (просто, понятно и эффективно) для пользователя;
- прямая и обратная совместимость между всеми элементами API;
- грамотное проектирование (с учетом всех возможностей предоставляемых интерфейсом) обеспечивающее качественную работу конечной программы с различными устройствами.
API не нужно знать, как работает отдельный модуль. Ведь задачей интерфейса является определение функционала программных элементов для выполнения конкретных задач или обработки данных. Причем взаимодействие используемых разноуровневых компонентов посредством API строится по принципу иерархии. Запросы обрабатываются только между сопряженными элементами.
Каким образом все это происходит и как программные компоненты определяют к кому можно обратиться и что для этого нужно? Исполняющие функциональные модули имеют информацию о сигнатуре и семантике.
- Сигнатура – это краткое кодированное описание (указываемое в названии) тех задач, которые способна решить данная функция.
- Семантика – информирует о том, что вы получите, задействовав функцию, и какие данные ей для этого нужно предоставить.
Возвращаюсь к нашему строительному примеру можно провести аналогию. Сигнатура это визитка (например, бригада выполняет укладку кафеля). А семантика – это бланк оформления заявки (От вас требуется указать точное место, площадь поверхности, предоставить плитку. Мы ее качественно клеим за N-сот рублей). Я думаю в общих чертах понятно, что такое api? Теперь поговорим о том, где применяется.
Сферы использования API
Единой API пока не существует, но такие интерфейсы разработаны для отдельных операционных систем:
- Windows API
- Linux Kernel API
- OS/2 API
- Amiga ROM Kernel
- POSIX
- Cocoa
А так же для звуковых и графических интерфейсов, среди которых вам наверняка встречались DirectX, OpenGL, GDI+, SDL, GTK, Qt. Точно сформулировать, для каких задач предназначен АПИ невозможно. Сфера его применения ограничивается только фантазией разработчика, благо для этого существуют все возможности.
Но если вы хотите примеры, то обратите внимания на сайты и связи социальными сетями, а также на привычные всем виджеты, которые способны заменить отдельный емкий ресурс. Все это реализовано с помощью интерфейса прикладного программирования.
На сегодняшний день имеет места проблема взаимной интеграции между отдельными API. В качестве решения предлагаются варианты с использованием специальных АПИ, выполняющих промежуточные функции и ретранслирующие информационные запросы и результаты между разными протоколами.
Так же в работе API не всегда удается добиться сохранения полной функциональности низших подуровней, поскольку их возможности ограничиваются формирующимся запросом вышестоящего модуля.
Несмотря на это интерфейс API на сегодня является наиболее эффективным средством для создания приложений и программ, одинаково работающих в разной информационной среде и на устройствах с отличающейся ОС.
Это, пожалуй, и все что я могу вам рассказать о том, что такое API. Надеюсь, вы теперь с большим уважением относиться к разработчиком, когда увидите что ваше любимое приложение одинаково хорошо работает на разных девайсах.
