Você já se perguntou o que está por trás de todos esses aplicativos móveis, sites e aplicativos que trocam dados sem problemas? Provavelmente, eles estão se conectando por meio de APIs. Como desenvolvedor, saber como criar, proteger e dimensionar APIs é uma habilidade obrigatória. Neste artigo, você aprenderá as melhores práticas para criar uma API robusta usando Spring Boot.
O que é uma API e por que as APIs são importantes?
Então, o que exatamente é uma API e por que você deveria se importar? Uma API, ou Application Programming Interface, permite que os programas de software se comuniquem entre si. As APIs facilitam o acesso dos desenvolvedores a dados e funcionalidades de outros aplicativos.
Por exemplo, imagine que você crie um aplicativo de relatórios de despesas. Você pode acessar dados de uma API de reserva de viagens para importar automaticamente os detalhes da viagem. Ou toque em uma API de contabilidade para sincronizar dados de despesas com os sistemas financeiros de sua empresa.
A beleza das APIs é que elas simplificam o processo de obtenção de dados e serviços de um aplicativo para outro. Como desenvolvedor, você não precisa criar tudo do zero. Você pode aproveitar as APIs existentes para aprimorar seus próprios aplicativos.
Agora que você entende o que é uma API e por que ela é tão útil, vamos ver como criar uma API robusta e escalável.
Escolha um design padronizado
As arquiteturas de API mais populares são REST (Representational State Transfer) e GraphQL. As APIs REST expõem recursos (entidades de dados) por meio de endpoints de URL que usam métodos HTTP (GET, POST, PUT, DELETE) para recuperar ou modificar dados.
As APIs do GraphQL permitem que os clientes solicitem exatamente os dados de que precisam, tudo em uma única solicitação. A API retorna uma resposta JSON apenas com os dados solicitados. GraphQL é ideal se você precisa de flexibilidade e eficiência.
Para a maioria dos casos de uso, uma API REST é um ótimo lugar para começar. É um projeto simples e padronizado, fácil de implementar e dimensionar.
Concentre-se no desempenho
Para garantir um bom desempenho, mantenha sua API leve e rápida. Retorne apenas os dados solicitados, use o armazenamento em cache para evitar acessar o banco de dados a cada solicitação e empregue o processamento assíncrono sempre que possível.
Além disso, projete sua API para escalabilidade desde o início. Use uma arquitetura de microsserviços, balanceamento de carga e armazenamento em cache para permitir que sua API seja dimensionada horizontalmente. E certifique-se de monitorar o desempenho da API e observar os gargalos.
Documente tudo
A documentação completa é a chave para uma API bem-sucedida. Documente todos os endpoints, objetos, campos e respostas para que os desenvolvedores saibam exatamente como interagir com sua API.
Use uma ferramenta como Swagger UI para gerar documentos de API interativos. Seus documentos devem incluir exemplos para todos os endpoints e detalhar quaisquer requisitos de autenticação.
APIs escalonáveis e bem documentadas são extremamente valiosas. Seguindo as práticas recomendadas de design, desempenho e documentação, você pode criar APIs que prosperam.
Criando uma API RESTful com Spring Boot
Criar uma API com Spring Boot é muito fácil. O Spring Boot cuida de muitas configurações para você, para que você possa se concentrar em sua API.
Para começar, adicione estas dependências ao seu build:
org.springframework.boot
spring-boot-starter-web
org.springframework.boot
spring-boot-starter-data-jpa
O spring-boot-starter-web inclui Spring MVC, suporte à API RESTful e Tomcat. O spring-boot-starter-data-jpa adiciona suporte a banco de dados com Hibernate.
Em seguida, crie uma classe @RestController que manipulará as solicitações da API. Adicione @RequestMapping para mapear solicitações para métodos. Por exemplo:
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
@RestController
@RequestMapping("/usuários")
public class UserController {
@GetMapping
public List<User> list() {
// Simulando a obtenção de uma lista de usuários do banco de dados
List<User> userList = new ArrayList<>();
userList.add(new User("John Doe"));
userList.add(new User("Jane Smith"));
return userList;
}
}
Isso manipulará as solicitações GET para /users e retornará uma lista de usuários.
Você também deseja configurar um banco de dados para armazenar seus dados de API. Basta adicionar uma classe @Entity e o Spring Data JPA criará a tabela para você.
Para tornar sua API escalável e de alto desempenho, use cache, ative HTTP/2, comprima respostas e otimize consultas de banco de dados. Você também deseja criar uma versão de sua API no URL, por exemplo /v1/usuários.
Documente sua API com Swagger ou SpringFox e proteja os endpoints com Spring Security para autenticação.
Com alguma configuração, você terá uma API REST robusta e escalável funcionando rapidamente usando o Spring Boot! Deixe-me saber se você tem alguma dúvida.
Consumindo uma API em Java
Para consumir uma API em Java, você precisará fazer solicitações HTTP para acessar os endpoints da API. A maneira mais fácil de fazer isso em Java é usando a classe HttpURLConnection.
Para fazer uma solicitação GET para um terminal de API, faça o seguinte:
Crie um objeto de URL para o URL do endpoint. Por exemplo, URL url = new URL("https://example.com/api/endpoint");
Abra uma conexão com a URL. HttpURLConnection con = (HttpURLConnection) url.openConnection();
Defina o método de solicitação como GET. con.setRequestMethod("GET");
Leia a resposta. BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(con.getInputStream()));
Você pode analisar a resposta JSON e usar os dados em seu aplicativo Java.
Para fazer solicitações POST, PUT e DELETE, as etapas são semelhantes, mas você definirá o método de solicitação apropriado. Por exemplo, con.setRequestMethod("POST"); para uma solicitação POST.
Autenticação
Muitas APIs exigem autenticação para acessar endpoints. Os dois métodos mais comuns são:
Autenticação básica: fornece nome de usuário e senha no cabeçalho da solicitação.
OAuth: Usa tokens de acesso para autenticação. Os tipos populares são OAuth2 e JWT (JSON Web Tokens).
Para usar o Basic Auth com HttpURLConnection, adicione o nome de usuário e a senha ao cabeçalho da solicitação:
con.setRequestProperty("Autorização", "Básico" + encodedCreds);
Onde encodedCreds é o nome de usuário e a senha codificados em base64.
Para OAuth, você obtém um token de acesso do endpoint de autenticação da API e o adiciona ao cabeçalho da solicitação:
con.setRequestProperty("Autorização", "Portador " + accessToken);
Controle de versão
À medida que as APIs evoluem, o controle de versão ajuda a evitar alterações inesperadas. Algumas estratégias comuns são:
Versão de URI: /v1/endpoint, /v2/endpoint
Versão da string de consulta: /endpoint?version=1, /endpoint?version=2
Versão do cabeçalho: Aceitar: application/vnd.example.v1+json
O controle de versão de sua API tornará mais fácil melhorar e expandir sua API ao longo do tempo sem interromper os clientes existentes.
Segurança da API: Autenticação e Autorização
Quando se trata de segurança de API, você precisa considerar autenticação e autorização. A autenticação confirma a identidade de um usuário, enquanto a autorização determina os direitos de acesso de um usuário. Para APIs, os métodos preferidos são:
Fichas
As formas mais comuns de autenticar solicitações de API são JSON Web Tokens (JWTs) e OAuth. Os JWTs contêm informações do usuário em um objeto JSON codificado como uma string. O servidor decodifica o token para obter as informações do usuário e autenticar a solicitação. OAuth é um padrão aberto para delegação de acesso. Ele permite que os usuários concedam acesso às suas informações a clientes de terceiros sem compartilhar sua senha.
Autenticação Básica
Isso envolve o envio de um nome de usuário e senha no cabeçalho de autorização das solicitações de API. No entanto, as credenciais são transmitidas em texto simples, portanto, a Autenticação básica deve ser usada apenas por HTTPS. É conveniente, mas não é o método mais seguro.
Chaves de API
As chaves de API são identificadores exclusivos emitidos para os clientes acessarem uma API. Eles são passados no cabeçalho da solicitação ou na string de consulta. As chaves de API podem ser usadas para limitar as solicitações ou implementar o controle de acesso para diferentes níveis de API. No entanto, as chaves de API podem vazar, pois são transmitidas a cada solicitação. Por segurança, você pode alternar as chaves de API e ter restrições nos endereços IP.
Para autorizar solicitações, você define regras de controle de acesso com base em:
-Scope: As permissões concedidas a um cliente. Por exemplo, leia:produtos e escreva:pedidos.
-Funções: Grupos que têm certos direitos de acesso. Por exemplo, funções de administrador, moderador e usuário.
Uma API deve permitir acesso apenas a usuários e clientes autorizados. Existem algumas maneiras comuns de implementar a autorização de API:
Defina o escopo no token de acesso. Ao receber uma solicitação, verifique se o escopo permite o acesso solicitado.
Verifique as funções e permissões do usuário em seu código. Por exemplo, apenas usuários administradores podem acessar determinados endpoints.
Use um gateway de API para autorizar solicitações antes que elas cheguem à sua API. O gateway pode lidar com autenticação, controle de acesso, limitação de taxa, etc.
Para um controle refinado, defina a lógica de autorização nos endpoints da API.
Para recapitular, escolha um método de autenticação que atenda às suas necessidades e implemente uma autorização robusta para controlar quem pode acessar o quê. A segurança da API é crucial, então acerte!
Práticas recomendadas para desempenho e escalabilidade da API
Quando se trata de desempenho e escalabilidade da API, existem algumas práticas recomendadas que você deve ter em mente. Segui-los ajudará a garantir que sua API possa lidar com altos volumes de tráfego e continuar funcionando sem problemas.
Cache
A implementação do cache é uma das maneiras mais fáceis de melhorar o desempenho da API. Ao armazenar em cache dados, respostas de API ou endpoints inteiros, você reduz o número de solicitações que realmente atingem seu servidor de API. Soluções de cache populares para APIs incluem Redis, Memcached e Varnish.
Paginar resultados
Se sua API retornar uma grande quantidade de dados, a paginação dos resultados é importante para desempenho e escalabilidade. Em vez de retornar 100.000 registros em uma única chamada de API, retorne os resultados em “páginas” de tamanho menor, como 100 registros. Isso torna a carga de resposta muito menor e mais fácil de processar.
Estrangulamento
A limitação define um limite para o número de solicitações de API que podem ser feitas em um determinado período de tempo. Isso pode ajudar a evitar a sobrecarga de sua API com muitas solicitações de uma só vez. Duas estratégias comuns de limitação são a limitação de taxa, que define um teto para o número de solicitações por segundo, e os limites de cota, que definem um número total de solicitações permitidas dentro de uma janela de tempo.
Use formatos de dados eficientes
Ao decidir sobre um formato para suas cargas de API, escolha um que seja leve e fácil de analisar. Formatos como JSON, XML,
Balanceamento de carga
Para APIs de alto tráfego, o balanceamento de carga é essencial. Os balanceadores de carga distribuem solicitações de API recebidas em vários servidores de API, garantindo que nenhum servidor seja sobrecarregado. Os balanceadores de carga também podem ser dimensionados automaticamente adicionando ou removendo servidores de API conforme necessário com base nos volumes de tráfego. As soluções populares de balanceamento de carga incluem Nginx, HAProxy e AWS Elastic Load Balancing.
Seguir essas práticas recomendadas garantirá que sua API possa lidar com altos volumes de tráfego com eficiência e continuar funcionando rapidamente, mesmo durante o dimensionamento. Com cache, paginação, limitação, formatos de dados otimizados e balanceamento de carga, sua API estará preparada para crescimento e uso substanciais.
Conclusão
Então aí está - o básico para construir, proteger e dimensionar uma API de alto desempenho com Spring Boot. Seguindo as práticas recomendadas em relação ao design, autenticação, controle de versão e documentação RESTful, você estará no caminho certo para criar uma API que oferece uma experiência de desenvolvedor incrível. O Spring Boot fornece muitas das ferramentas necessárias para começar a funcionar rapidamente, ao mesmo tempo em que oferece flexibilidade para personalizar conforme necessário. Assim que sua API estiver pronta para lidar com o aumento do tráfego, o Spring Boot também o cobrirá com suporte integrado para armazenamento em cache, dimensionamento e monitoramento. A criação de APIs pode ser desafiadora, mas com o Spring Boot capacitando seus aplicativos, você estará criando APIs como um profissional rapidamente.
"HORA DE CODAR"
