您是否知道企业平均使用超过 1,500 个 API 来推动其数字化运营？ API 在当今数据驱动的环境中发挥着关键作用。然而，很少有人知道 API 架构对增强 API 性能的影响。

什么是 API？

API（即应用程序编程接口）是一种软件接口，它规定不同的软件系统如何相互通信以及交换数据和功能。将 API 视为服务提供商和消费者之间的合同协议。提供者提供数据、功能或资源等服务，消费者通过 API 访问这些服务。

API 为日常应用程序和服务提供支持。当您与 Facebook 或 Twitter 等社交媒体平台互动时，API 可以实现发帖、点赞和分享等操作。 API 还促进了 Amazon 或 eBay 等平台上的电子商务体验，允许用户浏览、搜索和进行交易。甚至您与地图或天气应用程序的交互也涉及 API，从而方便从不同来源访问位置和天气数据。

什么是API架构？

API 指的是接口，而 API 架构涉及 API 的设计和实现。简而言之，它允许规定如何构建、组织和公开软件系统的数据和功能。

有效的 API 架构优先考虑创建可重用和可互操作的组件，重点关注外部接口而不是内部实现细节。

API 架构在关键方面与传统软件架构不同。它需要仔细考虑 API 消费者的需求和期望，这些需求和期望通常与 API 开发人员的需求和期望不同。 API 在促进软件系统与外界之间的通信方面承担着多项责任。它定义了输入、输出、数据格式、协议以及身份验证和授权机制。

API 架构中的一个流行概念是 API 优先方法。这涉及到在开发使用 API 的应用程序之前设计和构建 API，从而产生诸如清晰一致的 API 契约、更快的开发流程、模块化和可重用设计以及对可扩展和灵活架构的支持等好处。

然而，实施 API 架构会带来挑战。它需要高水平的专业知识来处理安全性、性能、可靠性和兼容性等各个通信方面。 API 开发人员和消费者之间的有效沟通与协作对于满足期望和要求至关重要。

在 API 的质量和数量之间取得平衡是另一个挑战——API 架构必须能够提供足够的功能和数据，而又不会过于复杂。

API架构的层次

API 架构层协同工作以创建全面的解决方案。每一层都扮演着独特的角色，通过明确定义的接口和协议与其他层无缝交互。

资料层

数据层使 API 能够提供和共享数据，同时保持数据质量、确保安全性并促进各种应用程序和服务的可扩展性。

一项研究发现 数据层可以将数据质量提高高达 50%，主要是通过消除数据差异和错误。例如，它提供了一个集中的数据管理点，减少了系统不同部分出现不一致或错误数据的可能性。

精心设计的数据层将数据与业务逻辑层和表示层分开。这使得 API 架构更易于维护和扩展。它还可以对 API 消费者分层隐藏数据访问和操作细节，为数据操作提供标准且一致的接口。

同样，数据层支持不同的数据格式和来源，允许您集成不同的数据系统并创建丰富多样的API。根据一项研究，数据层可以将数据收集效率提高高达 40%，因为它减少了手动编码和测试的需要。

应用层

作为 API 架构的核心，应用层负责数据和逻辑的计算和处理，塑造 API 和应用程序的功能和行为。微服务、无服务器函数、业务逻辑和算法等组件都驻留在此处。

应用层使用 Node.js、Python 和 AWS Lambda 等不同工具来增强 API 相关任务和操作的整体可靠性、可扩展性和性能。例如，Node.js 和 Python 简化了传入数据的处理，而无服务器计算服务 AWS Lambda 则有助于构建可扩展的 API 架构。

整合层

集成层作为桥梁，连接和集成数据层和应用层与外部系统和应用程序。 API 网关、服务网格、消息代理和事件流等机制在实现这一点方面发挥着至关重要的作用：

• API网关： API网关根据预定义的规则管理对相关后端服务的传入请求。这可确保用户或其他服务访问正确的数据和功能。此外，API 网关通过实现负载平衡、在多个服务器之间分配传入流量以防止任何单个服务器过载，从而有助于提高整体系统性能。
• 服务网格： 服务网格管理应用程序内微服务之间的通信。它们提供服务间通信、处理服务发现和路由的基础设施。
• 消息经纪人： 消息代理促进分布式系统中不同组件之间的异步通信。它们在将生产者与消费者脱钩、允许组件独立运行方面发挥着关键作用。
• 事件流： 事件流提供可由不同组件或系统使用的连续事件流。它们支持实时通信和事件驱动的工作流程，使系统能够对变化迅速做出反应。

交互层

交互层是 API 架构的关键部分，因为它定义了 API 如何与其他系统和用户进行通信。它提供了使 API 能够被有效访问、理解和使用的规范、格式、协议和工具。

无论底层技术或平台如何，交互层都建立了一致且统一的公开和使用 API 的方式。这降低了复杂性并提高了不同系统和应用程序之间的互操作性。它还提供有关 API 功能、参数、响应和错误的清晰且全面的信息。这有助于开发人员和用户正确有效地学习和使用API​​。

管理服务层

作为 API 架构的大脑，管理服务层负责监督 API 和应用程序的生命周期和性能。这些服务包括 API 设计、开发、部署、版本控制、治理、分析、测试和调试。该层有助于提供必要的工具和服务来创建、管理和增强 API 和应用程序。

在设计阶段，管理服务层帮助根据最佳实践和标准构建 API 和应用程序。它还有助于在部署之前对 API 和应用程序进行文档记录和测试。管理服务层在将 API 和应用程序部署到不同环境（无论是云环境、本地环境还是混合环境）方面发挥着至关重要的作用。它进一步确保了 API 和应用程序根据需求和负载的可扩展性。

安全服务层

安全服务层负责保护 API 和应用程序的数据和通信。它采用加密、身份验证、授权、审核和日​​志记录等机制。 SSL/TLS、OAuth、JWT 和 API 密钥等协议和标准在安全服务层中发挥着关键作用，因为它们维护数据的机密性、完整性和可用性。

API架构的组成部分

API架构组件为API和应用程序提供特定的服务和功能。了解这些组件对于安全有效地创建、管理和使用 API 至关重要。让我们探索 API 架构的五个关键组件，深入研究它们的目的、功能和最佳实践。

API网关

API网关作为入口点，管理API消费者和提供者之间的请求和响应。 API 网关负责：

• 负载均衡： 在多个服务器或实例之间分配流量以提高性能。
• 缓存： 临时存储数据或响应以减少延迟和后端系统负载。
• 速率限制： 控制请求数量以防止过载或滥用。
• 转型： 转换数据或消息以确保兼容性和互操作性。

API门户

API 门户充当界面，为开发人员提供信息和文档以发现和使用 API 和应用程序。它提供：

• API目录： 包含描述、类别和标签的可用 API 目录。
• API文档： API合约的详细解释，涵盖输入、输出、数据格式、协议、身份验证、授权、错误等。
• API测试工具： 使消费者能够测试和验证 API 功能的工具。
• API客户端库： 预构建的代码和函数有利于 API 集成和使用。

API管理平台

API管理平台充当控制中心，监督API和应用程序的生命周期和性能。它提供的服务包括：

• API设计： 允许开发人员创建和定义 API 合约。
• API开发： 实现 API 逻辑和功能的实施和测试。
• API部署： 允许发布、更新、版本控制、暂存和推出 API 和应用程序。
• API 治理： 通过政策、标准和指南加强和维护质量、一致性和合规性。

API安全服务

API安全服务构成保护层，确保数据和通信的安全和保障。机制包括：

• 加密： 将数据或消息转换为不可读的形式，以防止未经授权的访问或修改。
• 验证： 验证 API 消费者或提供者的身份以确保可信度。
• 授权： 确定权限和访问权限以限制未经授权的操作。
• 审计： 记录和跟踪活动和事件以遵守规则和法规。

了解这些组件使您能够了解 API 架构的复杂性，从而促进项目的安全高效的 API 管理。

如何设计API架构？

步骤 1：定义 API 架构的目标和要求

首先定义 API 架构的目标和要求。对问题领域进行彻底的分析，让相关利益相关者（例如开发人员、客户、合作伙伴和经理）参与其中。使用用户故事、用例或规范等工具，以清晰简洁的方式记录目标和要求。

第 2 步：选择正确的 API 样式和格式

选择最适合您的项目目标和要求的 API 样式和格式。考虑 REST、GraphQL、gRPC 或 SOAP 等选项，每个选项都有独特的优点和缺点。根据您的数据和应用程序特征进行选择。例如，GraphQL 提供灵活性，gRPC 提供速度和效率，或者 REST 提供简单性和标准化。

第 3 步：实施 API 设计最佳实践

坚持API设计原则，打造高质量、用户友好、可维护的API。遵循简单性、一致性、可用性、模块化、可靠性、安全性和可测试性等原则。

• 简单：通过逻辑结构、一致的命名以及最少的端点和参数来避免复杂性和混乱。
• 均匀度：在 API 的各个方面（例如端点、参数、响应和错误）保持相同的格式、协议和风格。
• 可用性：提供清晰准确的文档，以及测试和调试的工具和方法，以增强用户和开发人员的体验。
• 模块化：通过将关注点分离为更小的、独立的、松散耦合的组件，可以轻松集成和扩展。
• 可靠性：通过表现出高可用性和容错能力来确保稳定性和一致的性能。
• 安保防护：通过使用强大的加密、身份验证和授权机制来保护 API 及其用户的数据和通信。
• 可测试性： 通过制定清晰且可衡量的规范并执行全面的自动化测试来验证 API 的质量和正确性。

步骤 4：记录并测试 API

文档和测试是设计 API 架构的关键方面。使用 OpenAPI、Swagger 或 Postman 等规范和工具创建和维护全面的文档。使用可靠的工具和框架（例如 Mocha、Chai、Jest 或 Supertest）测试 API 的功能、性能、兼容性和安全性。

第 5 步：实施 API 安全和治理策略

实施安全和治理策略来保护和管理 API。使用 OAuth、JWT、HTTPS 或 SSL 等机制来确保安全。通过监控、版本控制和生命周期管理来管理 API。 Prometheus、Grafana、语义版本控制和 CI/CD 方法等工具有助于实施这些策略。

第 6 步：监控和优化 API 性能和质量

持续监控和优化 API 性能和质量。利用监控、测试和用户反馈中的指标来识别和解决问题，例如：

• 故障：监控和优化API性能和质量有助于检测和修复错误，确保API功能正确可靠。
• 延迟：延迟会影响用户体验以及相关应用程序和服务的性能。监控和优化 API 性能和质量有助于减少和改善延迟，确保 API 快速、平稳地响应。
• 安全漏洞：安全漏洞可能是由多种因素引起的，例如设计不当、缺乏加密、身份验证薄弱或过时的依赖项。监控和优化 API 性能和质量有助于识别和预防安全漏洞，确保 API 安全并受到保护。

实施缓存、压缩、分页和限制等最佳实践，并寻求用户和利益相关者的反馈，以增强 API 功能和可用性。

使用无代码简化 API 架构设计

API架构是现代数字业务的基础。它支持跨各种平台和系统的数据和应用程序集成、创新、可扩展性和安全性。借助 API 架构，您可以创建满足您的业务需求和目标的模块化且可重用的解决方案。

然而，设计和管理 API 架构可能具有挑战性且耗时。您需要考虑数据质量、性能、安全性、合规性和测试等各个方面。您还需要选择适合您的要求和偏好的正确工具和技术。

这就是为什么您需要一个无代码 API 管理工具，例如 Astera. Astera 是一个功能强大且易于使用的平台，可帮助您在本地、云或混合环境中设计、保护、发布和部署 API。和 Astera，您可以：

• 使用拖放界面或预构建模板创建 API
• 使用内置函数或自定义逻辑转换数据
• 使用高级数据分析功能验证数据
• 使用作业调度功能自动化工作流程
• 使用实时仪表板和报告监控性能
• 使用加密、身份验证、授权和审核功能保护 API
• 使用 RESTful 或 SOAP 协议发布 API
• 在任何平台或环境上部署 API

Astera 是API架构设计的终极解决方案。它简化了创建和管理 API 的复杂过程，无需编写任何代码。

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