Die Kunst des API-Designs: Erstellen effektiver RESTful-APIs mit Node.js

In der dynamischen Welt der Webentwicklung müssen skalierbare und effiziente Anwendungen auf einer starken Grundlage im API-Design aufgebaut werden. Angesichts der steigenden Nachfrage nach RESTful-APIs hat sich Node.js heute zu einem Kraftpaket bei der Entwicklung leistungsstarker, ereignisgesteuerter APIs entwickelt, um eine große Anzahl gleichzeitiger Anforderungen zu bedienen. Der folgende Abschnitt befasst sich tatsächlich mit den Prinzipien, die bei der Erstellung eines effektiven API-Designs mit Node.js eine große Hilfe und Relevanz für Entwickler darstellen, insbesondere für diejenigen, die einen Java-Entwicklungskurs in Hyderabad absolvieren.

Inhaltsverzeichnis

RESTful API Design verstehen
Auswahl der richtigen HTTP-Methoden
2.1 GET, POST, PUT, PATCH und DELETE
2.2 Anpassen von HTTP-Methoden an CRUD-Operationen
Entwerfen intuitiver API-Endpunkte
3.1 Namenskonventionen für Endpunkte
3.2 Versionierung Ihrer API
Bearbeitung von Anfragen und Antworten
4.1 Anforderungsdaten analysieren
4.2 Senden geeigneter Antworten
Implementierung der Authentifizierung und Autorisierung
5.1 Basisauthentifizierung
5.2 Tokenbasierte Authentifizierung mit JWT
Fehlerbehandlung und Protokollierung
6.1 Rückgabe aussagekräftiger Fehlermeldungen
6.2 Protokollierung zum Debuggen
7.1 Verwendung von Swagger und Postman
7.2 Live-Dokumentation pflegen
Testen Sie Ihre API
8.1 Unit-Test mit Mokka und Chai
8.2 Integrationstests mit Supertest
Bereitstellen Ihrer API
9.1 Node.js-APIs in der Cloud
9.2 Clustering und Lastausgleich: Skalieren Sie Ihre API
Best Practices für gutes API-Design

RESTful API Design verstehen

RESTful API Design bezieht sich auf eine Reihe von Richtlinien und Einschränkungen bei der Erstellung von Webdiensten. REST-APIs sind Netzwerkdienste, die die HTTP-Methode verwenden, um durch URIs identifizierte Ressourcen zu manipulieren und Standard-CRUD-Vorgänge auszuführen. Auf diese Weise kann jeder, der diese Prinzipien umsetzt, zu einer skalierbaren, wartbaren und leicht verständlichen API führen.

Aufgrund seiner ereignisgesteuerten Architektur und seiner nicht blockierenden E/A ist Node.js eine der perfekten Optionen für die Erstellung von RESTful-APIs. Die Fähigkeit, eine große Anzahl von Verbindungen gleichzeitig zu verwalten und ein riesiges Ökosystem mit Bibliotheken und Frames bereitzustellen, ist der Grund, warum diese Technologie bei Entwicklern sehr beliebt ist.

Auswahl der richtigen Methoden in HTTP

GET, POST, PUT, PATCH, DELETE
HTTP-Methoden sind der Eckpfeiler des RESTful-API-Designs und werden entsprechend dem Zweck der Anfrage konsistent wie folgt angewendet: GET: zum Lesen einer Ressource oder ihrer Darstellung; POST: zum Erstellen einer neuen Ressource oder zum Veröffentlichen von Daten auf dem Server; PUT: zum Aktualisieren einer vorhandenen Ressource; PATCH: um teilweise Aktualisierungen vorhandener Ressourcen vorzunehmen; DELETE: um eine Ressource zu löschen. Jede dieser Methoden wird konsequent angewendet. Dadurch soll es einem Kunden ermöglicht werden, eine API auf vorhersehbare und intuitive Weise zu nutzen.

Anpassen von HTTP-Methoden an CRUD-Operationen

Um Lesbarkeit und Konsistenz sicherzustellen, müssen Sie die HTTP-Methoden mit ihren entsprechenden C-R-U-D-Operationen abgleichen:
GET: Lesen
POST: Erstellen
PUT: Aktualisieren – Ersetzen
PATCH: Update – Teilweise
LÖSCHEN: Löschen

Die Ausrichtung Ihrer API-Operationen auf die richtigen HTTP-Methoden führt zu einer sehr benutzerfreundlichen und intuitiven API, die das Verständnis und die Verwendung erleichtert.
Entwerfen intuitiver API-Endpunkte
Namenskonventionen
API-Endpunkte sollten einem einheitlichen, klaren Design folgen. Verwenden Sie die Namen so, dass sie mit Substantiven übereinstimmen, die die Ressource, auf die zugegriffen wird, eindeutig identifizieren. Dies könnte beispielsweise wie folgt aussehen: /users für eine Sammlung von Benutzern und /users/:id für einen einzelnen Benutzer. Vermeiden Sie die Benennung von Endpunkten mit Verben, da über die

HTTP-Methode ist klar, welche Aktion ausgeführt wird. Sammlungen werden mit der Pluralform des Substantivs und der Singularform benannt

Form des Substantivs bei der Darstellung einer einzelnen Ressource.

Sie müssen diese API versionieren, damit bei der Weiterentwicklung der API die früheren Versionen weiterhin ausgeführt werden und nicht durch Änderungen beschädigt werden. Stellen Sie sicher, dass Sie ein sehr konsistentes Versionierungsschema verwenden, das die Version Ihrer API angibt, z. B. /v1/users, /api/v1/users, ….
Führen Sie bei Breaking Changes eine neue Version Ihrer API ein und verwerfen Sie die alte Version. Auf diese Weise können Kunden in ihrem eigenen Tempo auf die neue Version migrieren und die alte Version bleibt weiterhin funktionsfähig.

Umgang mit Anfragen und Antworten

Anforderungsdaten analysieren

Parsen und validieren Sie eingehende Daten immer, um ihre Eignung in Ihrer API zu bestätigen. Body-Parsing-Middleware hilft beim Parsen eingehender Anforderungstexte in JSON.  
Verwenden Sie Bibliotheken wie Joi oder Validator, um eingehende Daten anhand des Schemas und der Geschäftsregeln Ihrer API zu validieren. Dadurch werden potenzielle Fehler reduziert und die Datenintegrität sichergestellt.
 
Geben Sie entsprechende Antworten zurück

Stellen Sie sicher, dass Ihre Antworten entsprechende HTTP-Statuscodes zurückgeben, die das Ergebnis der Anfrage angeben, zum Beispiel: 200 OK im Falle einer erfolgreichen GET-Anfrage, 201 Erstellt für erfolgreiche POST-Anfragen, 204 Kein Inhalt für erfolgreiche DELETE-Anfragen.
Geben Sie Daten im JSON-Format zurück und achten Sie auf Konsistenz mit der Struktur der Antworten innerhalb Ihrer API. Fügen Sie zusätzliche Metadaten zu Paginierungsinformationen oder Fehlermeldungen hinzu, um den Clients Kontext zu geben.

Authentifizierung und Autorisierung implementieren

Basisauthentifizierung

Die Basisauthentifizierung ist die einfachste Möglichkeit, Kunden mithilfe eines Benutzernamens und eines Passworts zu authentifizieren. Es lässt sich recht einfach installieren, eignet sich jedoch nicht für den Produktionseinsatz, da es keine Sicherheitsfunktionen enthält. Tokenbasierte Authentifizierung mit JWT
JSON-Web-Tokens sind sicherer und skalierbarer als die Basisauthentifizierung. JWTs realisieren die Authentifizierung und Autorisierung von Clients, indem sie signierte Token ausstellen, die Benutzerinformationen und Berechtigungen enthalten.
Wenn sich ein Client bei Ihrer API authentifiziert, geben Sie ein JWT zurück. Letzterer wird dieses Token in spätere Anfragen aufnehmen. Überprüfen Sie auf der Serverseite die Signatur des Tokens, um festzustellen, ob es gültig ist oder manipuliert wurde.

Fehlerbehandlung und Protokollierung

Stellen Sie sicher, dass Sie aussagekräftige Fehlermeldungen zurückgeben

Im Fehlerfall sollte eine aussagekräftige Fehlermeldung an den Client zurückgegeben werden, die ausreichende Informationen zur Diagnose und Problemlösung enthält. Legen Sie die richtigen HTTP-Statuscodes für den Fehlertyp fest: 400 Bad Request für clientseitige Fehler und 500 Internal Server Error für serverseitige Fehler.
Fügen Sie alle relevanten Fehlerinformationen ein: zum Beispiel Fehlercode, Meldung und jeden anderen Kontext, den der Antworttext enthalten kann. Das Einbeziehen solcher Informationen könnte dem Kunden helfen, herauszufinden, was schief gelaufen ist und wie er es beheben kann.

Protokollierung zum Debuggen und Überwachen

Richten Sie in Ihrer Anwendung einen guten Protokollierungsmechanismus ein, um Fehler, Warnungen und wichtige Ereignisse während der Ausführung zu protokollieren. Verwenden Sie eine gute Protokollierungsbibliothek wie Morgan oder Winston, um die Anfrage/Antwort/den Fehler zu protokollieren.
Bewahren Sie Protokolle an einem Ort auf – einer Datei oder einem Protokollierungsdienst –, um das Debuggen und Überwachen zu vereinfachen. Legen Sie dann die Protokollebenen fest, um wichtige Nachrichten zu verarbeiten und überflüssiges Rauschen zu vermeiden.

Dokumentieren Sie Ihre API

Verwendung von Tools wie Swagger und Postman

Erstellen Sie eine vollständige Dokumentation für die API, sodass alle Benutzer, die darauf stoßen, wissen, wie sie sie verwenden. Die automatisierte interaktive Dokumentation mit Tools wie Swagger und Postman liefert Ihnen Endpunkt-, Anforderungs- und Antwortbeispiele und sogar Details zur Authentifizierung. Halten Sie Ihre Dokumentation auf dem neuesten Stand und befolgen Sie die in der API vorgenommenen Änderungen, um sicherzustellen, dass die Clients über gültige Informationen über Endpunkte und deren Nutzung verfügen.
Es ist außerdem wichtig, Ihre API-Dokumentation regelmäßig zu aktualisieren, um mit den Änderungen oder Ergänzungen Ihrer API Schritt zu halten. Für jede neue Funktion oder jede bearbeitete Verbesserung könnte ein Prozess der Dokumentationsaktualisierung eingeleitet werden.

Sie können sogar ein Versionierungssystem für Ihre Dokumentation entwerfen. Das bedeutet, dass Ihre Kunden die Version der Dokumentation basierend auf ihrer API-Version sehen können.
Testen Sie Ihre API
Unit-Test mit Mokka und Chai
Testen Sie APIs mithilfe von Unit-Tests, um zu überprüfen, ob einzelne Komponenten wie erwartet funktionieren. Sie können Tests mit Test-Frameworks wie Mocha und Chai schreiben und ausführen.
Schreiben Sie Tests für alle Endpunkte und stellen Sie sicher, dass für die verschiedenen Eingabeszenarien die richtige Antwort zurückgegeben wird. Suchen Sie nach Grenzfällen und Fehlerbedingungen, um sicherzustellen, dass Ihre API diese ordnungsgemäß verarbeitet.
Integrationstests mit Supertest
Ebenso wichtig ist es, Integrationstests zu schreiben, die sicherstellen, dass alle Teile Ihrer API harmonisch funktionieren. Supertest ist eine hervorragende Bibliothek, um HTTP-Anfragen an Ihre API zu senden und die Antworten zu testen.

Typische Anwendungsszenarien sollten Tests haben. Das Erstellen eines Benutzers, das Anmelden oder das Aktualisieren eines Profils sollten Teil Ihrer Testsuite sein. So können Sie sicher sein, dass Ihre Endpunkte gut miteinander zusammenarbeiten und alles als Ganzes ordnungsgemäß funktioniert.

Stellen Sie Ihre API bereit

So hosten Sie eine Node.js-API

Abhängig von Ihren Bedürfnissen und wie viel Geld Sie haben, können Sie beim Hosten Ihrer Node.js-API eine der folgenden Möglichkeiten nutzen: PaaS oder Platform as a Service: Dazu gehören beispielsweise Heroku, DigitalOcean und AWS Elastic Bohnenstange. Alle diese Dienste bieten eine verwaltete Umgebung für die Bereitstellung einer API. IaaS oder Infrastructure as a Service umfasst Dienste wie AWS EC2, Google Compute Engine und DigitalOcean Droplets, mit denen Sie Ihre API auf virtuellen Maschinen bereitstellen können.
Serverlose Agilität wird über Dienste wie AWS Lambda, Google Cloud Functions und Azure Functions bereitgestellt und erleichtert die API-Bereitstellung.
Wählen Sie eine geeignete Hosting-Option, nachdem Sie die beste Lösung zwischen all Ihren API-Bedürfnissen und -Anforderungen auf der einen Seite und dem Fachwissen und den Ressourcen Ihres Teams auf der anderen Seite in Betracht gezogen haben.

Skalieren Sie Ihre API mit Clustering und Lastausgleich

Da Ihre API immer beliebter und genutzter wird, wird die Skalierung zu einem wichtigen Anliegen. Erstellen Sie mithilfe des integrierten Clustermoduls in Node.js mehrere Arbeitsprozesse, die eingehende Anforderungen gleichzeitig verarbeiten können.
Implementieren Sie einen Lastausgleich für Ihre eingehenden Anfragen und verteilen Sie die Aufrufe auf mehrere Instanzen Ihrer API. Ein Load Balancer kann mit Nginx und HAProxy durchgeführt werden.

Best Practices im API-Design

Befolgen Sie diese Best Practices für die Entwicklung eines effektiven Satzes von RESTful-APIs mit Node.js:

Erstellen Sie eine API, die einfach und konsistent ist. Dies bedeutet, dass Endpunktnamen verwendet werden, die sehr aussagekräftig sind und einer einheitlichen Namenskonvention folgen.

Stellen Sie sicher, dass Sie die richtigen HTTP-Methoden verwenden. Sie können Ihre API für andere intuitiv und benutzerfreundlich gestalten, wenn Sie sicherstellen, dass HTTP-Methoden den entsprechenden CRUD-Vorgängen zugeordnet werden.
Eingabevalidierung und -bereinigung: Validieren und bereinigen Sie eingehende Daten, bevor Sie sie in Ihre API einfügen.
Eleganter Umgang mit Fehlern: Reagieren Sie mit aussagekräftigen Antworten auf Fehlermeldungen mit entsprechenden HTTP-Statuscodes und protokollieren Sie diese Fehler zum Debuggen und Überwachen.

Authentifizierung und Autorisierung implementieren. Verwenden Sie sichere Authentifizierungsmethoden wie JWT und implementieren Sie die Autorisierung, um Zugriffskontrollen für alle Ressourcen Ihrer API zu regulieren.
Dokumentieren Sie Ihre API: Stellen Sie eine umfassende Dokumentation bereit, die Beschreibungen von Endpunkten, Beispiele für Anfragen und Antworten sowie Authentifizierungsdetails enthält.
Testen Sie Ihre API: Eine getestete API funktioniert mit Sicherheit wie erwartet und erkennt gleichzeitig etwaige Regressionen, die schon früh im Entwicklungsprozess auftreten. Sie können dies mit Unit- und Integrationstests tun.
Überwachen Sie Ihr Skript: Beobachtbarkeit ist der Schlüssel zum Verständnis der Leistung, Nutzung und Fehler in Ihrer API und ermöglicht letztendlich eine schnelle Problemlösung.

Schreiben Sie auf diese Weise eine effektive, skalierbare und wartbare RESTful-API, die den Anforderungen Ihrer Kunden und Benutzer entspricht.

Zusammenfassung

Der Entwickler, der eine effektive Programmierung moderner Webanwendungen verfolgen möchte, muss lernen, wie er APIs am besten mit Node.js entwirft. Die Kenntnis der Prinzipien, die dem Design von RESTful-APIs zugrunde liegen, und der Leistungsfähigkeit von Node.js ermöglicht es Entwicklern, eine API zu erstellen, die hoch skalierbar, wartbar und benutzerfreundlich ist.

Für Studenten, die einen Java-Entwicklungskurs in Hyderabad suchen, gehört dies zu den sehr wichtigen Fähigkeiten, die sie erwerben können, was die Tür zu einer Vielzahl von Karrieremöglichkeiten öffnet. Angesichts der steigenden Marktanforderungen an qualifizierte Node.js-Entwickler wird die Fähigkeit, RESTful-APIs zu entwerfen und effektiv zu entwickeln, eine entscheidende Differenzierung auf dem Arbeitsmarkt darstellen.

Indem Entwickler sich das Handwerk und die Kunst des API-Designs zu eigen machen und ständig auf dem Weg zur Beherrschung üben, können sie kreative Lösungen entwickeln, die weiterhin neue Maßstäbe für das setzen, was mit dem Web möglich ist. Das richtige API-Design mit Node.js wird in einer Landschaft, in der sich die Technologie von Sonnenaufgang bis Sonnenuntergang ändert, eine große grundlegende Rolle bei der skalierbaren und reaktionsfähigen Anwendungsentwicklung der Zukunft spielen.

Das obige ist der detaillierte Inhalt vonDie Kunst des API-Designs: Erstellen effektiver RESTful-APIs mit Node.js. Für weitere Informationen folgen Sie bitte anderen verwandten Artikeln auf der PHP chinesischen Website!