API مخفف application programming interface در ساده‌ترین تعریف، مجموعه‌ای از قوانین، پروتکل‌ها و ابزارها است که به برنامه‌های مختلف اجازه می‌دهد تا با یکدیگر ارتباط برقرار کرده و از قابلیت‌ها و داده‌های یکدیگر استفاده کنند. تصور کنید یک پیشخدمت در رستوران هستید؛ شما (برنامه کاربردی شما) درخواست مشتری (داده یا عملکرد مورد نیاز از برنامه دیگر) را می‌گیرید و آن را به آشپزخانه (برنامه دیگر) منتقل می‌کنید. سپس، پاسخ آشپزخانه (داده یا نتیجه مورد نظر) را به مشتری تحویل می‌دهید. API نیز دقیقاً همین نقش را در دنیای نرم‌افزار ایفا می‌کند.

بدون APIها، توسعه نرم‌افزار بسیار دشوار و زمان‌بر خواهد بود. هر برنامه‌ای مجبور بود تمام قابلیت‌ها و داده‌های مورد نیاز خود را از صفر ایجاد کند، که منجر به تکرار تلاش‌ها، افزایش هزینه‌ها و کاهش سرعت نوآوری می‌شد. APIها با فراهم کردن یک راه استاندارد برای تعامل بین برنامه‌ها، این موانع را از میان برداشته و امکان ساخت برنامه‌های پیچیده و قدرتمند را با استفاده از اجزای از پیش ساخته شده فراهم می‌کنند.

در این مقاله، به بررسی انواع مختلف APIها و کاربردهای عملی آن‌ها در صنایع و زمینه‌های مختلف خواهیم پرداخت تا درک عمیق‌تری از نقش حیاتی این فناوری در دنیای امروز به دست آوریم.

انواع اصلی APIها و کاربردهایشان

APIها را می‌توان بر اساس عوامل مختلفی دسته‌بندی کرد، از جمله پروتکل ارتباطی، نوع دسترسی و هدف استفاده. در ادامه، به بررسی مهم‌ترین انواع APIها و کاربردهای عملی آن‌ها می‌پردازیم:

APIهای وب (Web APIs)
APIهای وب، که گاهی به آن‌ها سرویس‌های وب (Web Services) نیز گفته می‌شود، رایج‌ترین نوع APIها هستند و برای ارتباط بین برنامه‌های کاربردی تحت وب استفاده می‌شوند. این APIها معمولاً از طریق پروتکل‌های استاندارد اینترنت مانند HTTP/HTTPS کار می‌کنند و داده‌ها را در قالب‌های رایجی مانند JSON یا XML تبادل می‌کنند.

انواع رایج APIهای وب:

APIهای RESTful (Representational State Transfer): معماری RESTful یکی از محبوب‌ترین رویکردها برای طراحی APIهای وب است. این معماری بر مبنای اصول زیر استوار است:

• بی‌حالت بودن (Stateless): هر درخواست از سمت کلاینت به سرور باید شامل تمام اطلاعات مورد نیاز برای پردازش باشد و سرور هیچ اطلاعاتی از درخواست‌های قبلی را ذخیره نمی‌کند.
• منابع (Resources): هر قطعه اطلاعات در سیستم به عنوان یک منبع در نظر گرفته می‌شود که با یک شناسه یکتا (URI) قابل دسترسی است.
• روش‌های HTTP (HTTP Methods): از فعل‌های استاندارد HTTP مانند GET (دریافت منبع)، POST (ایجاد منبع جدید)، PUT (به‌روزرسانی منبع موجود) و DELETE (حذف منبع) برای انجام عملیات بر روی منابع استفاده می‌شود.
• نمایندگی (Representation): منابع می‌توانند در قالب‌های مختلفی مانند JSON، XML یا HTML به کلاینت ارائه شوند.

کاربردهای عملی APIهای RESTful:

• شبکه‌های اجتماعی: پلتفرم‌هایی مانند توییتر، فیسبوک و اینستاگرام از APIهای RESTful برای ارائه دسترسی به داده‌ها و قابلیت‌های خود به توسعه‌دهندگان сторонний استفاده می‌کنند. به عنوان مثال، یک برنامه می‌تواند از API توییتر برای نمایش توییت‌های یک کاربر خاص، ارسال توییت جدید یا تجزیه و تحلیل داده‌های توییت‌ها استفاده کند.
• فروشگاه‌های آنلاین (E-commerce): فروشگاه‌های اینترنتی از APIهای RESTful برای یکپارچه‌سازی سیستم‌های مختلف مانند درگاه‌های پرداخت، سرویس‌های حمل و نقل و سیستم‌های مدیریت موجودی استفاده می‌کنند. به عنوان مثال، هنگام پرداخت در یک فروشگاه آنلاین، API درگاه پرداخت با سیستم بانکی ارتباط برقرار کرده و تراکنش را انجام می‌دهد.
• برنامه‌های موبایل: بسیاری از برنامه‌های موبایل برای دریافت داده‌ها و تعامل با سرورهای راه دور از APIهای RESTful استفاده می‌کنند. به عنوان مثال، یک برنامه هواشناسی از یک API برای دریافت اطلاعات آب و هوا از یک سرویس هواشناسی استفاده می‌کند.
• سرویس‌های ابری (Cloud Services): پلتفرم‌های ابری مانند آمازون وب سرویسز (AWS) و گوگل کلود پلتفرم (GCP) مجموعه‌ای گسترده از APIهای RESTful را برای دسترسی به سرویس‌های مختلف خود مانند ذخیره‌سازی داده، محاسبات و یادگیری ماشین ارائه می‌دهند.
• APIهای SOAP (Simple Object Access Protocol): پروتکل SOAP یک استاندارد قدیمی‌تر برای تبادل اطلاعات ساختاریافته در برنامه‌های وب است. بر خلاف REST، SOAP از پیام‌های XML برای انتقال داده‌ها استفاده می‌کند و معمولاً به پروتکل‌های دیگری مانند WSDL (Web Services Description Language) برای توصیف قابلیت‌های سرویس و UDDI (Universal Description, Discovery, and Integration) برای کشف سرویس‌ها متکی است.

کاربردهای عملی APIهای SOAP:

• سیستم‌های سازمانی بزرگ: به دلیل ویژگی‌هایی مانند امنیت بالا و پشتیبانی از تراکنش‌های ACID، APIهای SOAP هنوز در برخی از سیستم‌های سازمانی بزرگ مانند سیستم‌های بانکی و سیستم‌های یکپارچه منابع سازمانی (ERP) استفاده می‌شوند.
• سیستم‌های مالی: تبادل اطلاعات حساس مالی اغلب به پروتکل‌های امن و قابل اعتماد مانند SOAP نیاز دارد.
• یکپارچه‌سازی سیستم‌های قدیمی: در برخی موارد، برای یکپارچه‌سازی سیستم‌های قدیمی که از SOAP پشتیبانی می‌کنند با سیستم‌های جدیدتر، همچنان از APIهای SOAP استفاده می‌شود.
• APIهای GraphQL: GraphQL یک زبان پرس و جو برای APIها است که توسط فیسبوک توسعه داده شده است. بر خلاف REST که در آن کلاینت معمولاً چندین endpoint را برای دریافت داده‌های مورد نیاز خود فراخوانی می‌کند، GraphQL به کلاینت اجازه می‌دهد تا دقیقاً داده‌های مورد نیاز خود را در یک درخواست واحد مشخص کند. این امر منجر به کاهش حجم داده‌های منتقل شده و بهبود عملکرد برنامه‌ها می‌شود.

کاربردهای عملی APIهای GraphQL:

• برنامه‌های موبایل و وب پیچیده: برنامه‌هایی که نیاز به دریافت حجم زیادی از داده‌های مرتبط دارند، مانند فیدهای خبری شبکه‌های اجتماعی یا داشبوردهای تحلیلی، می‌توانند از GraphQL برای بهبود کارایی و کاهش تعداد درخواست‌ها استفاده کنند.
• توسعه فرانت‌اند سریع: GraphQL به توسعه‌دهندگان فرانت‌اند انعطاف‌پذیری بیشتری در نحوه دریافت داده‌ها می‌دهد و آن‌ها را از وابستگی به ساختار API بک‌اند کاهش می‌دهد.
• APIهای عمومی: برخی از پلتفرم‌ها مانند GitHub و Shopify از GraphQL برای ارائه APIهای عمومی خود استفاده می‌کنند.
• 2. APIهای کتابخانه‌ای (Library APIs)
• APIهای کتابخانه‌ای مجموعه‌ای از توابع، کلاس‌ها و رویه‌های از پیش نوشته شده هستند که توسط یک کتابخانه یا فریم‌ورک نرم‌افزاری ارائه می‌شوند. توسعه‌دهندگان می‌توانند از این APIها برای افزودن قابلیت‌های خاص به برنامه‌های خود بدون نیاز به نوشتن کد از صفر استفاده کنند.

کاربردهای عملی APIهای کتابخانه‌ای:

• توسعه رابط کاربری (UI): فریم‌ورک‌های UI مانند React، Angular و Vue.js مجموعه‌ای از APIها را برای ساخت کامپوننت‌های رابط کاربری، مدیریت state و هندل کردن رویدادها ارائه می‌دهند.
• دسترسی به سیستم عامل: کتابخانه‌های زبان‌های برنامه‌نویسی مانند پایتون و جاوا APIهایی را برای تعامل با سیستم عامل، مانند دسترسی به فایل‌ها، مدیریت فرآیندها و کار با شبکه فراهم می‌کنند.
• پردازش تصویر و صدا: کتابخانه‌هایی مانند OpenCV (برای پردازش تصویر) و Librosa (برای پردازش صدا) APIهایی را برای انجام عملیات مختلف بر روی داده‌های چندرسانه‌ای ارائه می‌دهند.
• یادگیری ماشین: کتابخانه‌هایی مانند TensorFlow و PyTorch APIهایی را برای ساخت و آموزش مدل‌های یادگیری ماشین فراهم می‌کنند.

APIهای سیستم عامل (Operating System APIs)

APIهای سیستم عامل به برنامه‌های کاربردی اجازه می‌دهند تا با هسته سیستم عامل و سخت‌افزار زیرین تعامل داشته باشند. این APIها امکاناتی مانند مدیریت حافظه، دسترسی به دستگاه‌های ورودی/خروجی، مدیریت فرآیندها و ارتباطات شبکه را فراهم می‌کنند.

کاربردهای عملی APIهای سیستم عامل:

• توسعه برنامه‌های دسکتاپ: برنامه‌هایی که بر روی سیستم عامل‌های مختلف اجرا می‌شوند (مانند ویندوز، macOS و لینوکس) از APIهای سیستم عامل برای دسترسی به منابع سیستم و ارائه قابلیت‌های مورد نیاز خود استفاده می‌کنند.
• درایورهای دستگاه: درایورهای سخت‌افزاری از APIهای سیستم عامل برای برقراری ارتباط با سخت‌افزار و ارائه یک رابط استاندارد به برنامه‌های کاربردی استفاده می‌کنند.
• سرویس‌های سیستمی: سرویس‌هایی که در پس‌زمینه سیستم عامل اجرا می‌شوند (مانند سرویس‌های شبکه و مدیریت فایل) از APIهای سیستم عامل برای انجام وظایف خود استفاده می‌کنند.

APIهای سخت‌افزاری (Hardware APIs)

APIهای سخت‌افزاری به نرم‌افزار اجازه می‌دهند تا با سخت‌افزار خاصی ارتباط برقرار کند. این APIها معمولاً توسط سازندگان سخت‌افزار ارائه می‌شوند و امکان کنترل و دسترسی به قابلیت‌های سخت‌افزار را فراهم می‌کنند.

کاربردهای عملی APIهای سخت‌افزاری:

• APIهای دوربین: APIهای ارائه شده توسط سازندگان دوربین‌های دیجیتال به برنامه‌ها اجازه می‌دهند تا تنظیمات دوربین را کنترل کنند، عکس بگیرند و فیلم ضبط کنند.
• APIهای حسگرها: در دستگاه‌های موبایل و سیستم‌های اینترنت اشیا (IoT)، APIهای حسگرها به برنامه‌ها اجازه می‌دهند تا داده‌های حسگرهای مختلف مانند شتاب‌سنج، ژیروسکوپ و GPS را دریافت کنند.
• APIهای چاپگر: APIهای چاپگر به برنامه‌ها اجازه می‌دهند تا اسناد را چاپ کنند و تنظیمات چاپ را کنترل کنند.

کاربردهای عملی APIها در صنایع مختلف
APIها به عنوان یک فناوری کلیدی، در صنایع مختلف کاربردهای گسترده‌ای دارند و به نوآوری و بهبود کارایی کمک می‌کنند. در ادامه، به برخی از این کاربردها اشاره می‌کنیم:

• یکپارچه‌سازی سیستم‌ها: سازمان‌ها از APIها برای یکپارچه‌سازی سیستم‌های مختلف خود، مانند سیستم‌های CRM (مدیریت ارتباط با مشتری)، ERP (برنامه‌ریزی منابع سازمانی) و سیستم‌های مدیریت انبار، استفاده می‌کنند تا تبادل اطلاعات بین آن‌ها به صورت خودکار و کارآمد انجام شود.
• توسعه برنامه‌های کاربردی نوآورانه: APIها به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهند تا از قابلیت‌ها و داده‌های سرویس‌های موجود برای ساخت برنامه‌های جدید و نوآورانه استفاده کنند. به عنوان مثال، یک برنامه مسیریابی می‌تواند از APIهای نقشه برای نمایش مسیرها و اطلاعات ترافیکی استفاده کند.
• ایجاد اکوسیستم‌های دیجیتال: پلتفرم‌هایی مانند اپ استور و گوگل پلی از APIها برای ایجاد اکوسیستم‌هایی استفاده می‌کنند که در آن توسعه‌دهندگان می‌توانند برنامه‌های خود را ارائه دهند و با سایر سرویس‌ها تعامل داشته باشند.
• بهبود تجربه مشتری: شرکت‌ها از APIها برای ارائه خدمات بهتر و شخصی‌سازی شده به مشتریان خود استفاده می‌کنند. به عنوان مثال، یک وب‌سایت تجارت الکترونیک می‌تواند از APIهای پیشنهاد محصول برای نمایش محصولات مرتبط به هر مشتری استفاده کند.
• اتوماسیون فرآیندها: APIها امکان اتوماسیون بسیاری از فرآیندهای دستی را فراهم می‌کنند. به عنوان مثال، یک سیستم مدیریت منابع انسانی می‌تواند از APIها برای یکپارچه‌سازی با سیستم‌های حقوق و دستمزد و انجام خودکار فرآیندهای مربوطه استفاده کند.
• اینترنت اشیا (IoT): در دنیای IoT، APIها نقش حیاتی در ارتباط بین دستگاه‌های مختلف و پلتفرم‌های ابری ایفا می‌کنند. دستگاه‌های IoT از APIها برای ارسال داده‌ها به سرورها و دریافت دستورات استفاده می‌کنند.
• هوش مصنوعی (AI) و یادگیری ماشین (ML): APIها دسترسی به مدل‌ها و سرویس‌های AI و ML را برای توسعه‌دهندگان فراهم می‌کنند. به عنوان مثال، یک برنامه می‌تواند از APIهای تشخیص چهره یا پردازش زبان طبیعی برای افزودن قابلیت‌های هوشمند به خود استفاده کند.
• خدمات مالی (FinTech): APIها در صنعت مالی برای ارائه خدمات نوآورانه مانند پرداخت‌های آنلاین، انتقال وجه و دسترسی به اطلاعات حساب‌ها استفاده می‌شوند. Open Banking نمونه‌ای از استفاده گسترده از APIها در این حوزه است.

مزایای استفاده از APIها

استفاده از APIها مزایای متعددی برای توسعه‌دهندگان، سازمان‌ها و کاربران نهایی دارد:

• افزایش سرعت توسعه: APIها به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهند تا از قابلیت‌های از پیش ساخته شده استفاده کنند و نیازی به نوشتن کد از صفر برای هر عملکرد نداشته باشند، که منجر به کاهش زمان و هزینه توسعه می‌شود.
• بهبود قابلیت تعامل‌پذیری: APIها امکان ارتباط و تبادل اطلاعات بین سیستم‌ها و برنامه‌های مختلف با فناوری‌های متفاوت را فراهم می‌کنند.
• افزایش نوآوری: APIها با فراهم کردن دسترسی به قابلیت‌ها و داده‌های مختلف، امکان ایجاد برنامه‌ها و خدمات جدید و نوآورانه را فراهم می‌کنند.
• بهبود تجربه کاربری: APIها می‌توانند به ارائه خدمات بهتر و شخصی‌سازی شده به کاربران کمک کنند.
• کاهش پیچیدگی: APIها با انتزاع جزئیات پیاده‌سازی، پیچیدگی سیستم‌ها را کاهش می‌دهند و توسعه و نگهداری آن‌ها را آسان‌تر می‌کنند.
• مقیاس‌پذیری: APIها به سازمان‌ها کمک می‌کنند تا سیستم‌های خود را به صورت مستقل و کارآمد مقیاس‌بندی کنند.
• امنیت: APIها می‌توانند با استفاده از مکانیزم‌های امنیتی مختلف مانند احراز هویت و مجوزدهی، دسترسی به داده‌ها و قابلیت‌ها را کنترل کنند.

چالش‌های استفاده از APIها

در کنار مزایای فراوان، استفاده از APIها چالش‌هایی نیز به همراه دارد:

• مدیریت API: با افزایش تعداد APIها، مدیریت آن‌ها از نظر مستندسازی، امنیت و نظارت می‌تواند پیچیده شود.
• امنیت API: APIها می‌توانند هدف حملات سایبری قرار بگیرند، بنابراین