Domina el diseño de APIs: estrategias clave para desarrollar APIs de alto rendimiento

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Los mapas que ves en apps de transporte y reparto existen gracias a Google Maps API, que los desarrolladores utilizan para habilitar esa funcionalidad. Google Maps API es la API por defecto que emplean sitios web y aplicaciones para mostrar mapas en tiempo real. Si quieres un dato preciso, hay actualmente 5.567.291 sitios web activos que usan esta API.

Entonces, ¿por qué tiene tanto éxito Google Maps API? En parte, sí, porque es de Google, pero también por su diseño, que permite a los desarrolladores integrarla fácilmente en sus productos.

Google Maps API es solo un ejemplo; hay infinidad de APIs en el mercado, como PayPal o Stripe, que son muy populares. De hecho, parte del éxito de estas compañías se debe a sus APIs.

Hoy en día, cualquier sitio web o aplicación puede exponer su funcionalidad principal a través de APIs. Sin embargo, al final, la adopción de una API depende de lo bien que esté diseñada. En este blog, veremos los fundamentos del diseño de APIs y las mejores prácticas que debes seguir para conseguir que a los desarrolladores les encante tu API.

¿Qué es el diseño de APIs?

El diseño de APIs es el proceso de definir los métodos y formatos de datos que las aplicaciones pueden usar para solicitar e intercambiar información. Implica especificar los endpoints o URLs que podrán usar los desarrolladores, los formatos de datos que deben enviar y recibir, y el comportamiento esperado de la API.

Aunque estos son los aspectos técnicos, el diseño de una API viene determinado por su propósito; el porqué. Entender la finalidad de una API pule el proceso de desarrollo, ya que aporta claridad sobre el comportamiento esperado, las limitaciones y las posibles evoluciones. El diseño de APIs se integra ahora dentro del paraguas más amplio de la gestión de APIs para garantizar la coherencia entre el diseño previsto y la API implementada.

Si quieres desarrollar tus habilidades en integración y gestión de APIs, echa un vistazo al curso de DataCamp Working with the OpenAI API, que te ayudará a crear aplicaciones potenciadas con IA.

Cómo diseñar una API

Cada API es diferente según su propósito y la funcionalidad que cubre. Aun así, hay principios universales que cualquier desarrollador debería seguir para construir una API sólida y cómoda de usar. Aquí tienes cómo hacerlo:

Paso 1: entiende el propósito de tu API

Antes de trazar el plano de tu API, asegúrate de que todas las personas implicadas tienen claro qué va a hacer. Colabora con responsables de negocio para alinear objetivos y metas. Entiende cómo encaja la API en el conjunto. Si puedes, habla directamente con las personas usuarias finales o con los desarrolladores que interactuarán con la API. Recoge sus necesidades, puntos de dolor y expectativas para identificar casos de uso reales.

El propósito de la API determinará su funcionalidad, las características, cómo se documentará, qué medidas de seguridad necesitará y qué especificación de API elegirás.

Elige la especificación de API adecuada

Existen varias especificaciones de API, cada una adecuada para ciertos casos de uso. Estas son algunas de las más populares:

OpenAPI (Swagger)

OpenAPI es un estándar ampliamente adoptado para describir APIs RESTful. Es conocido por su sencillez, ya que permite generar documentación fácilmente y ofrece una forma estandarizada para que los desarrolladores entiendan e interactúen con la API. OpenAPI usa JSON o YAML para definir los endpoints, los formatos de petición y respuesta, y los métodos de autenticación. Es adecuado para comunicación sin estado sobre HTTP y es una buena opción para APIs dirigidas a una audiencia amplia.

Esquema de GraphQL

GraphQL es una alternativa a las APIs RESTful y sus especificaciones suelen definirse con un lenguaje de esquemas. Un esquema de GraphQL detalla los tipos de datos que pueden consultarse y la estructura de esas consultas. Es idóneo cuando los clientes necesitan un control preciso sobre los datos que quieren recuperar.

Amplía tus conocimientos sobre cómo exponer modelos de machine learning como APIs con Flask. Explora el tutorial completo de DataCamp Machine Learning Models API in Python.

RAML (RESTful API Modeling Language)

RAML es un lenguaje basado en YAML para describir APIs RESTful. Ofrece una forma legible de definir la estructura de la API, sus endpoints y tipos de datos. Úsalo cuando tu prioridad sea la legibilidad y la simplicidad.

SOAP (Simple Object Access Protocol)

SOAP es un protocolo para intercambiar información estructurada en servicios web. Se utiliza a menudo en aplicaciones a nivel empresarial que requieren comunicación estandarizada. Es la mejor opción cuando trabajas con entornos heredados.

WSDL (Web Services Description Language)

WSDL se usa habitualmente para describir servicios web SOAP (Simple Object Access Protocol). Define las operaciones, mensajes y tipos de datos de los servicios web, permitiendo una comunicación estandarizada entre sistemas. Es ideal para aplicaciones empresariales que necesitan contratos estrictos y comunicación normalizada.

AsyncAPI

Similar a OpenAPI, pero diseñada específicamente para APIs asíncronas, AsyncAPI se centra en arquitecturas dirigidas por mensajes y describe cómo se intercambian mensajes entre componentes. Se usa cuando no se necesita una respuesta en tiempo real de la API.

Profundiza en el desarrollo de APIs con el tutorial de DataCamp Introduction to FastAPI. Aprende a crear APIs robustas con frameworks modernos.

Paso 2: define endpoints y recursos

El siguiente paso es definir los endpoints y recursos. Los endpoints establecen las URLs (Uniform Resource Locators) o URIs (Uniform Resource Identifiers) concretos que los desarrolladores pueden usar para interactuar con la API. Cada endpoint suele corresponder a una operación o acción específica. Los métodos HTTP más comunes, como GET, POST, PUT y DELETE, se usan para operar sobre estos endpoints. Por ejemplo:

• GET /users: recupera una lista de usuarios.
• GET /users/{id}: recupera los detalles de un usuario concreto mediante su id.
• POST /users: crea un nuevo usuario.
• PUT /users/{id}: actualiza los datos de un usuario concreto.
• DELETE /users/{id}: elimina un usuario concreto.

Los recursos representan las entidades u objetos que gestiona tu API. Pueden ser usuarios, productos, comentarios o cualquier entidad relevante del sistema. Cada recurso suele tener un identificador único y se asocia a uno o varios endpoints. Por ejemplo:

Recurso: users

Atributos: ID, username, email, etc.

Endpoints:

/users (GET - listar todos los usuarios, POST - crear un usuario nuevo),

/users/{id} (GET - obtener detalles de un usuario, PUT - actualizar datos de un usuario, DELETE - eliminar un usuario)

Recurso: products

Atributos: ID, name, description, price, etc.

Endpoints:

/products (GET - listar todos los productos, POST - crear un producto nuevo),

/products/{id} (GET - obtener detalles de un producto, PUT - actualizar datos de un producto, DELETE - eliminar un producto)

Paso 3: define convenciones de nombres

Si quieres que a los desarrolladores les encante tu API, usa convenciones de nombres claras y coherentes. No te pongas creativo al nombrar endpoints, recursos y parámetros: prioriza la claridad y la sencillez. Aquí van algunas pautas:

1. Usa sustantivos para los recursos:
• Elige sustantivos claros y descriptivos. Por ejemplo, /users, /products, /orders.
• Evita términos ambiguos o genéricos. Sé específico para transmitir el propósito del recurso.
2. Usa verbos para las acciones:
• Emplea los métodos HTTP (GET, POST, PUT, DELETE) para representar acciones sobre recursos.
• Mantén los verbos coherentes entre endpoints. Por ejemplo, usa GET para recuperar usuarios y POST para crear uno nuevo.
3. Sé coherente con el plural:
• Decide si los nombres de recursos serán singulares o plurales y sé consistente en toda la API. Por ejemplo, mantén /user o /users, pero no alternes.

Paso 3: optimiza los payloads de petición y respuesta

Otro aspecto clave del contrato de una API es especificar los payloads de petición y respuesta: los datos que se envían en la solicitud y los que se esperan en la respuesta. Lo primero es elegir un formato estándar para tu API, como JSON o XML. Lo más habitual es optar por JSON, por su sencillez y legibilidad. Puedes aprender a usar JSON en el curso de DataCamp Streamlined Data Ingestion with pandas.

Recuerda mantener los payloads ligeros, ya que impactan directamente en la eficiencia de tu API. ¿Qué puedes hacer?

1. Implementa compresión de payloads (p. ej., gzip) para reducir el tamaño durante la transmisión.

2. Si procede, admite peticiones por lotes para agrupar varias operaciones en una sola solicitud.

3. Usa parámetros de consulta o cabeceras para que tus endpoints devuelvan solo los datos que el cliente necesita.

Paso 4: implementa autenticación y autorización

Asegúrate de contemplar la seguridad en el diseño de tu API. Hay dos frentes: autenticación y autorización.

Para la autenticación, puedes implementar OAuth y claves de API. La clave de API es un método sencillo y común, donde se incluye una clave única en la cabecera de la solicitud. Sin embargo, este tipo de autenticación no es lo bastante seguro.

OAuth, en cambio, es un marco más robusto y flexible, adecuado cuando aplicaciones de terceros necesitan acceso. En cuanto a la autorización, define con claridad los niveles de acceso y los ámbitos (scopes) que pueden tener los usuarios o las aplicaciones.

Paso 5: aplica versionado de la API

Las necesidades de los usuarios y la tecnología cambian con el tiempo, por lo que una API debe evolucionar. El versionado permite introducir cambios sin romper los sistemas existentes. Hay varias estrategias de versionado: en la URL, mediante parámetros de consulta, en cabeceras, etc.

Por ejemplo,

Versionado en URL: https://example-api.com/v1/resource

Versionado por parámetro: https://example-api.com/resource?version=v1.

Paso 6: define mensajes de error adecuados

Los errores son inevitables durante la vida de tu API. Lo importante es cómo gestionarlos. Incluye mensajes de error claros y concisos en el cuerpo de la respuesta para que los desarrolladores entiendan qué ha fallado.

Incluye información como códigos de error, descripciones y sugerencias de resolución. Usa códigos de estado HTTP estándar para indicar el éxito o el fallo de una petición (p. ej., 200 OK para éxito, 404 Not Found si no existe el recurso, 500 Internal Server Error para problemas del servidor).

Paso 7: contempla comportamientos inesperados

Tu API también debe ser capaz de manejar comportamientos y solicitudes inesperadas de los usuarios. Por ejemplo, pueden enviarse múltiples peticiones al mismo recurso y provocar problemas de concurrencia.

Por otro lado, también puede haber incidencias por tu parte, como timeouts, respuestas lentas o que el servidor devuelva un formato distinto al que el cliente requiere. Tu API debe gestionar estas situaciones con elegancia y con mensajes de error adecuados.

Paso 8: documentación

Una vez hecho todo, toca la documentación. Es el manual que explica a otros desarrolladores cómo funciona tu API. Es uno de los factores clave que influyen en la adopción y el uso de tu API. Así que procura que sea clara, concisa y fácil de entender. Algunas buenas prácticas:

• Evita la jerga técnica innecesaria que pueda confundir.
• Organiza la documentación de forma lógica y jerárquica. Usa secciones, subsecciones y encabezados para que se encuentre la información rápido.
• Incluye ejemplos interactivos o un sandbox para que los desarrolladores puedan probar la API desde la propia documentación.
• Valora el uso de herramientas como Swagger u OpenAPI para generar documentación interactiva.

API design first vs. code first

A la hora de construir una API, hay dos enfoques: design first o code first.

La estrategia que acabamos de comentar es el enfoque design first: definir las especificaciones de la API —endpoints, formatos de datos, mecanismos de autenticación y arquitectura— antes de escribir el código que las implementa. El objetivo es establecer un diseño claro y bien pensado que cumpla los requisitos del sistema y sea fácil de entender y usar.

El enfoque code first, en cambio, prioriza escribir el código sin especificaciones ni documentación iniciales. Los desarrolladores ajustan la API en función de la experiencia de implementación y del feedback de las pruebas; el diseño va evolucionando a medida que se escribe el código.

¿Es uno mejor que el otro?

Se puede decir que el enfoque code first aporta flexibilidad y rapidez, ya que facilita el prototipado ágil. Pero también conlleva retos: sin una especificación bien definida desde el inicio, hay riesgo de malentendidos o inconsistencias entre partes de la API. Al final, depende de los requisitos del proyecto y de las preferencias del equipo de desarrollo.

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Para terminar

El diseño de una API tiene muchos aspectos técnicos, pero conviene pensar en tu API como en un producto creado para resolver los puntos de dolor de tus usuarios. Si tu diseño se guía por esas necesidades reales, es mucho más probable que tu API se adopte con rapidez.

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