Dominando o design de APIs: estratégias essenciais para desenvolver APIs de alta performance

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Os mapas que você vê em apps de carona e delivery são cortesia da Google Maps API, que os desenvolvedores usam para habilitar essa funcionalidade. A Google Maps API é a API padrão que sites e aplicativos usam para exibir mapas em tempo real. Para ter uma noção do tamanho, existem hoje 5.567.291 sites ativos usando essa API.

Então, por que a Google Maps API faz tanto sucesso? Sim, em parte por ser do próprio Google, mas também pelo design da API, que permite aos desenvolvedores integrá-la facilmente aos seus produtos.

A Google Maps API é só um exemplo; há inúmeras APIs no mercado, como PayPal, Stripe, etc., que são extremamente populares. Na verdade, parte do sucesso dessas empresas pode ser atribuída às suas APIs.

Hoje, qualquer site ou aplicativo pode tornar sua funcionalidade central acessível por meio de APIs. Porém, no fim do dia, a adoção de uma API depende de quão bem ela é projetada. Neste blog, vamos explorar os fundamentos do design de APIs e as melhores práticas que você precisa seguir para fazer os desenvolvedores se apaixonarem pela sua API.

O que é design de API?

Design de API é o processo de definir métodos e formatos de dados que as aplicações usam para requisitar e trocar informações. Envolve especificar os endpoints ou URLs que os desenvolvedores podem usar, os formatos de dados que devem enviar e receber e o comportamento esperado da API.

Embora esses sejam os aspectos técnicos, o design de uma API é determinado pelo seu propósito — o porquê por trás dela. Entender o propósito de uma API resolve arestas do processo de desenvolvimento, pois fornece insights sobre o comportamento esperado, limitações e possíveis evoluções. Hoje, o design de APIs está incorporado ao guarda-chuva mais amplo de gestão de APIs para garantir consistência entre o design planejado e a API implementada.

Se você quer desenvolver suas habilidades em integração e gestão de APIs, confira o curso da DataCamp Working with the OpenAI API, que vai ajudar você a criar aplicações com IA.

Como projetar uma API

Cada API é diferente, de acordo com seu propósito e a funcionalidade que entrega. Mas existem princípios universais que todo desenvolvedor deve seguir para construir uma API robusta e amigável para quem desenvolve. Veja como você pode fazer isso:

Passo 1: entenda o propósito da sua API

Antes de rascunhar o blueprint da sua API, garanta que todas as partes interessadas estejam alinhadas sobre o que a API vai fazer. Trabalhe de perto com as lideranças do negócio para esclarecer objetivos e metas. Entenda como a API se encaixa no quadro geral. Se possível, converse diretamente com os usuários finais ou desenvolvedores que vão interagir com a API. Reúna feedback sobre necessidades, dores e expectativas para ter insights sobre os casos de uso práticos.

O propósito da API vai determinar sua funcionalidade, recursos, como será documentada, quais implementações de segurança serão necessárias e qual especificação de API você vai escolher.

Escolha a especificação de API certa

Há várias especificações de API, cada uma adequada a um caso de uso. Aqui estão algumas das mais populares:

OpenAPI (Swagger)

OpenAPI é um padrão amplamente adotado para descrever APIs RESTful. Conhecida pela simplicidade, permite gerar documentação com facilidade e oferece um jeito padronizado para desenvolvedores entenderem e interagirem com a API. O OpenAPI usa JSON ou YAML para especificar endpoints, formatos de requisição e resposta e métodos de autenticação. É adequado para comunicação stateless via HTTP e uma ótima escolha para APIs destinadas a um público amplo.

GraphQL Schema

GraphQL é uma alternativa às APIs RESTful, e suas especificações costumam ser definidas com uma linguagem de schema. Um schema GraphQL descreve os tipos de dados que podem ser consultados e a estrutura dessas consultas. É ideal quando os clientes precisam de controle preciso sobre os dados que desejam obter.

Aprofunde seus conhecimentos em como expor modelos de machine learning como APIs usando Flask. Explore o tutorial completo da DataCamp sobre APIs de modelos de machine learning em Python.

RAML (RESTful API Modeling Language)

RAML é uma linguagem baseada em YAML para descrever APIs RESTful. Oferece uma forma legível para humanos de definir estrutura da API, endpoints e tipos de dados. Use quando a prioridade for legibilidade e simplicidade.

SOAP (Simple Object Access Protocol)

SOAP é um protocolo para troca de informações estruturadas em serviços web. É comumente usado em aplicações de nível corporativo que exigem comunicação padronizada. É a melhor escolha quando você está lidando com ambientes legados.

WSDL (Web Services Description Language)

WSDL é usado comumente para descrever serviços web SOAP (Simple Object Access Protocol). Define operações, mensagens e tipos de dados para serviços web, permitindo comunicação padronizada entre sistemas diferentes. É ideal para aplicações corporativas que precisam de contratos rígidos e comunicação padronizada.

AsyncAPI

Semelhante ao OpenAPI, mas projetado especificamente para APIs assíncronas, o AsyncAPI foca em arquiteturas orientadas a mensagens e descreve como mensagens são trocadas entre componentes. É usado quando não há necessidade de resposta em tempo real da API.

Aprofunde-se no desenvolvimento de APIs com o tutorial da DataCamp Introduction to FastAPI. Aprenda a criar APIs robustas com frameworks modernos.

Passo 2: defina endpoints e recursos

O próximo passo é definir endpoints e recursos. Endpoints determinam as URLs (Uniform Resource Locators) ou URIs (Uniform Resource Identifiers) específicas que os desenvolvedores podem usar para interagir com a API. Cada endpoint normalmente corresponde a uma operação ou ação específica. Métodos HTTP comuns como GET, POST, PUT e DELETE são usados para executar operações nesses endpoints. Exemplo:

• GET /users: recupera a lista de usuários.
• GET /users/{id}: recupera os detalhes de um usuário específico pelo ID.
• POST /users: cria um novo usuário.
• PUT /users/{id}: atualiza os dados de um usuário específico.
• DELETE /users/{id}: exclui um usuário específico.

Recursos representam as entidades ou objetos que sua API gerencia. Podem ser usuários, produtos, comentários ou qualquer entidade relevante do seu sistema. Cada recurso costuma ter um identificador único e está associado a um ou mais endpoints. Por exemplo:

Recurso: users

Atributos: ID, username, email, etc.

Endpoints:

/users (GET - listar todos os usuários, POST - criar um novo usuário),

/users/{id} (GET - obter detalhes do usuário, PUT - atualizar dados do usuário, DELETE - excluir um usuário)

Recurso: products

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

Endpoints:

/products (GET - listar todos os produtos, POST - criar um novo produto),

/products/{id} (GET - obter detalhes do produto, PUT - atualizar dados do produto, DELETE - excluir um produto)

Passo 3: defina convenções de nomenclatura

Se você quer que os desenvolvedores amem sua API, use convenções de nomes claras e consistentes. Não tente ser criativo ao nomear endpoints, recursos e parâmetros — priorize clareza e simplicidade. Algumas diretrizes:

1. Use substantivos para recursos:
• Escolha substantivos claros e descritivos para seus recursos. Por exemplo, /users, /products, /orders.
• Evite termos ambíguos ou genéricos. Seja específico para transmitir o propósito do recurso.
2. Use verbos para ações:
• Use métodos HTTP (GET, POST, PUT, DELETE) para representar ações sobre os recursos.
• Mantenha os verbos consistentes entre endpoints. Por exemplo, use GET para recuperar usuários e POST para criar um novo usuário.
3. Seja consistente na pluralização:
• Decida se os nomes dos recursos serão no singular ou plural e mantenha isso em toda a API. Por exemplo, escolha entre /user ou /users e siga essa convenção.

Passo 3: otimize os payloads de requisição e resposta

Outro aspecto crucial do contrato de uma API é especificar os payloads de requisição e resposta — os dados enviados na requisição e os esperados na resposta. Primeiro, escolha um formato de dados padrão, como JSON ou XML. Vale mais a pena optar por JSON, amplamente usado pela simplicidade e legibilidade. Você pode aprender a usar JSON no curso da DataCamp Streamlined Data Ingestion with pandas.

Lembre-se de manter os payloads leves, pois eles impactam diretamente a eficiência da sua API. O que você pode fazer:

1. Implemente compactação de payload (por exemplo, gzip) para reduzir o tamanho durante a transmissão.

2. Se fizer sentido, ofereça requisições em lote, agrupando várias operações em uma única chamada.

3. Use parâmetros de query ou headers para que seus endpoints retornem apenas os dados que o cliente realmente precisa.

Passo 4: implemente autenticação e autorização

Garanta a segurança no design da sua API. Você pode trabalhar em duas frentes: autenticação e autorização.

Para autenticação, você pode implementar OAuth e chaves de API. A chave de API é um método simples e comum, em que uma chave única é incluída no header da requisição. No entanto, esse tipo de autenticação não é suficientemente seguro.

Já o OAuth é um framework mais robusto e flexível, adequado para cenários em que aplicações de terceiros precisam de acesso. Para autorização, defina claramente os níveis de acesso e escopos que usuários ou aplicações podem ter.

Passo 5: use versionamento de API

Requisitos de usuários e tecnologias mudam com o tempo, e a API precisa evoluir. O versionamento permite fazer mudanças sem quebrar o que já existe. Você pode implementar diferentes tipos de versionamento, como por URL, por parâmetro de query, por header, etc.

Por exemplo,

Versionamento por URL: https://example-api.com/v1/resource

Versionamento por parâmetro de query: https://example-api.com/resource?version=v1.

Passo 6: defina mensagens de erro adequadas

Erros vão acontecer ao longo da vida útil da sua API. O que importa é como lidar com eles. Inclua mensagens de erro claras e objetivas no corpo da resposta para ajudar os desenvolvedores a entender o que ocorreu.

Inclua informações como códigos de erro, descrições e sugestões de resolução. Use códigos de status HTTP padrão para indicar sucesso ou falha da requisição (por exemplo, 200 OK para sucesso, 404 Not Found quando o recurso não é encontrado, 500 Internal Server Error para problemas no servidor).

Passo 7: considere comportamentos inesperados

Garanta que sua API consiga lidar com comportamentos e requisições inesperadas dos usuários finais. Por exemplo, o usuário pode enviar múltiplas requisições para o mesmo recurso, gerando questões de concorrência.

Do seu lado, também podem ocorrer problemas como timeout e respostas lentas, ou o servidor pode acabar retornando uma resposta em um formato diferente do esperado pelo cliente. Sua API deve lidar com ações inesperadas de forma elegante, com mensagens de erro apropriadas.

Passo 8: documentação

Depois de tudo isso, vem a documentação. Ela funciona como um manual que explica a outros desenvolvedores como sua API opera. É um dos fatores-chave que impactam a adoção e o consumo da API. Portanto, garanta que sua documentação seja clara, objetiva e fácil de entender. Boas práticas:

• Evite jargões técnicos desnecessários que possam confundir.
• Organize a documentação de forma lógica e hierárquica. Use seções, subseções e títulos para ajudar o usuário a encontrar rapidamente o que precisa.
• Inclua exemplos interativos ou um sandbox da API para que desenvolvedores possam experimentar diretamente pela documentação.
• Considere usar ferramentas como Swagger ou OpenAPI para gerar documentação interativa.

Design first x code first

Ao construir uma API, há duas abordagens possíveis: design first ou code first.

A estratégia que acabamos de discutir é a abordagem design first, que envolve definir as especificações da API — endpoints, formatos de dados, mecanismos de autenticação e arquitetura geral — antes de escrever o código que as implementa. O objetivo é estabelecer um design claro e bem pensado, que atenda aos requisitos do sistema e seja fácil de entender e usar.

A abordagem code first, por sua vez, foca em escrever o código antes de definir especificações ou documentação. Assim, os desenvolvedores ajustam a API com base na experiência de implementação e no feedback dos testes, e o design evolui à medida que o código é escrito.

Uma abordagem é melhor que a outra?

Pode-se dizer que o code first oferece flexibilidade e velocidade no desenvolvimento, permitindo prototipagem rápida. Porém, traz vários desafios. Sem uma especificação bem definida desde o início, há risco de mal-entendidos ou inconsistências entre partes da API. No fim, depende dos requisitos do projeto e da preferência do time de desenvolvimento.

Explore as possibilidades criativas de APIs com o guia da DataCamp sobre a DALL-E 3 API para entender como aproveitar IA em soluções inovadoras.

Para finalizar

Existem vários aspectos técnicos no design de uma API. Mas pense na sua API como um produto criado para resolver as dores dos seus usuários finais. Quando o design é orientado por essas dores, a adoção tende a acontecer muito mais rápido.

Aprimore suas técnicas de ingestão de dados com APIs no curso da DataCamp, Streamlined Data Ingestion with pandas. Ganhe experiência prática para lidar com dados com eficiência.