Select Page

API, REST API, GraphQL: Hướng dẫn toàn diện

Trong thế giới phát triển phần mềm hiện đại, API, REST API và GraphQL là những công nghệ cốt lõi. Bài viết này sẽ cung cấp một hướng dẫn toàn diện về các khái niệm cơ bản, cách thức hoạt động và ứng dụng thực tế của chúng. Bạn sẽ hiểu rõ hơn về những lợi ích và hạn chế của từng loại API, giúp bạn đưa ra lựa chọn phù hợp cho dự án của mình.

API là gì và tại sao cần API?

Trong thế giới công nghệ thông tin phát triển không ngừng, việc các ứng dụng và hệ thống khác nhau có thể giao tiếp và chia sẻ dữ liệu với nhau là vô cùng quan trọng. Đây chính là nơi API (Application Programming Interface) phát huy vai trò của mình. Vậy, API thực chất là gì và tại sao chúng ta cần đến chúng? Hãy cùng khám phá.

API có thể được hiểu đơn giản là một tập hợp các quy tắc và giao thức cho phép các ứng dụng phần mềm khác nhau “nói chuyện” với nhau. Nó giống như một người phiên dịch, giúp các hệ thống không cùng ngôn ngữ có thể hiểu và trao đổi thông tin một cách hiệu quả. Thay vì phải xây dựng lại mọi thứ từ đầu, các nhà phát triển có thể sử dụng API để tận dụng các chức năng và dữ liệu sẵn có từ các ứng dụng khác, giúp tiết kiệm thời gian và công sức.

Chức năng chính của API là cung cấp một giao diện chuẩn để các ứng dụng có thể truy cập và sử dụng các dịch vụ hoặc dữ liệu của nhau. Điều này giúp tạo ra một hệ sinh thái phần mềm đa dạng, nơi các ứng dụng có thể tương tác và bổ sung cho nhau. Ví dụ, một ứng dụng đặt vé máy bay có thể sử dụng API của một hệ thống thanh toán trực tuyến để xử lý giao dịch, hoặc một ứng dụng bản đồ có thể sử dụng API của một dịch vụ dự báo thời tiết để hiển thị thông tin thời tiết trên bản đồ.

Vai trò của API trong kiến trúc ứng dụng là vô cùng quan trọng. Nó cho phép các ứng dụng được xây dựng theo kiến trúc module, nơi mỗi module có thể đảm nhận một chức năng cụ thể và tương tác với các module khác thông qua API. Điều này giúp ứng dụng trở nên linh hoạt, dễ bảo trì và nâng cấp hơn. Ngoài ra, API cũng đóng vai trò quan trọng trong việc xây dựng các ứng dụng microservices, nơi các dịch vụ nhỏ được triển khai độc lập và giao tiếp với nhau thông qua API.

Để hiểu rõ hơn về cách API hoạt động, hãy xem xét một ví dụ minh họa. Giả sử bạn muốn xây dựng một ứng dụng hiển thị thông tin về các cuốn sách. Thay vì phải tự mình thu thập và lưu trữ dữ liệu về sách, bạn có thể sử dụng API của một thư viện trực tuyến. Ứng dụng của bạn sẽ gửi yêu cầu đến API của thư viện, yêu cầu thông tin về một cuốn sách cụ thể. API sẽ xử lý yêu cầu này và trả về dữ liệu cần thiết, ví dụ như tên sách, tác giả, mô tả, v.v. Ứng dụng của bạn sau đó sẽ hiển thị dữ liệu này cho người dùng. Như vậy, API đã giúp ứng dụng của bạn có thể truy cập và sử dụng dữ liệu từ một nguồn bên ngoài một cách dễ dàng.

Có nhiều loại API khác nhau, mỗi loại có những đặc điểm và ứng dụng riêng. Một số loại API phổ biến bao gồm:

  • Web API: Đây là loại API được sử dụng phổ biến nhất, cho phép các ứng dụng web giao tiếp với nhau thông qua giao thức HTTP.
  • REST API: Một dạng kiến trúc Web API phổ biến, sử dụng các phương thức HTTP (GET, POST, PUT, DELETE) để thực hiện các thao tác trên dữ liệu.
  • GraphQL: Một ngôn ngữ truy vấn dữ liệu cho API, cho phép ứng dụng yêu cầu chính xác dữ liệu mà nó cần, tránh việc trả về quá nhiều dữ liệu không cần thiết.
  • Library API: Cung cấp các hàm và lớp để các nhà phát triển có thể sử dụng lại các chức năng đã được xây dựng sẵn.
  • Operating System API: Cho phép các ứng dụng tương tác với hệ điều hành, ví dụ như truy cập vào tệp tin hoặc phần cứng.

Sự khác biệt giữa các loại API này nằm ở cách chúng được thiết kế, giao thức chúng sử dụng và loại dữ liệu chúng truyền tải. Ví dụ, REST API thường sử dụng JSON hoặc XML để truyền tải dữ liệu, trong khi GraphQL cho phép ứng dụng chỉ định chính xác các trường dữ liệu mà nó cần. Việc lựa chọn loại API nào sẽ phụ thuộc vào yêu cầu cụ thể của ứng dụng và hệ thống.

Tóm lại, API là một thành phần không thể thiếu trong kiến trúc ứng dụng hiện đại. Chúng cho phép các ứng dụng khác nhau giao tiếp và chia sẻ dữ liệu, tạo ra một hệ sinh thái phần mềm linh hoạt và đa dạng. Hiểu rõ về API và cách chúng hoạt động là một kỹ năng quan trọng đối với bất kỳ nhà phát triển phần mềm nào. Để tiếp tục tìm hiểu sâu hơn, chúng ta sẽ chuyển sang chương tiếp theo để khám phá về REST API, một trong những loại API phổ biến nhất hiện nay.

Chúng ta sẽ tiếp tục tìm hiểu về “REST API: Kiến trúc và ứng dụng”.

REST API: Kiến trúc và ứng dụng

Sau khi đã tìm hiểu về khái niệm API và vai trò quan trọng của nó trong việc kết nối các hệ thống, chúng ta sẽ đi sâu vào một trong những loại API phổ biến nhất: REST API. REST, viết tắt của Representational State Transfer, là một kiến trúc thiết kế phần mềm cho các ứng dụng mạng phân tán. REST API không phải là một giao thức cụ thể mà là một tập hợp các nguyên tắc thiết kế, giúp tạo ra các API có tính mở rộng, dễ bảo trì và dễ sử dụng.

Kiến trúc của REST API

Kiến trúc của REST API dựa trên các nguyên tắc sau:

  • Client-Server: Kiến trúc này phân tách rõ ràng giữa client (ứng dụng yêu cầu) và server (ứng dụng cung cấp tài nguyên). Client và server có thể phát triển độc lập, miễn là tuân thủ theo giao diện API đã định nghĩa.
  • Stateless: Mỗi yêu cầu từ client đến server phải chứa đầy đủ thông tin cần thiết để server xử lý. Server không lưu trữ bất kỳ trạng thái nào của client giữa các yêu cầu. Điều này giúp tăng tính mở rộng và khả năng phục hồi của hệ thống.
  • Cacheable: Các phản hồi từ server có thể được cache lại bởi client hoặc các lớp trung gian. Điều này giúp giảm tải cho server và cải thiện hiệu suất của ứng dụng.
  • Layered System: Kiến trúc có thể được xây dựng theo nhiều lớp, mỗi lớp có một vai trò riêng. Các lớp này có thể giao tiếp với nhau thông qua các API, mà không cần biết chi tiết về cách hoạt động của các lớp khác.
  • Uniform Interface: Các API phải tuân thủ một giao diện thống nhất, giúp các client dễ dàng tương tác với server. Giao diện này bao gồm các phương thức HTTP, định dạng dữ liệu và các quy tắc đặt tên tài nguyên.

Các phương thức HTTP trong REST API

Các phương thức HTTP là nền tảng của giao tiếp trong REST API. Mỗi phương thức tương ứng với một hành động cụ thể trên tài nguyên:

  • GET: Dùng để lấy thông tin về một tài nguyên hoặc danh sách tài nguyên. Ví dụ: lấy thông tin về một người dùng cụ thể hoặc danh sách tất cả người dùng.
  • POST: Dùng để tạo mới một tài nguyên. Ví dụ: tạo mới một người dùng hoặc một bài viết.
  • PUT: Dùng để cập nhật toàn bộ thông tin của một tài nguyên đã tồn tại. Ví dụ: cập nhật toàn bộ thông tin của một người dùng.
  • DELETE: Dùng để xóa một tài nguyên. Ví dụ: xóa một người dùng hoặc một bài viết.
  • PATCH: Dùng để cập nhật một phần thông tin của một tài nguyên đã tồn tại. Ví dụ: cập nhật địa chỉ email của một người dùng.

Định dạng dữ liệu trong REST API

REST API thường sử dụng các định dạng dữ liệu tiêu chuẩn để trao đổi thông tin giữa client và server. Hai định dạng phổ biến nhất là:

  • JSON (JavaScript Object Notation): Định dạng dữ liệu dạng text, dễ đọc và dễ xử lý. JSON thường được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng web và di động.
  • XML (Extensible Markup Language): Định dạng dữ liệu dạng markup, có cấu trúc phức tạp hơn JSON. XML thường được sử dụng trong các ứng dụng doanh nghiệp.

Ví dụ về REST API thực tế

Hãy xem xét một ví dụ về một API REST đơn giản để quản lý danh sách người dùng. API này có thể có các endpoint như sau:

  • GET /users: Lấy danh sách tất cả người dùng.
  • GET /users/{id}: Lấy thông tin của người dùng có ID tương ứng.
  • POST /users: Tạo mới một người dùng.
  • PUT /users/{id}: Cập nhật thông tin của người dùng có ID tương ứng.
  • DELETE /users/{id}: Xóa người dùng có ID tương ứng.

Khi một client gửi yêu cầu GET /users, server sẽ trả về một danh sách người dùng dưới dạng JSON. Khi client gửi yêu cầu POST /users, client sẽ gửi dữ liệu người dùng mới dưới dạng JSON trong body của yêu cầu, và server sẽ tạo mới người dùng và trả về thông tin của người dùng vừa tạo.

So sánh REST API với các loại API khác

REST API là một trong những loại API phổ biến nhất, nhưng không phải là lựa chọn duy nhất. Có nhiều loại API khác, mỗi loại có những ưu và nhược điểm riêng. Ví dụ, GraphQL là một lựa chọn thay thế đang ngày càng phổ biến. GraphQL cho phép client chỉ định chính xác dữ liệu mà nó cần, giúp giảm thiểu lượng dữ liệu thừa được truyền tải. Điều này có thể đặc biệt hữu ích trong các ứng dụng di động với băng thông hạn chế. Khác với REST API sử dụng nhiều endpoint khác nhau cho các hành động khác nhau, GraphQL thường chỉ sử dụng một endpoint duy nhất và client sẽ chỉ định dữ liệu cần lấy thông qua các truy vấn. *Sự khác biệt cơ bản này sẽ được phân tích sâu hơn ở chương sau*.

Trong chương này, chúng ta đã khám phá kiến trúc và ứng dụng của REST API. Chúng ta đã tìm hiểu về các nguyên tắc thiết kế, các phương thức HTTP, định dạng dữ liệu và ví dụ thực tế. Việc nắm vững các kiến thức này là rất quan trọng để xây dựng các ứng dụng web và di động hiện đại. Tiếp theo, chúng ta sẽ chuyển sang tìm hiểu về GraphQL, một lựa chọn thay thế mạnh mẽ cho REST API.

GraphQL: Một lựa chọn thay thế tối ưu

Sau khi đã tìm hiểu về REST API và kiến trúc của nó, chúng ta sẽ chuyển sang một lựa chọn thay thế mạnh mẽ khác: GraphQL. Nếu như REST API hoạt động dựa trên các endpoint cố định và trả về dữ liệu theo cấu trúc định sẵn, thì GraphQL lại mang đến một cách tiếp cận linh hoạt và hiệu quả hơn trong việc truy vấn dữ liệu. Vậy, GraphQL là gì và nó khác biệt như thế nào so với REST API?

GraphQL là một ngôn ngữ truy vấn dữ liệu và một runtime cho việc thực thi các truy vấn đó. Không giống như REST API, nơi mà client nhận được dữ liệu theo cấu trúc mà server định sẵn, GraphQL cho phép client yêu cầu chính xác dữ liệu mà nó cần, không hơn không kém. Điều này giúp giảm thiểu tình trạng “over-fetching” (nhận quá nhiều dữ liệu không cần thiết) và “under-fetching” (nhận quá ít dữ liệu và phải thực hiện nhiều request).

Một trong những điểm khác biệt chính giữa GraphQL và REST API nằm ở cách chúng xử lý các yêu cầu dữ liệu. REST API thường sử dụng nhiều endpoint khác nhau để truy cập các tài nguyên khác nhau, trong khi GraphQL sử dụng một endpoint duy nhất. Khi client gửi một truy vấn GraphQL, server sẽ phân tích truy vấn đó, lấy dữ liệu cần thiết và trả về cho client đúng những gì đã được yêu cầu. Điều này làm cho việc phát triển ứng dụng trở nên nhanh chóng và dễ dàng hơn, đặc biệt là đối với các ứng dụng có yêu cầu dữ liệu phức tạp.

Ví dụ, trong một ứng dụng mạng xã hội, nếu bạn muốn lấy thông tin của một người dùng, bao gồm tên, email và danh sách bạn bè, với REST API, bạn có thể cần phải thực hiện nhiều request đến các endpoint khác nhau. Nhưng với GraphQL, bạn chỉ cần một request duy nhất, và bạn có thể chỉ định chính xác các trường dữ liệu mà bạn cần, như sau:


{
  user(id: "123") {
    name
    email
    friends {
      name
    }
  }
}

Kết quả trả về sẽ chỉ chứa các trường dữ liệu mà bạn đã yêu cầu, không có dữ liệu thừa. Điều này giúp giảm tải cho server và tăng tốc độ tải trang cho client.

Lợi ích của GraphQL so với REST API:

  • Giảm over-fetching và under-fetching: Client chỉ nhận dữ liệu cần thiết, giúp tiết kiệm băng thông và tăng tốc độ tải trang.
  • Truy vấn linh hoạt: Client có thể yêu cầu chính xác dữ liệu mình cần, không phụ thuộc vào cấu trúc cố định của server.
  • Một endpoint duy nhất: Giảm sự phức tạp trong việc quản lý và duy trì API.
  • Hệ thống type mạnh: Giúp phát hiện lỗi truy vấn sớm và cải thiện khả năng bảo trì.
  • Phát triển nhanh chóng: Cho phép các team frontend và backend làm việc song song, giảm sự phụ thuộc lẫn nhau.

Cấu trúc truy vấn và trả về dữ liệu của GraphQL:

Truy vấn GraphQL thường có cấu trúc giống như JSON, nhưng nó có thể chứa các argument và directive để tùy chỉnh truy vấn. Server sẽ trả về dữ liệu theo cấu trúc tương ứng với truy vấn. GraphQL sử dụng một schema để mô tả các type dữ liệu và các operation có thể thực hiện (query, mutation, subscription). Schema này giúp đảm bảo tính nhất quán và dễ dàng cho client sử dụng API.

Điểm mạnh của GraphQL:

  • Hiệu quả về hiệu suất: Giảm thiểu dữ liệu thừa, tăng tốc độ tải trang.
  • Linh hoạt: Cho phép client tùy chỉnh truy vấn.
  • Dễ bảo trì: Schema rõ ràng, dễ dàng thay đổi và mở rộng.
  • Thích hợp cho ứng dụng phức tạp: Xử lý tốt các yêu cầu dữ liệu phức tạp.

Điểm yếu của GraphQL:

  • Độ phức tạp: Có thể khó học hơn so với REST API, đặc biệt là đối với người mới bắt đầu.
  • Caching phức tạp: Caching dữ liệu GraphQL có thể phức tạp hơn so với REST API.
  • Over-querying: Mặc dù giúp tránh over-fetching, nhưng nếu không cẩn thận, client có thể vô tình yêu cầu quá nhiều dữ liệu không cần thiết.

Nhìn chung, GraphQL là một lựa chọn hấp dẫn cho các ứng dụng hiện đại, đặc biệt là các ứng dụng có yêu cầu dữ liệu phức tạp và cần hiệu suất cao. Việc lựa chọn giữa REST API và GraphQL phụ thuộc vào yêu cầu cụ thể của dự án và kinh nghiệm của đội ngũ phát triển. Chương tiếp theo sẽ đi sâu vào việc so sánh chi tiết giữa hai phương pháp này để giúp bạn có cái nhìn toàn diện hơn.

Conclusions

Bài viết đã cung cấp cái nhìn tổng quan về API, REST API và GraphQL. Tùy thuộc vào nhu cầu cụ thể của dự án, bạn có thể lựa chọn loại API phù hợp nhất để tối ưu hóa hiệu suất và khả năng mở rộng của ứng dụng.

Related Posts