Trong những năm gần đây, việc xây dựng các ứng dụng phần mềm được thực hiện rất nhiều, đặc biệt bùng nổ hơn trong giai đoạn chuyển đổi số. Việc chia sẻ dữ liệu dùng chung giữa các hệ thống phần mềm riêng rẻ góp phần tiết kiệm chi phí, trở thành nền tảng của ngôn ngữ giao tiếp giữa các hệ thống.Một nhân tố quan trọng đã cách mạng hóa việc chia sẻ và liên lạc dữ liệu, đóng vai trò là yếu tố hỗ trợ tích hợp, chính là REST API. Vậy REST API là gì? Hoạt động như thế nào và tại sao nên sử dụng REST API? Bài viết này sẽ giúp bạn giải đáp các thắc mắc liên quan đến REST API.

REST API là gì?

REST API (Representational State Transfer Application Programming Interface) hay còn được gọi là RESTful API là giao diện lập trình ứng dụng (API) được sử dụng để truyền tải và tương tác dữ liệu giữa các hệ thống và ứng dụng khác nhau trên mạng. REST API dựa trên kiến trúc trạng thái (stateless) và sử dụng các phương thức HTTP như GET, POST, PUT, DELETE để thực hiện các thao tác truy vấn và thay đổi dữ liệu.

Để hiểu REST API là gì, chúng ta cần xem lại một số thuật ngữ chính.

• Khách hàng (client) là một người hoặc chương trình sử dụng API. Máy khách đưa ra yêu cầu tới API để truy xuất một số thông tin hoặc thay đổi nội dung nào đó trong ứng dụng. Trình duyệt web của người dùng là một ứng dụng khách – tương tác với các API của các trang web khác nhau để lấy nội dung. Thông tin được yêu cầu sẽ được gửi trở lại trình duyệt của người dùng và hiển thị trên màn hình.
• Tài nguyên (resource) là bất kỳ thông tin nào mà API có thể cung cấp cho khách hàng. Ví dụ: tài nguyên trong API của Facebook có thể là người dùng, trang, ảnh hoặc bài đăng. Mỗi tài nguyên có một tên duy nhất, được gọi là mã định danh tài nguyên.
• Máy chủ (server) được sử dụng để nhận yêu cầu của khách hàng và chứa các tài nguyên mà khách hàng muốn. Máy chủ sử dụng API để tương tác với máy khách mà không cấp cho họ quyền truy cập trực tiếp vào nội dung được lưu trữ trong cơ sở dữ liệu.

Hoạt động của REST API

REST API cho phép các ứng dụng và hệ thống khác nhau có thể giao tiếp và trao đổi dữ liệu một cách đơn giản và linh hoạt. Nó đã trở thành một tiêu chuẩn phổ biến trong việc phát triển các ứng dụng web và mobile. Cho phép các nhà phát triển tạo ra các ứng dụng linh hoạt và dễ dàng tích hợp với các hệ thống và dịch vụ khác.

REST API hoạt động dựa trên các nguyên tắc cơ bản như:

• Sử dụng các phương thức HTTP như GET (lấy dữ liệu), POST (tạo mới), PUT (cập nhật), DELETE (xóa) để tương tác với tài nguyên trên máy chủ.
• Sử dụng các URL duy nhất để xác định tài nguyên cụ thể.
• Sử dụng các định dạng dữ liệu như JSON hoặc XML để truyền tải dữ liệu.

Chức năng cơ bản của API RESTful cũng giống như việc duyệt Internet. Client liên hệ với máy chủ bằng cách sử dụng API khi yêu cầu tài nguyên. Đây là các bước chung cho bất kỳ lệnh gọi REST API nào:

1. Khách hàng (Client) gửi một yêu cầu đến máy chủ. Client làm theo tài liệu API để định dạng yêu cầu theo cách mà máy chủ hiểu được.
2. Máy chủ xác thực và xác nhận khách hàng có quyền đưa ra yêu cầu đó.
3. Máy chủ nhận yêu cầu và xử lý nội bộ.
4. Máy chủ trả về một phản hồi đến khách hàng. Phản hồi chứa thông tin cho khách hàng biết liệu yêu cầu có thành công hay không. Phản hồi cũng bao gồm thông tin nào mà khách hàng yêu cầu.

Chi tiết về phản hồi và yêu cầu REST API  sẽ khác nhau đôi chút tùy thuộc vào cách thiết kế API.

REST API với Google Earth Engine (GEE)

API REST như một điểm truy cập trực tiếp vào máy chủ Earth Engine thông qua các yêu cầu và phản hồi HTTP.

Với API Google Earth Engine, bất kỳ ai cũng có thể truy cập dữ liệu và phân tích dữ liệu đó trong các dự án lập trình của riêng họ. Trong hướng dẫn dành cho nhà phát triển GEE cung cấp hướng dẫn và ví dụ về cách tích hợp API JavaScript, Python và REST.

Vì GEE hiển thị dữ liệu cho người dùng thông qua API, cụ thể là API JavaScript, nên nó cho phép người dùng tạo các ứng dụng động và có thể truy cập công khai dữ liệu cung cấp bởi Google Earth Engine.

Các thành phần của REST API

Mã định danh tài nguyên duy nhất

Máy chủ xác định từng tài nguyên bằng mã định danh tài nguyên duy nhất. Đối với các dịch vụ REST, máy chủ thường xác định tài nguyên bằng hệ thống định vị tài nguyên (URL). URL chỉ định đường dẫn đến tài nguyên. URL tương tự như địa chỉ trang web URL còn được gọi là điểm cuối yêu cầu và cho máy chủ biết khách hàng yêu cầu điều gì.

Phương pháp

Các nhà phát triển thường triển khai các API RESTful bằng cách sử dụng Giao thức truyền siêu văn bản (HTTP). Phương thức HTTP cho máy chủ biết cần làm gì với tài nguyên. Có 4 phương thức HTTP phổ biến:

• GET: Để lấy tài nguyên.
• POST: Để tạo một tài nguyên mới.
• PUT: Để chỉnh sửa hoặc cập nhật tài nguyên hiện có.
• DELETE: Để xóa một tài nguyên.

Tiêu đề HTTP 

Tiêu đề yêu cầu là siêu dữ liệu được trao đổi giữa client và máy chủ. Ví dụ: tiêu đề cho biết định dạng của yêu cầu và phản hồi, cung cấp thông tin về trạng thái yêu cầu, v.v.

Dữ liệu 

Các yêu cầu API REST có thể bao gồm dữ liệu cho POST, PUT và các phương thức HTTP khác để hoạt động thành công. 

Tham số 

Các yêu cầu API RESTful có thể bao gồm các tham số cung cấp cho máy chủ thêm chi tiết về những gì cần phải thực hiện. Một số loại tham số khác nhau: 

• Tham số đường dẫn chỉ định chi tiết của URL. 
• Tham số truy vấn yêu cầu thêm thông tin về tài nguyên. 
• Tham số cookie xác thực client một cách nhanh chóng.

Các phương thức xác thực phổ biến của REST API

Xác thực HTTP

HTTP xác định một số lược đồ có thể sử dụng trực tiếp khi triển khai API REST.

Xác thực cơ bản

Trong xác thực cơ bản, client gửi tên người dùng và mật khẩu trong tiêu đề yêu cầu. Client mã hóa những thông tin này bằng base64. Đây là một kỹ thuật mã hóa chuyển đổi cặp thông tin thành một tập hợp gồm 64 ký tự để truyền tải an toàn.

Xác thực người mang mã

Là quá trình cấp quyền kiểm soát truy cập cho người mang mã thông báo. Mã thông báo này thường là một chuỗi ký tự được mã hóa mà máy chủ tạo ra để phản hồi một yêu cầu đăng nhập. Client gửi mã thông báo trong tiêu đề yêu cầu để truy cập tài nguyên.

Khóa API

Khóa API là một tùy chọn khác để xác thực API REST. Với cách này, máy chủ chỉ định một giá trị được tạo duy nhất cho client lần đầu. Bất cứ khi nào client cố gắng truy cập tài nguyên, client sẽ sử dụng khóa API duy nhất này để xác minh.

OAuth

OAuth kết hợp mật khẩu và mã thông báo để truy cập đăng nhập với độ an toàn cao vào bất kỳ hệ thống nào. 

Phản hồi của máy chủ REST API chứa những gì? 

Nguyên tắc REST yêu cầu phản hồi của máy chủ phải chứa các thành phần chính sau: 

Dòng trạng thái

Dòng trạng thái chứa mã trạng thái gồm ba chữ số cho biết yêu cầu thành công hay thất bại. Ví dụ: mã 2XX cho biết đã thành công, nhưng mã 4XX và 5XX cho biết đã xuất hiện lỗi. Mã 3XX cho biết đã chuyển hướng URL. Một số mã trạng thái thông thường: 

• 200: Phản hồi thành công thông thường 
• 201: Phản hồi thành công của phương thức POST 
• 400: Yêu cầu không chính xác khiến máy chủ không thể xử lý 
• 404: Không tìm thấy tài nguyên 

Nội dung thông báo 

Phần nội dung phản hồi chứa dạng biểu diễn tài nguyên. Máy chủ chọn một định dạng biểu diễn thích hợp dựa trên những gì có trong các tiêu đề yêu cầu. Client có thể yêu cầu thông tin ở định dạng XML hoặc JSON, định dạng này xác định cách dữ liệu được viết dưới dạng văn bản thuần túy. 

Tiêu đề 

Phản hồi cũng chứa tiêu đề hoặc siêu dữ liệu về phản hồi, cung cấp thêm ngữ cảnh về phản hồi và bao gồm thông tin như máy chủ, mã hóa, ngày tháng và loại nội dung.

Tại sao nên sử dụng API REST?

REST được nhà khoa học máy tính Roy Fielding giới thiệu vào năm 2000 và nó định hình cách chúng ta xem, sửa đổi và truyền nội dung trực tuyến. Nhiều công ty web và đám mây phổ biến nhất như Facebook, YouTube, Twitter và Google cũng sử dụng API REST cho ứng dụng của họ. Vậy điều gì đã khiến REST API được ưa chuộng như vậy?

REST API rất linh hoạt: có thể xử lý nhiều loại yêu cầu và gửi dữ liệu ở nhiều định dạng khác nhau.

REST API có khả năng mở rộng: được thiết kế để liên lạc giữa hai phần mềm bất kỳ, bất kể kích thước hoặc khả năng. Khi một ứng dụng web phát triển và bổ sung thêm nhiều tài nguyên hơn, API REST có thể nhanh chóng xử lý số lượng yêu cầu ngày càng tăng và đa dạng.

REST API kết hợp các công nghệ web hiện có, dễ xây dựng và sử dụng. Để yêu cầu tài nguyên thông qua API REST, người dùng chỉ cần cung cấp URL của tài nguyên đó.

REST API giúp hệ thống và ứng dụng giao tiếp: Bất kể được xây dựng dựa trên công nghệ nào, với sự trợ giúp của API REST, các hệ thống và ứng dụng đều có thể giao tiếp liền mạch với nhau. 

REST API thiết kế đơn giản, ít tốn kém: Vì API REST sử dụng kiến trúc dễ hiểu nên tương đối dễ triển khai – ngay cả đối với những người mới bắt đầu hành trình tìm hiểu và sử dụng API và không tốn kém để xây dựng hoặc bảo trì. Do đó, nếu bạn muốn mở rộng dịch vụ của mình nhưng không muốn tốn nhiều tiền để làm việc đó, API REST có thể là lựa chọn hoàn hảo.

Một vài ví dụ về REST API

Cái tên REST API nghe có vẻ xa lạ nhưng có thể bạn đã sử dụng một số API mà không nhận ra. Dưới đây là một vài ví dụ:

Twitter: API Twitter cho phép các ứng dụng của bên thứ ba đọc và ghi dữ liệu, cung cấp nhiều chức năng đa dạng. Nó phù hợp cho các ứng dụng muốn tích hợp các chức năng truyền thông xã hội, đặc biệt là các ứng dụng liên quan đến quản lý hồ sơ và tweet. API này đặc biệt hiệu quả để tải xuống và phân tích số lượng lớn tweet về các chủ đề cụ thể.

Instagram: API hiển thị cơ bản của Instagram cung cấp quyền truy cập vào thông tin hồ sơ, ảnh và video, tiện lợi cho các ứng dụng nhằm tích hợp chức năng chia sẻ ảnh và video. Sử dụng API này để lấy thông tin khách hàng và tích hợp vào sản phẩm của bạn để nâng cao trải nghiệm người dùng.

Spotify: API web của Spotify cho phép khách hàng yêu cầu thông tin về nghệ sĩ, bài hát, album và danh sách phát, phục vụ tốt nhất cho các ứng dụng liên quan đến âm nhạc đang tìm cách tích hợp các tính năng liên quan đến phát nhạc trực tuyến. Sử dụng API này để thêm bài hát vào danh sách phát, tạm dừng và phát nhạc, trộn bài hát, v.v. để có trải nghiệm âm nhạc phong phú hơn.