API – Application Programming Interface

Was ist eine API?

Eine API (Application Programming Interface) ist eine Schnittstelle, die es ermöglicht, dass verschiedene Softwareanwendungen miteinander kommunizieren und Daten austauschen können. APIs sind das Rückgrat moderner Software- und Webentwicklung. Sie sorgen dafür, dass verschiedene Systeme, Plattformen und Dienste nahtlos zusammenarbeiten.

“API in real Life”

Stellen Sie sich eine API wie einen Kellner in einem Restaurant vor. Sie sitzen am Tisch (Ihre Anwendung) und bestellen ein Gericht (eine Anfrage). Der Kellner (die API) nimmt Ihre Bestellung auf und übermittelt sie an die Küche (den Server). Sobald das Gericht fertig ist, bringt der Kellner es zu Ihnen. Sie müssen nicht wissen, wie das Gericht zubereitet wird oder was in der Küche passiert – Sie bekommen einfach das Ergebnis.

Warum sind APIs so wichtig?

APIs machen die Welt der Softwareentwicklung effizienter und flexibler. Früher mussten Entwickler viele Funktionen für jede Anwendung einzeln programmieren. Auch die gemeinsame Nutzung von Daten in mehreren Anwendungen war oft nicht möglich. Heute bilden APIs die Schnittstelle, um auf vorhandene Funktionen oder Daten zuzugreifen, ohne das Rad jedes Mal neu erfinden zu müssen. Das spart nicht nur Zeit, sondern auch Kosten.

Mit einer API können Anwendungen auf Services zugreifen, die von anderen entwickelt wurden. So können z. B. Apps in Echtzeit Wetterdaten anzeigen, Kartendienste nutzen oder sich mit sozialen Netzwerken verbinden. APIs ermöglichen die Interaktion zwischen Software, ohne dass der Entwickler die zugrunde liegende Logik aller eingebundenen Systeme kennen oder verstehen muss.

Wie funktioniert eine API?

Eine API besteht im Wesentlichen aus einer Reihe von Regeln, die festlegen, wie Anwendungen miteinander interagieren. Diese Regeln beinhalten die Art und Weise, wie Anfragen gestellt werden (z. B. durch HTTP-Protokolle), welche Datenformate genutzt werden (häufig JSON oder XML) und wie die Antwort zurückgegeben wird.

APIs basieren in der Regel auf einem Client-Server-Modell. Der Client (Ihre Anwendung) sendet eine Anfrage an den Server, der die Daten verarbeitet und eine Antwort zurückgibt. Diese Kommunikation läuft über definierte Endpunkte (URLs). Diese bestimmen, welche Daten oder Dienste aufgerufen werden.

Typisierung API

Es gibt verschiedene Arten von APIs, die je nach Einsatzgebiet unterschiedliche Zwecke erfüllen:

• Web-APIs und Third-Party-APIs ermöglichen die Kommunikation zwischen Webanwendungen über das Internet. Sie sind die am häufigsten verwendete Form von APIs. Daten zwischen Servern und Clients können so weltweit ausgetauscht werden. Prominente Beispiele sind die APIs von Google Maps, X (ehem. Twitter) oder Facebook. Hier wird oftmals REST, GraphQL und SOAP verwendet.
• Bibliotheks-APIs sind ein Teil von Softwarebibliotheken und ermöglichen es Entwicklern, auf vorgefertigte Funktionen zuzugreifen. Beispiele sind die Python-Standardbibliothek oder die Java Development Kit (JDK)-Bibliotheken.
• Betriebssystem-APIs: Jede moderne Software läuft auf einem Betriebssystem, das über eigene APIs verfügt. Durch sie können Anwendungen direkt auf Systemressourcen wie Speicher, Dateien oder Netzwerke zugreifen.
• Private und öffentliche APIs: Öffentliche APIs (auch als Open APIs bekannt) sind für jeden zugänglich, der darauf zugreifen möchte. Private APIs hingegen werden nur intern in einem Unternehmen verwendet.
• Datenbank-APIs: Sie erlauben es, mit Datenbanken zu interagieren, Daten abzurufen, zu schreiben oder zu aktualisieren. Datenbank-APIs verwenden oft SQL oder ähnliche Abfragesprachen. So können PHP-Entwickler mittels PDO (PHP Data Objects) Datenbankoperationen unabhängig vom verwendeten Datenbanktyp durchführen. JDBC (Java Database Connectivity) eröffnet Java-Anwendungen den Zugriff auf relationale Datenbanken. ODBC (Open Database Connectivity) ermöglicht plattformübergreifenden Datenbankzugang.
• Hardware-APIs: Diese APIs ermöglichen den Zugriff auf Hardwarekomponenten wie Drucker, Kameras oder Grafikprozessoren (GPUs).Beispiel sind OpenGL, eine API für den Zugriff auf Grafik-Hardware oder DirectX, eine API-Sammlung für Multimedia, insbesondere Spiele- und Grafikprogrammierung unter Windows.
• Cloud-APIs: Cloud-Dienste bieten APIs, mit denen Anwendungen mit Cloud-basierten Ressourcen und Diensten interagieren können. Die AWS (Amazon Web Services) API ermöglicht etwa den Zugriff auf die Vielzahl von AWS-Diensten, wie EC2, S3, Lambda. Die Google Cloud API dient zur Steuerung und Nutzung von Google Cloud-Diensten.
• Payment-APIs: Für Zahlungsprozesse in Anwendungen werden sogenannte Payment-APIs verwendet. Beispiele hierfür sind die PayPal API sowie die Stripe API, über die sich Online-Zahlungen und Abonnements verwalten lassen.

Beispiele aus der Praxis

APIs sind in vielen Bereichen des digitalen Lebens präsent.

Social Media: Wenn Sie eine App nutzen, um sich mit Ihrem Facebook- oder Google-Konto anzumelden, verwendet die App die API dieser Plattformen, um auf Ihre Anmeldedaten zuzugreifen.

Zahlungsdienste: Online-Shops verwenden die API von Zahlungsdiensten wie PayPal oder Stripe, um sichere Transaktionen durchzuführen.

Reisedienste: Buchungsportale für Flüge oder Hotels greifen auf APIs von Fluggesellschaften oder Hotelketten zu, um in Echtzeit Verfügbarkeiten und Preise abzufragen.

Vorteile von APIs

• Effizienz: Entwickler müssen nicht jedes Mal alles selbst programmieren. Sie können auf bestehende Lösungen zugreifen und diese in ihre Projekte integrieren.
• Skalierbarkeit: APIs ermöglichen es, Funktionen oder Services leicht zu erweitern, ohne die gesamte Anwendung umgestalten zu müssen.
• Sicherheit: Da APIs oft nur bestimmte Daten oder Funktionen freigeben, sind sie eine sichere Methode, um Dritten Zugriff auf ein System zu gewähren, ohne sensible interne Daten preiszugeben.
• Wiederverwendbarkeit: Ein großer Vorteil von APIs ist, dass sie wiederverwendbar sind. Ein Unternehmen kann eine API entwickeln, die dann in verschiedenen Projekten oder von externen Entwicklern genutzt werden kann.

Herausforderungen bei der Nutzung von APIs

Wie bei jeder Technologie gibt es auch bei APIs Herausforderungen:

• Kompatibilität: Unterschiedliche Versionen einer API können inkompatibel sein. Hierdurch entstehen Probleme bei der Integration. Für Systeme, die per API miteinander kommunizieren, sind daher meist regelmäßige Updates und Anpassungen notwendig.
• Sicherheit: Öffentliche APIs können ein Sicherheitsrisiko darstellen, wenn sie nicht richtig gesichert sind. Es ist wichtig, auf Authentifizierungs- und Verschlüsselungsmechanismen zu achten.
• Geschwindigkeit und Zuverlässigkeit: Da APIs oft über das Internet genutzt werden, können Verzögerungen oder Ausfälle bei der Datenübertragung im Internet den Betrieb von Anwendungen beeinträchtigen.

APIs in der modernen Webentwicklung

APIs sind ein wesentlicher Bestandteil moderner Anwendungen und Webdienste:

• Sie erleichtern die Integration von Funktionen und Daten in eigene Projekte.
• Sie ermöglichen die Zusammenarbeit unterschiedlicher Software-Systeme.
• Sie machen die Entwicklung schneller und effizienter.

Die Schnittstellenprogrammierung mittels API ist eine wesentliche Aufgabe und notwendige Fähigkeit in der Software- und Webentwicklung.