RESTful API / REST-API

Was ist eine RESTful API?

Eine RESTful API (Representational State Transfer API), kurz: REST-API, ist eine Programmierschnittstelle, die dem REST-Architekturprinzip folgt. REST ist ein leichtgewichtiger, standardisierter Ansatz zur Kommunikation zwischen Computern über das Internet und wird häufig für den Aufbau von Webdiensten verwendet. Eine REST-API ermöglicht es zwei Systemen, über das HTTP-Protokoll zu interagieren, indem sie Ressourcen wie Datenbankeinträge oder Dateien über definierte Endpunkte bereitstellt und manipuliert.

Der große Vorteil einer REST-API besteht darin, dass sie einfach, flexibel und skalierbar ist. Sie wird oft in modernen Webanwendungen und mobilen Apps eingesetzt, um Daten zwischen Servern und Clients auszutauschen.

Wie funktioniert eine RESTful API?

Eine RESTful API basiert auf dem Konzept von Ressourcen. Ressourcen können alles Mögliche darstellen – ein Benutzerkonto, ein Blogbeitrag oder eine Produktinformation. Jede Ressource hat eine eindeutige URI (Uniform Resource Identifier), über die sie angesprochen wird.

Die Kommunikation erfolgt über HTTP-Methoden, die festlegen, welche Aktion auf die Ressource angewendet wird. Die vier gängigsten Methoden sind:

• GET wird verwendet, um eine Ressource abzurufen. Beispielsweise ruft ein GET-Aufruf die Informationen eines bestimmten Benutzers aus einer Datenbank ab.
• POST erstellt eine neue Ressource. Zum Beispiel wird ein neuer Eintrag in eine Datenbank eingefügt, wenn ein POST-Aufruf gesendet wird.
• PUT aktualisiert eine vorhandene Ressource. Diese Methode wird verwendet, um etwa die Informationen eines bestehenden Benutzers zu ändern.
• DELETE entfernt eine Ressource. Ein DELETE-Aufruf löscht einen Datensatz, etwa ein Benutzerkonto, aus der Datenbank.

Ein Beispiel für eine RESTful API-Abfrage, die alle Benutzer eines Systems abruft, könnte wie folgt aussehen:

GET https://api.beispiel.com/users

Diese Anfrage fordert den Server auf, eine Liste aller Benutzer zu senden. Die Antwort kommt in der Regel im JSON-Format, einem leichtgewichtigen Datenaustauschformat, das einfach zu lesen und zu verarbeiten ist.

Prinzipien einer RESTful API

Eine REST-API sollte die folgenden sechs Prinzipien einhalten:

1. Client-Server-Architektur: REST trennt das Client- und das Server-Modell. Der Client ist verantwortlich für die Benutzeroberfläche und die Darstellung der Daten, während der Server die Daten bereitstellt und speichert.
2. Stateless: Jede Anfrage an den Server muss in sich abgeschlossen sein, d. h., der Server speichert keine Sitzungsdaten zwischen den Anfragen. Alle notwendigen Informationen müssen in jeder Anfrage enthalten sein.
3. Cachebarkeit: Um die Leistung zu verbessern, können API-Antworten zwischengespeichert werden. Dies reduziert die Last auf dem Server und verbessert die Ladezeiten für den Client.
4. Einheitliche Schnittstelle: Eine REST-API folgt einem standardisierten und einheitlichen Design, das auf klar definierten Endpunkten und HTTP-Methoden basiert. Dies macht sie vorhersehbar und konsistent.
5. Schichtenarchitektur: REST ermöglicht die Trennung von Aufgaben, indem es eine Schichtenarchitektur unterstützt. Ein Client kommuniziert nur mit einer API, ohne sich darum zu kümmern, wie viele weitere Systeme im Hintergrund eingebunden sind.
6. Code on Demand (optional): In bestimmten Fällen kann der Server dem Client ausführbaren Code senden, der beim Client ausgeführt wird. Dieses Prinzip wird jedoch selten verwendet.

Vorteile einer REST-API

REST-APIs haben zahlreiche Vorteile, die sie besonders in der modernen Software- und Webentwicklung so beliebt machen:

Einfachheit und Flexibilität: REST-APIs sind leicht verständlich und einfach umzusetzen. Da sie auf dem HTTP-Protokoll basieren, das die Grundlage des Internets bildet, sind sie einfach zu verwenden und in bestehende Systeme zu integrieren.

Hohe Skalierbarkeit: Da REST-APIs stateless sind, können sie leicht horizontal skaliert werden. Das bedeutet, es können zusätzliche Server hinzugefügt werden, um mehr Anfragen zu verarbeiten, ohne dass komplexe Sitzungsmanagementsysteme erforderlich sind.

Unabhängigkeit von Technologie: REST-APIs sind nicht an eine bestimmte Programmiersprache oder Technologie gebunden. Jede Anwendung, die HTTP-Anfragen senden und empfangen kann, kann mit einer REST-API kommunizieren. Dies erleichtert die Integration zwischen verschiedenen Systemen und Plattformen.

Performance: Da REST-APIs leichtgewichtig sind und das Caching unterstützen, können sie die Performance von Anwendungen verbessern. Durch die Möglichkeit, Ressourcen auf Client-Seite zu speichern, werden wiederholte Anfragen an den Server vermieden.

Nachteile

Neben den vielen Vorteilen gibt es auch einige Herausforderungen:

Stateless-Natur: REST-APIs speichern keinen Zustand zwischen den Anfragen. Daher müssen alle notwendigen Informationen in jeder Anfrage gesendet werden. Dies kann zu mehr Datenverkehr führen und den Overhead für komplexe Transaktionen erhöhen.

Fehlender Standard für Sicherheit: Während das HTTP-Protokoll Möglichkeiten zur Absicherung bietet (wie z. B. HTTPS), gibt es bei REST-APIs keinen festgelegten Standard für Authentifizierung und Autorisierung. Oft wird dies durch zusätzliche Protokolle wie OAuth oder JWT (JSON Web Token) ergänzt.

Große Datenmengen: Bei der Übertragung von sehr großen Datenmengen kann die Performance von REST-APIs abnehmen. Das zugrundeliegende HTTP-Protokoll ist darauf nicht spezialisiert. In solchen Fällen kann es sinnvoll sein, andere Protokolle wie gRPC oder GraphQL in Betracht zu ziehen.

REST vs. andere API-Architekturen

Im Vergleich zu anderen API-Architekturen wie SOAP (Simple Object Access Protocol) oder GraphQL bietet REST einen leichteren und flexibleren Ansatz.

• Während SOAP sehr formal und aufwändig in der Implementierung ist, ist REST durch seine Einfachheit und universelle Anwendung attraktiver für moderne Webanwendungen.
• GraphQL bietet eine flexible Abfrage-Sprache, mit der der Client genau die Daten abrufen kann, die er benötigt. REST ist jedoch nach wie vor die am weitesten verbreitete API-Architektur, da es einfacher zu implementieren und weitgehend standardisiert ist.

RESTful API in der Praxis

RESTful APIs sind in vielen bekannten Webdiensten und mobilen Anwendungen zu finden. Einige bekannte Beispiele sind:

Twitter/X API: Entwicklern erhalten den Zugriff auf Tweets, Benutzerdaten und andere Inhalte von X (ehemals Twitter) über eine RESTful API.

GitHub API: Die GitHub API erlaubt es Entwicklern, mit GitHub-Repositories zu interagieren, Issues zu verwalten und Benutzerinformationen abzurufen.

Google Maps API: Diese API ermöglicht es Entwicklern, Karten- und Standortdaten in ihre Anwendungen zu integrieren, indem sie REST-basierte Endpunkte nutzen.

Datenanbindung und Datentransfer mittels REST-APIs

REST-APIs sind eine der am weitesten verbreiteten Methoden, um Webdienste bereitzustellen und die Kommunikation zwischen Systemen zu ermöglichen. Dank ihrer einfachen Struktur, Flexibilität und Skalierbarkeit haben sie sich als Standard in der modernen Softwareentwicklung etabliert.