Razlike između API-ja, frameworka i biblioteke objašnjene jednostavno

Kada započnete programiranje Vrlo je lako zbuniti se konceptima poput biblioteka, okvir i APINa prvi pogled, čine se kao različite oznake za istu stvar: "kod koji su već napisali drugi ljudi, a koji koristite u svojim projektima." Ali u stvarnosti, svaki od njih ispunjava određenu ulogu unutar razvoja softvera.

Ako već neko vrijeme programirate, vjerojatno ga koristite svakodnevno. API-ji, okviri i biblioteke Bez previše razmišljanja o tome, možda ćete čak imati osjećaj da sa svima komunicirate na isti način: nešto uvozite, pozivate funkcije i to je to. Unatoč tome, potpuno razumijevanje što je svaka stvar i kako su povezane pomaže vam da odaberete bolje alate, bolje dizajnirate svoje projekte i komunicirate s drugim programerima bez zabune.

Što je biblioteka u programiranju?

Una biblioteca de software To je, u biti, skup koda dizajniranog za ponovnu upotrebu: funkcije, klase, tipovi podataka i uslužni programi koje je netko grupirao kako bi riješio određene probleme. Umjesto da sve pišete od nule, uvozite biblioteku i koristite prednosti tog rada koji je već obavljen i testiran.

Glavni cilj knjižnice je pružaju funkcionalnost odmah po instalaciji koje možete uključiti u svoje programe bez potrebe da "ponovno izmišljate kotač". Obično ga stvaraju ljudi s bogatim iskustvom u određenom području (na primjer, matematika, pristup baza podataka(obrada teksta, grafika…) i pakira ga na način koji drugim programerima olakšava integraciju.

Dobro poznati primjer u JavaScript ekosustavu je LodashOva biblioteka nudi mnoštvo korisnih funkcija za rad s nizovi, objekti, stringovi, funkcije i kolekcije Općenito, umjesto pisanja vlastitih filtera, transformacija ili naprednih pretraga, samo pozivate Lodashove funkcije i gotovi ste, s manje koda i manje pogrešaka.

U svijetu Piton imamo numpyKljučna komponenta za numeričko računanje. Pruža podatkovne strukture kao što je poznata višedimenzionalni nizovi i visoko učinkovite vektorizirane operacije za naprednu matematiku i znanost o podacima. Bez NumPy-a, pisanje svih tih manipulacija matricama i operacija linearne algebre ručno bilo bi pravo iskušenje.

U Javi se može spomenuti Apache CommonsObitelj biblioteka sa svim vrstama uslužnih programa: napredne kolekcije, upravljanje datotekama, pretvorba tipova, manipulacija stringovima i još mnogo toga. Zahvaljujući ovim bibliotekama, ponovno upotrijebite robusna rješenja umjesto da stalno iznova krpate vlastiti kod.

Kada se kaže da biblioteka pomaže u tome da vaš kod bude "modularan", to znači da je vaša aplikacija izgrađena na temelju neovisni i višekratno iskoristivi dijeloviTo potiče organizaciju, olakšava održavanje i omogućuje sustavu skaliranje na više podataka i veće opterećenje uz manje prekida.

Vrlo jednostavan način razmišljanja o tome je zamisliti da je vaš projekt kutija s alatima: knjižnica je poput specijalizirani alatNa primjer, stolarski čekić. Ne prisiljava vas da kuću gradite na određeni način; jednostavno vam nudi vrlo dobar alat za zabijanje čavala kada se odlučite za njega.

Što je framework i kako se razlikuje od biblioteke?

Un okvir To je nešto veće i strukturiranije od knjižnice. To je zbirka alati, biblioteke, pravila i konvencije koji vam pružaju osnovu za brži i učinkovitiji razvoj cjelovitih aplikacija.

Ako je biblioteka samostalni alat, okvir je više poput tlocrt zgrade s već podignutim dijelom konstrukcijeStignete, slijedite nacrt i dovršite ostatak konstrukcije. Okvir definira cjelokupnu arhitekturu i govori vam gdje se svaki dio vašeg koda uklapa.

U okviru ne uvozite samo funkcije: slažete se raditi slijedeći ove smjernice. tijek rada i obrasci Okvir odlučuje o mnogim stvarima umjesto vas (kako su datoteke organizirane, kako se zahtjevi obrađuju, koje životne cikluse morate poštivati...) i vi se prilagođavate „sretnom putu“ koji predlaže.

Ključna značajka koja se često koristi za objašnjenje razlike je tzv. inverzija kontroleS bibliotekom vi odlučujete kada ćete je pozvati. S frameworkom, u mnogim slučajevima sam framework poziva vaš kod u odgovarajuće vrijeme (na primjer, kada stigne HTTP zahtjev, kada se komponenta inicijalizira ili kada se dogodi događaj).

Možemo ga usporediti s knjiga recepataRecept vam već daje popis sastojaka, redoslijed koraka i vrijeme kuhanja. Samo trebate dodati završne detalje i prilagoditi ga svojoj želji, ali struktura je već definirana. Slično tome, okvir vas vodi kroz izradu vaše aplikacije.

Prilikom rada s okvirom, velika prednost je što možete fokus na poslovnu logiku (ono što vašu aplikaciju čini jedinstvenom) bez gubljenja vremena na uvijek postavljanje iste osnovne infrastrukture: usmjeravanje, veza s bazom podataka, sigurnost, predlošci itd.

Neki vrlo popularni frameworkovi u web razvoju su Django (za Python), Ruby na tračnicama (za Rubyja), Laravel (za PHP) ili Proljeće (za Javu). Ovi okviri se obično biraju na temelju najkorišteniji jeziciSvi nude vrlo cjelovite strukture koje kombiniraju biblioteke, interne API-je i linijske alate. naredbe i jasne konvencije za organizaciju vašeg projekta.

Na frontend strani nalazimo "velike" frameworkove i biblioteke kao što su Angular, React ili Vue.js koji, uz komponente koje se mogu ponovno koristiti, predlažu vrlo definirane arhitekture i tokove za izgradnju složenih sučelja.

Što je API i zašto je toliko važan?

Una API (Sučelje za programiranje aplikacija) nije toliko specifičan dio koda koliko ugovor koji opisuje kako dva softverska dijela komunicirajuDefinirajte koje se operacije mogu izvršiti, koje podatke treba poslati i kakav će biti odgovor.

Zamislite API kao upute za uporabu Ovo objašnjava kako koristiti funkcije biblioteke ili kako komunicirati s udaljenom uslugom. Ne morate znati detalje interne implementacije; jednostavno trebate slijediti API pravila (dostupne metode, parametre i formate podataka).

Da biste to vizualizirali, zamislite da želite da vaša aplikacija obavijesti poljoprivrednike kada se nešto promijeni el tiempoMogli biste postaviti vlastiti sustav za vremensku prognozu (što bi bilo ludo) ili povezivanje s API-jem od specijalizirane usluge, kao što je OpenWeather, koja već pruža te informacije. Vaša aplikacija šalje zahtjev slijedeći API pravila i prima podatke spremne za korištenje.

U ovoj fazi, Znate samo što vam API obećavaNa primjer, „ako mi pošaljete grad i pristupni ključ, vratit ću JSON datoteku s temperaturom, vlagom i prognozom.“ Ostatak – kako izračunavaju te podatke, kako imaju postavljenu infrastrukturu, koje algoritme koriste – skriven je iza API-ja.

API može biti vidljivi dio biblioteke ili okvira (na primjer, Django ili NumPy API za klase i metode) ili može biti udaljeno sučelje na vanjski sustav, kao što je API od Google Karte, YouTube API ili PayPal API.

U web svijetu, kada govorimo o "web API-jima", obično mislimo na sučelja dostupna putem HTTP-a (REST, GraphQL, itd.) koji obično vraćaju podatke u JSON formatu. Ovi API-ji omogućuju međusobnu integraciju vrlo različitih sustava (mobilnih, web, backend usluga) bez obzira na temeljni jezik ili tehnologiju.

API naspram biblioteke: dva komplementarna dijela

Mnogi ljudi koriste "API" i "biblioteku" gotovo naizmjenično, ali to nije tako. biblioteka je konkretan kod, stvarne implementacije funkcija i klasa koje možete preuzeti i uključiti u svoj projekt.

API, s druge strane, je specifikacija načina korištenja te bibliotekeTo je javni popis metoda, klasa, parametara i povratnih tipova kojima vaš program može pristupiti. Nastavljajući s analogijom s alatnim okvirom, biblioteka bi bila fizički skup alata, a API bi bio katalog koji objašnjava što svaki alat radi i kako ga ispravno koristiti.

Nešto vrlo važno: jedan API može imati višestruke implementacije u obliku zasebnih biblioteka. Na primjer, specifikacija poput JDBC-a u Javi definira kako komunicirati s bazama podataka; zatim svaki pružatelj usluga (PostgreSQL, MySQL itd.) nudi vlastitu biblioteku koja implementira taj API.

Zahvaljujući ovom odvajanju, možete napisati svoj program uz Stabilan i dobro dizajniran API i promijeniti temeljnu biblioteku bez prepisivanja cijelog koda. To je jedan od ključeva prenosivosti i interoperabilnosti u softveru.

Ukratko, kada descargas Nešto poput JavaMaila, NumPy-a ili Apache Commonsa—ono što dobivate je... biblioteke koje implementiraju APIProgramirate "protiv API-ja" (ono što obećavaju javne metode) i vjerujete da će interna implementacija posao obaviti učinkovito i ispravno.

Kako se okviri uklapaju u sve ovo?

The okviri Obično kombiniraju nekoliko biblioteka i širok raspon API-ja pod jednom strukturom. Osim što nude kod koji se može ponovno koristiti, pružaju potpuni kostur izgraditi aplikacije slijedeći dosljedan pristup.

Tipičan okvir uključuje:

• Interne knjižnice za uobičajene zadatke (autentifikacija, pristup podacima, predlošci, validacije itd.).
• Vlasnički API-ji koji te mogućnosti predstavljaju na uredan i dobro dokumentiran način.
• Dodatni alati kao što su generatori koda, programi za ispravljanje pogrešaka, vizualna okruženja ili integrirani urednici.

Vrlo slikovit primjer je Unity3D u razvoju igraNije to samo grafička biblioteka: to je kompletan okvir s vizualnim uređivačem, fizikalnim engineom, sustavom scena, debuggingom, pakiranjem i bezbrojnim API-jima za zvuk, animaciju, korisnički unos i još mnogo toga. Pruža vam gotovo sve što vam je potrebno za izradu igre, sve dok slijedite smjernice. obrasci i tijekovi rada koje samo Jedinstvo uspostavlja.

U web razvoju, korištenje frameworka poput Djanga ili Laravela podrazumijeva usvajanje njegovog mentalni model i njegova projektna strukturaVaši pogledi, modeli, kontroleri i predlošci uklapaju se u mjesta i formate koje okvir očekuje, a zauzvrat vam olakšava život s alatima za administraciju, migracijama baza podataka, usmjeravanjem i još mnogo toga.

Iz perspektive API-ja, okvir može i konzumiranje vanjskih API-ja (na primjer, API pružatelja usluga plaćanja) kao što je Otkrijte vlastiti API kako bi druge aplikacije mogle komunicirati s vašim sustavom. Vrlo je uobičajeno kombinirati web okvir s REST API-orijentiranim podokvirom kako bi se stvorila čista i održiva sučelja.

Praktične razlike između biblioteke, okvira i API-ja

Nakon svih ovih definicija, vrijedi ih primijeniti u praksi. praktične razlike koje ćete primijetiti u svom svakodnevnom životu kao programer.

Knjižnica:

• Daje ti funkcije ili klase spremne za korištenje za rješavanje specifičnih problema (npr. rukovanje datumima, generiranje PDF-ova, algoritmi šifriranja).
• Ne definira globalnu arhitekturu za vašu aplikaciju. Vi odlučujete kako organizirati projekt i kada nazvati knjižnicu.
• Može se koristiti u kombinaciji s mnogim drugim bibliotekama bez potrebe za obvezivanjem na jedan pristup.

Okvir:

• nudi vam a osnovna struktura za razvoj cjelovitih aplikacija (posebno web i mobilne uređaje, ali i stolna računala ili igre).
• To nameće određeni red i uzorci (na primjer, MVC, MVVM ili slojevita arhitektura) koju morate poštivati ​​kako bi sve bilo usklađeno.
• Omogućuje vam veću produktivnost na repetitivnim zadacima (usmjeravanje, sigurnost, predlošci itd.), u zamjenu za prihvaćanje krivulja učenja veća i manja apsolutna sloboda.

API:

• Definirati kako softverske komponente komunicirajubilo unutar vaše aplikacije (API knjižnice) ili između aplikacija (web API, API operacijskog sustava, API SaaS platforme).
• Nije nužno sam kod, ali skup pravila (krajnje točke, parametri, tipovi podataka, kodovi grešaka).
• Omogućuje vrlo različitim sustavima da rade zajedno bez poznavanja njihovih unutarnjih detalja.

Na primjer, API za Google karte Omogućuje vam integraciju interaktivnih karata i značajki geolokacije u vaše web ili mobilne aplikacije. API od YouTube Omogućuje vam pregled videozapisa, kanala i popisa za reprodukciju, kao i interakciju s nekim sadržajem iz vaših vlastitih usluga.

Zašto tvrtke objavljuju svoje API-je?

Mnoge tvrtke odlučuju se "otvoriti" ili objaviti svoje API-je kako bi drugi programeri nadograđuju svoje uslugeTime izlažu određene ulazne točke svom sustavu (naravno, zaštićene autentifikacijom i dozvolama) i omogućuju trećim stranama da prošire doseg platforme.

Glavni razlozi Za objavljivanje API-ja obično se poduzimaju sljedeći koraci:

• rastegljivost: omogućujući drugima da dodaju nove značajke, integracije i upotrebe koje sama tvrtka možda nije ni zamislila.
• Stvaranje ekosustavapoticati okruženje komplementarnih aplikacija i usluga koje povećati vrijednost glavnog proizvoda.
• otvorena inovacija: neka zajednica eksperimentira i predlaže kreativna rješenja, često generirajući nove poslovne ideje.
• poslovna integracija: olakšati povezivanje usluge s CRM-ovima, ERP-ovima, marketinškim alatima i drugim internim aplikacijama tvrtki.
• Širenje tržištadosegnuti korisnike i niše do kojih osnovna platforma ne bi dosegla sama, zahvaljujući integracijama koje su stvorile treće strane.

Vrlo vidljiv primjer je cijeli ekosustav alata koji okružuju WhatsApp Poslovanje i njegovi API-jikoji omogućuju izgradnju "multi-agent" platformi tako da nekoliko operatera može usluživati ​​korisnike s jednog broja, integrirati ga s CRM-om, dodati chatbotove, automatizirati odgovore itd. Ovdje WhatsApp API djeluje kao ulazna vrata na infrastrukturu za razmjenu poruka, a na nju se nadovezuje više komercijalnih i otvorenih rješenja s naprednim funkcionalnostima.

Što čini API "dobrim"

Nisu svi API-ji jednako dobro napravljeni. Jedan dobar dizajn API-ja To čini veliku razliku u iskustvu programera koji ga koristi i u jednostavnosti održavanja dugoročnih integracija.

Neki ključne značajke Karakteristike kvalitetnog API-ja su:

• jasnoća: nazivi metoda, putanje i parametri koji su razumljivi na prvi pogled; bez dvosmislenosti.
• dosljednost: ista pravila imenovanja, slične strukture odgovora i homogeni obrasci u cijelom API-ju.
• Pažljiva dokumentacija: detaljni vodiči, primjeri koda, objašnjenje svake krajnje točke i mogućih pogrešaka.
• StabilnostKontrolirane promjene, jasno označene verzije i unatrag kompatibilna verzija kako bi se izbjeglo preko noći rušenje postojećih aplikacija.
• Dobra izvedbabrzi i učinkoviti odgovori u smislu potrošnje resursa, posebno u web API-jima izloženim internetu.
• Jaka sigurnostautentifikacija, autorizacija, šifriranje i dobro osmišljene kontrole pristupa.
• Korisno rukovanje greškamaOpisne poruke o pogreškama i jasni statusni kodovi za lakšu dijagnozu.

U slučaju modernih web API-ja, standardni format za razmjenu podataka je JSONjer je lagan, jednostavan za čitanje ljudima i vrlo jednostavan za parsiranje iz gotovo svakog programskog jezika.

Vrste API-ja s kojima ćete se susresti

Pojam API je vrlo širok i odnosi se na nekoliko razina stoga softvera. Neke uobičajene vrste su:

• API-ji operativnog sustavaTo omogućuje aplikacijama komunikaciju s temeljnim sustavom (upravljanje datotekama, procesima, memorijom, mrežom itd.). Primjeri: API od Windows ili POSIX specifikaciju u sustavima tipova Unix.
• Udaljeni ili distribuirani API-jiOni definiraju kako programi koji se izvode na različitim računalima komuniciraju. Koriste specifične mrežne protokole i obično su neovisni o jeziku. CORBA je klasičan primjer, iako je sada rjeđi u usporedbi s alternativama poput gRPC-a ili REST-a.
• Web API-jiOni otkrivaju usluge koje su općenito dostupne putem HTTP/HTTPS-a, s podacima u JSON ili XML formatu. To uključuje API-je za usluge kao što su Google karte, Twitter, PayPal ili gotovo bilo koji moderni SaaS.

Osim toga, mnoge organizacije stvaraju Interni API-ji kako bi njihovi vlastiti timovi mogli komunicirati između mikroservisa, internih aplikacija i baza podataka na uredan i kontroliran način.

Odabir i kombiniranje okvira, biblioteka i API-ja u projektu

U stvarnom projektu rijetko birate samo jedan od ovih dijelova. Obično kombinirati okvir, nekoliko biblioteka i nekoliko API-ja vanjski ili unutarnji za izgradnju vaše aplikacije.

Možda će vam ovo biti korisno vodeće pravilo:

• Ako izrađujete kompletnu aplikaciju od nule i želite ići brže i organiziranije, Započnite s okvirom.
• Ako trebate riješiti specifične probleme (datumi, PDF-ovi, grafikoni, strojno učenje itd.), potraga za specijaliziranim knjižnicama koje možete integrirati.
• Ako vaša aplikacija treba komunicirati s drugim sustavima, iskoristite API-je koje ti sustavi otkrivaju (ili definiraju vlastiti API kako bi se drugi mogli integrirati s vama).

Zamislite web aplikaciju napisanu s Django kao okvir. Unutra ćete koristiti biblioteke poput numpy o Jastuk Ako su vam potrebni numerički izračuni ili obrada slike, potrošit ćete OpenWeather API za prikaz vremenskih prognoza, a vaša vlastita aplikacija mogla bi izložiti REST Web API tako da drugi interni alati u vašoj tvrtki mogu ispitivati ​​​​njegove podatke.

U konačnici, ključno je razumjeti da Nisu zamjenjivi pojmoviBiblioteka je kod, okvir je struktura, a API je ugovor koji povezuje dijelove. Savladavanje ove tri razine omogućuje vam izradu softvera koji je lakše održavati, skalabilniji i puno lakši za integraciju s ostatkom digitalnog svijeta.

Savladavanje razlika i odnosa između biblioteka, okvira i API-ja nije samo stvar teorije ili finog vokabulara: ono se prevodi u donositi bolje tehničke odluke, izbjegavajte nesporazume unutar tima i iskoristite alate koje već koristite svaki dan bez previše razmišljanja o tome.