Differenze tra API, framework e libreria spiegate in modo semplice

Quando inizi in programmazione È molto facile confondersi con concetti come libreria, framework e APIA prima vista, sembrano etichette diverse per la stessa cosa: "codice già scritto da altre persone che utilizzi nei tuoi progetti". Ma in realtà, ognuno svolge un ruolo specifico all'interno dello sviluppo del software.

Se programmi da un po', probabilmente lo usi quotidianamente. API, framework e librerie Senza pensarci troppo, potresti persino avere la sensazione di interagire con tutti allo stesso modo: importi qualcosa, chiami funzioni e basta. Tuttavia, comprendere appieno cosa sia ogni cosa e come si relazioni tra loro ti aiuta a scegliere strumenti migliori, a progettare meglio i tuoi progetti e a comunicare con altri sviluppatori senza confusione.

Cos'è una libreria nella programmazione?

Un libreria software Si tratta, essenzialmente, di un insieme di codice progettato per il riutilizzo: funzioni, classi, tipi di dati e utilità che qualcuno ha raggruppato per risolvere problemi specifici. Invece di scrivere tutto da zero, si importa la libreria e si sfrutta il lavoro già svolto e testato.

L'obiettivo principale di una biblioteca è fornire funzionalità pronte all'uso che puoi incorporare nei tuoi programmi senza dover "reinventare la ruota". Di solito è creato da persone con una vasta esperienza in un particolare dominio (ad esempio, matematica, accesso a database(elaborazione di testo, grafica...) e lo confeziona in modo tale da facilitarne l'integrazione da parte di altri sviluppatori.

Un esempio ben noto nell'ecosistema JavaScript è LodashQuesta libreria offre tonnellate di funzioni di utilità per lavorare con array, oggetti, stringhe, funzioni e raccolte In generale, invece di scrivere filtri, trasformazioni o ricerche avanzate, basta chiamare le funzioni di Lodash e il gioco è fatto, con meno codice e meno errori.

Nel mondo Python dobbiamo NumPyUn componente chiave per il calcolo numerico. Fornisce strutture dati come la famosa array multidimensionali e operazioni vettoriali altamente efficienti per matematica avanzata e data science. Senza NumPy, scrivere a mano tutte quelle operazioni di manipolazione di matrici e di algebra lineare sarebbe un calvario.

In Java, si può menzionare Apache CommonsUna famiglia di librerie con tutti i tipi di utilità: collezioni avanzate, gestione dei file, conversione dei tipi, manipolazione delle stringhe e molto altro. Grazie a queste librerie, riutilizzare soluzioni robuste invece di correggere ripetutamente il proprio codice.

Quando si dice che una libreria aiuta a rendere il codice "modulare", significa che l'applicazione è costruita sulla base di pezzi indipendenti e riutilizzabiliCiò favorisce l'organizzazione, facilita la manutenzione e consente al sistema di gestire più dati e più carico con meno interruzioni.

Un modo molto semplice per pensarci è immaginare che il tuo progetto sia una cassetta degli attrezzi: una biblioteca è come uno strumento specializzatoAd esempio, un martello da carpentiere. Non ti obbliga a costruire la casa in un modo specifico; ti offre semplicemente un ottimo strumento per piantare chiodi quando decidi di usarlo.

Cos'è un framework e in che cosa differisce da una libreria?

Un contesto È qualcosa di più grande e strutturato di una biblioteca. È una raccolta di strumenti, librerie, regole e convenzioni che forniscono le basi per sviluppare applicazioni complete in modo più rapido ed efficiente.

Se una libreria è uno strumento autonomo, un framework è più simile a un planimetria di un edificio con parte della struttura già erettaArrivi, segui il progetto e completi il ​​resto della costruzione. Il framework definisce l'architettura complessiva e ti indica dove si inserisce ogni parte del tuo codice.

In un framework non si importano semplicemente funzioni: si accetta di lavorare seguendo queste linee guida. un flusso di lavoro e modelli Il framework decide molte cose per te (come vengono organizzati i file, come vengono gestite le richieste, quali cicli di vita devi rispettare...) e tu ti adatti al "percorso felice" che propone.

Una caratteristica fondamentale che viene spesso utilizzata per spiegare la differenza è la cosiddetta inversione di controlloCon una libreria, sei tu a decidere quando chiamarla. Con un framework, in molti casi è il framework stesso a chiamare il codice al momento opportuno (ad esempio, quando arriva una richiesta HTTP, quando viene inizializzato un componente o quando si verifica un evento).

Possiamo paragonarlo a un libro di ricetteLa ricetta fornisce già l'elenco degli ingredienti, l'ordine dei passaggi e i tempi di cottura. Devi solo aggiungere gli ultimi ritocchi e modificarla a tuo piacimento, ma la struttura è già definita. Allo stesso modo, un framework ti guida nella creazione della tua applicazione.

Quando si lavora con un framework, il grande vantaggio è che si può concentrarsi sulla logica aziendale (ciò che rende unica la tua applicazione) senza perdere tempo a configurare sempre la stessa infrastruttura di base: routing, connessione al database, sicurezza, modelli, ecc.

Alcuni framework molto popolari nello sviluppo web sono Django (per Python), Ruby on Rails (per Ruby), laravel (per PHP) o Primavera (per Java). Questi framework sono solitamente scelti in base a lingue più utilizzateOffrono tutti strutture molto complete che combinano librerie, API interne e strumenti di linea. comandi e convenzioni chiare per organizzare il tuo progetto.

Sul lato frontend troviamo framework e librerie "grandi" come Angular, React o Vue.js che, oltre a componenti riutilizzabili, propongono architetture e flussi ben definiti per la costruzione di interfacce complesse.

Cos'è un'API e perché è così importante?

Un API (Application Programming Interface) non è tanto un pezzo di codice specifico quanto un contratto che descrive come comunicano due softwareDefinire quali operazioni possono essere eseguite, quali dati devono essere inviati e quale sarà la risposta.

Pensa all'API come a manuale di istruzioni In questo articolo viene spiegato come utilizzare le funzioni di una libreria o come comunicare con un servizio remoto. Non è necessario conoscere i dettagli dell'implementazione interna; è sufficiente seguire le regole dell'API (metodi, parametri e formati di dati disponibili).

Per visualizzarlo, immagina di voler avvisare gli agricoltori quando la tua applicazione cambia il tempoPotresti creare il tuo sistema di previsioni del tempo (il che sarebbe una follia) oppure connettersi all'API Da un servizio specializzato, come OpenWeather, che fornisce già tali informazioni. La tua app effettua una richiesta seguendo le regole API e riceve i dati pronti per l'uso.

In questa fase, Conosci solo ciò che ti promette l'APIAd esempio, "se mi invii una città e una chiave di accesso, ti restituirò un file JSON con temperatura, umidità e previsioni". Il resto (come calcolano quei dati, come hanno configurato la loro infrastruttura, quali algoritmi usano) è nascosto dietro l'API.

Un'API può essere la parte visibile di una libreria o framework (ad esempio, le API delle classi e dei metodi Django o NumPy) oppure può essere un'interfaccia remota a un sistema esterno, come l'API di Google Maps, l'API di YouTube o l'API di PayPal.

Nel mondo del web, quando parliamo di “Web API” di solito intendiamo interfacce accessibili tramite HTTP (REST, GraphQL, ecc.) che in genere restituiscono dati in formato JSON. Queste API consentono a sistemi molto diversi (servizi mobili, web, backend) di integrarsi tra loro, indipendentemente dal linguaggio o dalla tecnologia sottostante.

API contro libreria: due elementi complementari

Molte persone usano "API" e "libreria" quasi in modo intercambiabile, ma non è così. una libreria è codice concreto, implementazioni reali di funzioni e classi che puoi scaricare e incorporare nel tuo progetto.

L'API, d'altra parte, è la specifica di come viene utilizzata quella libreriaSi tratta dell'elenco pubblico di metodi, classi, parametri e tipi di ritorno a cui il programma può accedere. Continuando con l'analogia della cassetta degli attrezzi, la libreria sarebbe l'insieme fisico di strumenti e l'API sarebbe il catalogo che spiega a cosa serve ogni strumento e come utilizzarlo correttamente.

Qualcosa di molto importante: una singola API può avere molteplici implementazioni sotto forma di librerie separate. Ad esempio, una specifica come JDBC in Java definisce come interagire con i database; quindi, ogni provider (PostgreSQL, MySQL, ecc.) offre la propria libreria che implementa tale API.

Grazie a questa separazione, puoi scrivere il tuo programma contro un API stabile e ben progettata e modificare la libreria sottostante senza riscrivere tutto il codice. Questa è una delle chiavi della portabilità e dell'interoperabilità del software.

In breve, quando Download Qualcosa come JavaMail, NumPy o Apache Commons: quello che ottieni è... librerie che implementano un'APISi programma "contro l'API" (ciò che promettono i metodi pubblici) e si ha fiducia che l'implementazione interna svolgerà il lavoro in modo efficiente e corretto.

Come si inseriscono i framework in tutto questo?

I quadri In genere combinano diverse librerie e un'ampia gamma di API in un'unica struttura. Oltre a offrire codice riutilizzabile, forniscono uno scheletro completo per creare applicazioni seguendo un approccio coerente.

Un quadro tipico incorporato:

• Librerie interne per attività comuni (autenticazione, accesso ai dati, modelli, convalide, ecc.).
• API proprietarie che presentano tali capacità in modo ordinato e ben documentato.
• Strumenti aggiuntivi come generatori di codice, debugger, ambienti visivi o editor integrati.

Un esempio molto grafico è Unity3D nello sviluppo di giocoNon è solo una libreria grafica: è un framework completo con editor visuale, motore fisico, sistema di scene, debug, packaging e innumerevoli API per audio, animazione, input utente e altro ancora. Offre praticamente tutto il necessario per creare un gioco, a patto che segua le linee guida. modelli e flussi di lavoro che l'Unità stessa stabilisce.

Nello sviluppo web, l'utilizzo di un framework come Django o Laravel implica l'adozione del suo modello mentale e la sua struttura progettualeLe tue visualizzazioni, i tuoi modelli, i tuoi controller e i tuoi template si adattano ai luoghi e ai formati previsti dal framework e, in cambio, ti semplificano notevolmente la vita con strumenti di amministrazione, migrazioni di database, routing e altro ancora.

Dal punto di vista dell'API, un framework può sia consumare API esterne (ad esempio, l'API di un fornitore di servizi di pagamento) come Esponi la tua API in modo che altre applicazioni possano interagire con il sistema. È molto comune combinare un framework web con un sottoframework orientato alle API REST per creare interfacce pulite e manutenibili.

Differenze pratiche tra libreria, framework e API

Dopo tutte queste definizioni, vale la pena metterle in pratica. differenze pratiche che noterai nella tua vita quotidiana di sviluppatore.

una biblioteca:

• Ti dà funzioni o classi pronte all'uso per risolvere problemi specifici (ad esempio, gestione delle date, generazione di PDF, algoritmi di crittografia).
• Non definisce un'architettura globale per la tua applicazione. Decidi tu come organizzare il progetto e quando chiamare la biblioteca.
• Può essere utilizzato in combinazione con molte altre librerie senza dover adottare un approccio univoco.

Un quadro:

• ti offre un struttura di base per lo sviluppo di applicazioni complete (in particolare web e dispositivi mobili, ma anche desktop o gaming).
• Impone una certa ordine e modelli (ad esempio, MVC, MVVM o architettura a strati) che devi rispettare affinché tutto funzioni correttamente.
• Ti consente di essere più produttivo nelle attività ripetitive (routing, sicurezza, modelli, ecc.), in cambio dell'accettazione una curva di apprendimento libertà maggiore e meno assoluta.

Un'API:

• Define come comunicano i componenti softwaresia all'interno della tua applicazione (API di libreria) che tra applicazioni (API web, API del sistema operativo, API della piattaforma SaaS).
• Non è necessariamente il codice in sé, ma un insieme di regole (endpoint, parametri, tipi di dati, codici di errore).
• Permette a sistemi molto diversi di lavorare insieme senza conoscerne i dettagli interni.

Ad esempio, la API di Google Maps Ti consente di integrare mappe interattive e funzionalità di geolocalizzazione nelle tue applicazioni web o mobili. L'API di YouTube Ti consente di visualizzare video, canali e playlist, nonché di interagire con alcuni contenuti dei tuoi servizi.

Perché le aziende pubblicano le loro API?

Molte aziende decidono di "aprire" o pubblicare le loro API in modo che altri sviluppatori si basano sui loro serviziIn questo modo espongono determinati punti di accesso al loro sistema (naturalmente protetti da autenticazione e autorizzazioni) e consentono a terze parti di estendere la portata della piattaforma.

Le ragioni principali Per rilasciare un'API, solitamente si seguono i seguenti passaggi:

• estensibilità: consentire ad altri di aggiungere nuove funzionalità, integrazioni e utilizzi che l'azienda stessa potrebbe non aver immaginato.
• Creazione dell'ecosistema: promuovere un ambiente di applicazioni e servizi complementari che aumentare il valore del prodotto principale.
• innovazione aperta: lasciare che la comunità sperimenti e proponga soluzioni creative, spesso generando nuove idee imprenditoriali.
• integrazione aziendale: per facilitare la connessione del servizio con CRM, ERP, strumenti di marketing e altre applicazioni interne delle aziende.
• Ampliamento del mercato: raggiungi utenti e nicchie che la piattaforma base non raggiungerebbe da sola, grazie alle integrazioni create da terze parti.

Un esempio molto visibile è l'intero ecosistema di strumenti che circondano WhatsApp Business e le sue APIche consentono la costruzione di piattaforme "multi-agente" in modo che più operatori possano servire i clienti da un unico numero, integrarlo con CRM, aggiungere chatbot, automatizzare le risposte, ecc. Qui, l'API di WhatsApp funge da porta d'ingresso all'infrastruttura di messaggistica e molteplici soluzioni commerciali e open source si basano su di essa con funzionalità avanzate.

Cosa rende un'API "buona"

Non tutte le API sono ugualmente ben realizzate. Una buona progettazione dell'API Fa una grande differenza nell'esperienza dello sviluppatore che lo utilizza e nella facilità di mantenimento delle integrazioni a lungo termine.

Un po 'di caratteristiche principali Le caratteristiche di un'API di qualità sono:

• chiarezza: nomi dei metodi, percorsi e parametri comprensibili a colpo d'occhio; nessuna ambiguità.
• coerenza: stesse regole di denominazione, strutture di risposta simili e modelli omogenei in tutta l'API.
• Documentazione accurata: guide dettagliate, esempi di codice, spiegazione di ciascun endpoint e possibili errori.
• EstabilidadModifiche controllate, versioni chiaramente contrassegnate e compatibilità con le versioni precedenti per evitare di danneggiare le applicazioni esistenti da un giorno all'altro.
• Buona performance: risposte rapide ed efficienti in termini di consumo di risorse, soprattutto nelle API web esposte a Internet.
• forte sicurezza: autenticazione, autorizzazione, crittografia e controlli di accesso ben progettati.
• Gestione utile degli erroriMessaggi di errore descrittivi e codici di stato chiari per facilitare la diagnosi.

Nel caso delle moderne API Web, il formato standard per lo scambio di dati è JSONperché è leggero, facile da leggere per gli esseri umani e molto facile da analizzare da quasi tutti i linguaggi di programmazione.

Tipi di API che incontrerai

Il termine API è molto ampio e si applica a diversi livelli dello stack di software. Alcuni tipi comuni sono:

• API del sistema operativoQuesti consentono alle applicazioni di comunicare con il sistema sottostante (gestione dei file, processi, memoria, rete, ecc.). Esempi: l'API di Windows o la specifica POSIX nei sistemi di tipo Unix.
• API remote o distribuiteDefiniscono il modo in cui i programmi in esecuzione su macchine diverse comunicano. Utilizzano protocolli di rete specifici e sono solitamente indipendenti dal linguaggio. CORBA è un esempio classico, sebbene sia ormai meno diffuso rispetto ad alternative come gRPC o REST.
• API WebQuesti espongono servizi generalmente accessibili tramite HTTP/HTTPS, con dati in formato JSON o XML. Ciò include API per servizi come Google Maps, Twitter, PayPal o praticamente qualsiasi SaaS moderno.

Inoltre, molte organizzazioni creano API interne in modo che i propri team possano comunicare tra microservizi, applicazioni interne e database in modo ordinato e controllato.

Scelta e combinazione di framework, librerie e API in un progetto

In un progetto reale, raramente si sceglie solo uno di questi pezzi. Di solito, si combinare un framework, diverse librerie e diverse API esterni o interni per creare la tua applicazione.

Potresti trovare utile questo regola guida:

• Se stai creando un'applicazione completa da zero e vuoi procedere più velocemente e in modo più organizzato, Inizia con un framework.
• Se devi risolvere problemi specifici (date, PDF, grafici, apprendimento automatico, ecc.), ricerca di biblioteche specializzate che puoi integrare.
• Se la tua app ha bisogno di comunicare con altri sistemi, sfruttare le API che tali sistemi espongono (o definisci la tua API in modo che altri possano integrarla con te).

Immagina un'applicazione web scritta con Django come framework. All'interno, utilizzerai librerie come NumPy o cuscino Se hai bisogno di calcoli numerici o di elaborazione delle immagini, consumerai il API OpenWeather per visualizzare le previsioni del tempo e, a sua volta, la tua applicazione potrebbe esporre una REST Web API in modo che altri strumenti interni alla tua azienda possano interrogarne i dati.

In definitiva, la chiave è capire che Non sono termini intercambiabiliUna libreria è codice, un framework è struttura e un'API è il contratto che lega insieme i vari elementi. Padroneggiare questi tre livelli consente di creare software più manutenibile, più scalabile e molto più facile da integrare con il resto del mondo digitale.

Padroneggiare le differenze e le relazioni tra librerie, framework e API non è solo una questione di teoria o di vocabolario raffinato: si traduce in prendere decisioni tecniche migliori, evita incomprensioni all'interno del team e sfrutta al meglio gli strumenti che già utilizzi ogni giorno senza pensarci troppo.