E-Book, Deutsch, 413 Seiten
Spichale API-Design
3. überarbeitete und erweiterte Auflage 2025
ISBN: 978-3-98890-233-7
Verlag: dpunkt.verlag
Format: EPUB
Kopierschutz: 6 - ePub Watermark
Praxishandbuch für Java- und Webservice-Entwickler
E-Book, Deutsch, 413 Seiten
ISBN: 978-3-98890-233-7
Verlag: dpunkt.verlag
Format: EPUB
Kopierschutz: 6 - ePub Watermark
Kai Spichale verantwortet die strategische und technische Weiterentwicklung digitaler Plattformen und leitet ein Team in einem internationalen IT-Unternehmen. Dabei trägt er die Verantwrtung für Plattformen, die auf einer Kombination aus Cloud-Lösungen und maßgeschneiderten Diensten basieren. Nach seinem Studium am Hasso-Plattner-Institut sammelte er umfangreiche Erfahrungen als Softwarearchitekt und IT-Berater. Sein technologischer Fokus liegt auf modernen Architekturansätzen, API-Design und Datenbanktechnologien. Kai Spichale lebt mit seiner Familie in Berlin.
Autoren/Hrsg.
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Vorwort
Es gibt bereits sehr gute Bücher über Softwarearchitektur und Design. Warum dann noch dieses Buch über den Entwurf von Application Programming Interfaces, kurz APIs? Weil meiner Meinung nach der Bedarf dafür existiert! Denn API-Design unterscheidet sich von den klassischen objektorientierten Design-Heuristiken, die mit einem internen Datenmodell beginnen und versuchen, Applikationen im Hinblick auf Wartbarkeit und Flexibilität zu optimieren. Im Gegensatz dazu nimmt API-Design die Perspektive der Benutzer, d. h. anderer Entwickler, ein und versucht, die Benutzung von Komponenten oder Diensten durch gutes API-Design für diese Entwickler möglichst einfach zu machen. API-Design ist deswegen nicht nur wichtig für Open-Source-Frameworks, auch unternehmensinterne Softwarekomponenten können davon profitieren. Ein anderer Grund für dieses Buch ist die schnell wachsende Anzahl intern und extern eingesetzter Web-APIs. Deswegen finden Sie in diesem Buch Techniken und Best Practices für Java-, Web- und Messaging-APIs.
Warum ist API-Design wichtig?
APIs gibt es in unterschiedlichsten Formen und Größen: Sie reichen von der Betriebssystem-API POSIX über die Web-API der Plattform X bis hin zur API der Java-Klassenbibliothek und der Web-API des Cloud-Speicherdienstes Amazon S3.
APIs sind der Kleber, der unsere digitale Welt zusammenhält.
Als Softwareentwickler arbeiten wir ständig mit APIs – aber wir nutzen sie nicht nur, wir entwerfen sie auch. Denn wenn Sie Softwareentwickler sind, sind Sie zwangsläufig auch API-Designer. Warum? Eine gute Softwarearchitektur ist in Module strukturiert, und jedes dieser Module benötigt eine API, über die es angesprochen werden kann. Die Qualität dieser APIs entscheidet maßgeblich darüber, wie leicht oder schwierig die Integration der Module ist.
Nützliche Module werden häufig wiederverwendet, weshalb ihre APIs nicht beliebig verändert werden sollten. Wenn eine API beispielsweise von drei anderen Applikationen genutzt wird, gibt es mindestens drei gute Gründe, bei Änderungen auf Kompatibilität zu achten.
APIs können zu den wertvollsten Assets eines Unternehmens gehören.
Durch die Bereitstellung von APIs können Kunden oder Partner einen Dienst nahtlos integrieren. Oft wird daher die API selbst als das eigentliche Produkt betrachtet. Kunden investieren erhebliche Ressourcen, sowohl Zeit als auch Geld, in die Implementierung einer API. Die Kosten für den Wechsel zu einer anderen API sind in der Regel hoch, was zu einer starken Kundenbindung führt. Ein Beispiel dafür ist die Web-API des Kurznachrichtendienstes X, die von Zehntausenden registrierten Anwendungen genutzt wird.
APIs können zu den größten Verbindlichkeiten eines Unternehmens gehören.
APIs können nicht nur wertvoll für Unternehmen sein, sie können auch eine Last darstellen. Eine schlechte API oder eine schlechte Dokumentation kann unzählige Supportanfragen zur Folge haben. Aber eine schlechte API kann nicht mal eben verändert werden. Aus diesem Grund erfahren Sie in diesem Buch, was alles beim API-Design zu beachten ist.
Eine Frage der Perspektive
Zweifellos gibt es Softwareentwickler, die APIs korrekt entwickeln, sonst gäbe es nicht so viele gute Applikationen, Frameworks und Webservices. Doch es scheint so, als ob die Prinzipien des API-Designs häufig nur unbewusst durch Erfahrung erlernt werden. Softwareentwickler folgen Regeln, ohne sich dessen bewusst zu sein oder deren zugrunde liegende Motive zu kennen.
Beim API-Design geht es um Kommunikation zwischen Entwicklern.
APIs werden nicht für Computer geschrieben, sondern für Menschen. Was bedeutet das? Wir schreiben Software nur in ganz wenigen Ausnahmen in Isolation. Vielmehr baut unsere Software auf existierenden Komponenten und Services auf, deren APIs wir auswählen und verstehen müssen. Weil diese Komponenten und Services von anderen Entwicklern geschrieben wurden, ergibt sich ein Kommunikationsproblem. Denn in den wenigsten Fällen können uns diese Entwickler persönlich erklären, wie die API funktioniert. Daher muss die API selbst der primäre Kommunikationskanal sein. Das kann nur funktionieren, wenn eine API klar, einfach und gut dokumentiert oder sogar selbsterklärend ist.
Können Sie voraussetzen, dass die Benutzer Ihrer API diese bis ins letzte Detail verstehen? Das Gegenteil ist oftmals der Fall: Entwickler müssen ihren Job möglichst schnell erledigen. Da bleibt keine Zeit, alles über eine API in Erfahrung zu bringen, bevor man sie benutzt. Entwickler rufen eine Methode der API auf und schauen, was passiert. Wenn das gewünschte Verhalten eintritt, sind sie fertig, andernfalls probieren sie etwas anderes. Entwickler fangen häufig mit Erfahrung an und das Verständnis folgt später, in manchen Fällen nie [Tulach 2008]. Dieses Prinzip der Ahnungslosigkeit ist sogar gewünscht. Denn darum geht es ja gerade bei Modularisierung, Wiederverwendung und dem Geheimnisprinzip. Aus diesem Grund muss eine API intuitiv verständlich sein. Sie sollte keine Überraschungen bereithalten und es Entwicklern schwer machen, sie falsch zu benutzen.
Die Perspektive ist beim API-Design entscheidend. APIs sollten aus der Perspektive ihrer potenziellen Benutzer entworfen werden.
Wer sind die Benutzer? Was wollen sie mit der API machen? Welche Technologien benutzen sie? Das sind Fragen, die API-Designer beantworten müssen, um eine erfolgreiche und gute API zu entwerfen.
Zielgruppe und Voraussetzungen
Dieses Buch richtet sich an Softwareentwickler und -architekten, die APIs für Frameworks, Bibliotheken oder andere Softwarekomponenten entwickeln. Aber prinzipiell ist das in diesem Buch vorgestellte API-Design für jeden Entwickler interessant, der Code schreibt, der von anderen Entwicklern wiederverwendet wird. Zu Beginn des Buches werden allgemeine Konzepte, Qualitätsmerkmale und Vorteile des API-Designs beschrieben. Dann folgen praktische Tipps und Best Practices für Java-Softwarekomponenten. Eine Übertragung auf andere Programmiersprachen ist durchaus möglich, muss aber durch den Leser erfolgen.
Das Buch richtet sich auch an Softwareentwickler und -architekten, die Web-APIs entwickeln und dafür REST und HTTP einsetzen. Für mobile Applikationen, IoT-Szenarien, zur Integration von Microservices etc. eignen sich auch Messaging-APIs, die ebenfalls in diesem Buch betrachtet werden. Praktische Erfahrungen mit diesen Technologien sind sicherlich von Vorteil, aber keine zwingende Voraussetzung, denn alle Konzepte und Technologien werden erklärt.
Struktur des Buches
In diesem Buch werden Sie sowohl allgemeine Konzepte als auch konkrete Techniken und Best Practices für unterschiedliche APIs und Protokolle kennenlernen. Aus diesem Grund ist das Buch in vier Teile gegliedert, die wiederum aus mehreren Kapiteln bestehen.
Der erste Teil des Buches umfasst wichtige Grundlagen und besteht aus den Kapitel 1 bis Kapitel 3:
- Kapitel 1 beginnt mit einem Überblick über die Geschichte der APIs. In diesem Einstieg werden Zweck, Funktion und Bedeutung von APIs beschrieben.
- Kapitel 2 stellt die Qualitätsmerkmale vor, die beim API-Design berücksichtigt werden sollten. Diese Merkmale sind die Voraussetzung für alle weiteren Designtechniken in diesem Buch.
- Kapitel 3 beschreibt das allgemeine Vorgehen beim Entwurf von APIs. Für den Entwurf werden Beispiele eingesetzt, die zeigen, wie die API von Clients in verschiedenen Szenarien benutzt werden soll.
Nach der allgemeinen Einführung geht es im zweiten Teil um objektorientierte Java-APIs:
- Kapitel 4 beschreibt die vielfältigen Ausprägungen von objektorientierten APIs, die man in Bibliotheken, Frameworks und anderen Softwarekomponenten findet.
- Kapitel 5 stellt grundlegende Techniken und Best Practices für Java-APIs vor. Hierzu zählen codenahe Themen wie Command/Query Separation, Design für Vererbung, Verwendung von Interfaces und Exception Handling.
- Kapitel 6 betrachtet Techniken, die größeren Einfluss auf die Architektur der Anwendung haben, aber doch zum API-Design zählen.
- Kapitel 7 führt in das Thema Kompatibilität ein. In diesem Zusammenhang werden theoretische Grundlagen und praktische Techniken vorgestellt.
An dieser Stelle verlassen wir die Welt der Java-APIs und kommen zu den Remote-APIs, die primär zur Integration unterschiedlicher Systeme eingesetzt werden. Konkret geht es im dritten Teil um RESTful HTTP, SOAP-Webservices und Messaging-APIs:
