Entendiendo las Tecnologías de API: Un Análisis Comparativo de REST, GraphQL y APIs Asíncronas

Nota del editor: Lo siguiente es un artículo escrito para y publicado en el Informe de Tendencias 2024 de DZone, Gestión moderna de APIs: conectando arquitecturas orientadas a datos junto con IA, automatización y microservicios.

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Las APIs desempeñan un papel fundamental en el mundo del desarrollo de software moderno. Diversos tipos de APIs se utilizan para establecer la comunicación y el intercambio de datos entre varios sistemas. Al frente se encuentra el enfoque REST, que ha dominado la industria debido a su simplicidad y escalabilidad. Sin embargo, a medida que la tecnología ha evolucionado, las demandas de los desarrolladores y las empresas también han cambiado. En los últimos años, han surgido alternativas como GraphQL y APIs asíncronas basadas en eventos. Ofrecen ventajas distintas sobre las API REST tradicionales.

En este artículo, examinaremos cada una de estas tecnologías de API y construiremos una comprensión comparativa de ellas.

REST: El Comienzo de la Comunicación Orientada a Recursos

La arquitectura REST gira en torno al concepto de recursos. Estos son entidades que pueden ser administradas mediante métodos HTTP estándar como GET, POST, PUT y DELETE. Una de las características clave de REST es su naturaleza sin estado, donde cada solicitud desde un cliente contiene toda la información necesaria para que el servidor la cumpla. Esto desacopla el cliente y el servidor, permitiendo que se escalen de forma independiente.

Ventajas y Desventajas de REST

Las API REST tienen algunas ventajas significativas:

• REST sigue un diseño simple e intuitivo basado en métodos HTTP estándar.
• Cada solicitud en el enfoque REST es independiente, lo que resulta en una mejor escalabilidad y fiabilidad.
• REST utiliza mecanismos de caché HTTP para mejorar el rendimiento y reducir la carga en el servidor de origen.
• REST es interoperable, funcionando bien con varios lenguajes de programación y plataformas debido a su formato estándar.

Sin embargo, la arquitectura REST también tiene varios desventajas:

• Las API REST pueden resultar en sobre-explotación, donde los clientes reciben más datos de los necesarios, lo que lleva a ineficiencia y desperdicio de ancho de banda de red.
• Similar al primer punto, las API REST también pueden sufrir de subexplotación, donde se necesitan múltiples solicitudes para cumplir con requisitos de datos complejos. Esto resulta en un aumento de la latencia.
• REST sigue un enfoque síncrono que puede llevar a bloqueos y problemas de rendimiento en escenarios de alta carga.
• Los cambios en el esquema de datos de la API pueden afectar a los clientes, resultando en un acoplamiento estrecho.

Casos de Uso de las API REST

Existen casos de uso ideales donde las API REST son mucho más adecuadas en comparación con otros tipos de API, por ejemplo:

• Aplicaciones intensivas en caché – Una aplicación con mucha lectura, como sitios web de noticias o contenido estático, puede beneficiarse del mecanismo de caché de REST. Las directivas de caché estandarizadas de REST facilitan su implementación.
• Operaciones CRUD simples – Al lidiar con operaciones CRUD sencillas, las API REST ofrecen simplicidad y previsibilidad. Las aplicaciones con un modelo de datos claro y estático a menudo encuentran que las API REST son más adecuadas.

GraphQL: El Ascenso de la Recuperación Declarativa de Datos con APIs

GraphQL es una combinación de un lenguaje de código abierto para consultar datos y un entorno de ejecución para cumplir esas consultas. El principio clave detrás de GraphQL es tener una estructura jerárquica para definir consultas de datos, permitiendo que los clientes especifiquen precisamente los datos que necesitan en una sola solicitud.

Figura 1. GraphQL en la imagen global

En varias maneras, GraphQL fue una respuesta directa a los problemas con la arquitectura de la API REST tradicional. 

Sin embargo, también promueve un esquema fuertemente tipado, ofreciendo a los desarrolladores una idea clara de qué esperar. GraphQL soporta actualizaciones de datos en tiempo real a través de suscripciones. A lo largo de los años, se ha realizado mucho trabajo en herramientas como GraphQL Federation para hacer las API GraphQL más escalables para grandes empresas con múltiples áreas de dominio.

Ventajas y Desventajas de GraphQL

GraphQL proporciona algunas ventajas clave:

• Con GraphQL, los clientes pueden solicitar solo los datos específicos que necesitan. Esto elimina los problemas de sobre-solicitud y sub-solicitud con las API REST.
• El esquema fuertemente tipado de GraphQL proporciona una estructura clara y validación, acelerando el desarrollo y la documentación.
• GraphQL generalmente opera a través de un solo punto de conexión. Los clientes solo necesitan preocuparse por un solo punto de conexión al comunicarse con un servidor de GraphQL, aunque pueda haber múltiples fuentes de datos.
• La introspección incorporada permite a los clientes explorar el esquema y descubrir los datos y operaciones disponibles.

También hay varios inconvenientes en GraphQL:

• Implementar GraphQL requiere esfuerzo y experiencia adicionales en comparación con las API REST tradicionales.
• Dado que las consultas en GraphQL son flexibles, el almacenamiento en caché de datos puede ser desafiante y puede requerir soluciones personalizadas.
• Si bien GraphQL reduce la sobrebúsqueda en el nivel superior, las consultas anidadas pueden seguir llevando a recuperaciones de datos innecesarias.
• Propiedad de la capa común de GraphQL se vuelve confusa, a diferencia de los límites claros de una API REST.

Casos de Uso de GraphQL

Hay escenarios específicos en los que GraphQL funciona mejor en comparación con las API REST, por ejemplo:

• Requisitos de datos complejos y anidados – Para obtener datos con relaciones complejas, GraphQL ayuda a los clientes a especificar exactamente los datos que necesitan en una sola consulta.
• Actualizaciones de datos en tiempo real – Las suscripciones de GraphQL ayudan a las aplicaciones a manejar actualizaciones de datos en tiempo real, como aplicaciones de chat o paneles en vivo. Con GraphQL, los clientes pueden suscribirse a cambios en datos específicos, permitiendo actualizaciones en tiempo real sin la necesidad de sondear con frecuencia.
• Microservicios arquitecturas – En este caso, los datos se distribuyen entre múltiples servicios. GraphQL proporciona una interfaz unificada para que los clientes consulten datos de varios servicios. La aplicación cliente no tiene que gestionar múltiples puntos finales REST.

APIs Asíncronas: Un Cambio a la Arquitectura Orientada a Eventos

A lo largo de los años, el impulso para adoptar o migrar a una arquitectura nativa de la nube también ha dado lugar a arquitecturas orientadas a eventos, siendo la ventaja la posibilidad de comunicación no bloqueante entre componentes. Con las APIs asíncronas, los clientes no necesitan esperar una respuesta antes de proceder. Pueden enviar solicitudes y continuar con su proceso de ejecución. Tal enfoque es ventajoso para escenarios que requieren alta concurrencia, escalabilidad y capacidad de respuesta.

En sistemas orientados a eventos, las APIs asíncronas manejan eventos y mensajes con la ayuda de tecnologías como Apache Kafka y RabbitMQ, que ofrecen un medio de comunicación entre el productor de mensajes y el consumidor.

Considerando un sistema típico que utiliza un enfoque de API orientado a eventos, tenemos productores que publican eventos a temas, y consumidores que se suscriben a estos temas para recibir y procesar los eventos de manera asíncrona. Esto permite una escalabilidad y tolerancia a fallos sin problemas porque tanto productores como consumidores pueden evolucionar de forma independiente. El siguiente diagrama muestra un sistema así:

Figura 2. Un sistema orientado a eventos con Kafka y APIs asíncronas

Ventajas y Desventajas de las APIs Asíncronas

Existen algunas ventajas clave de las APIs asíncronas:

• Las APIs asíncronas son ideales para manejar alta concurrencia y escalabilidad debido a que pueden manejar múltiples solicitudes de manera concurrente.
• Las APIs asíncronas también permiten procesamiento de datos en tiempo real al permitir una respuesta oportuna a eventos.
• Las APIs asíncronas pueden ayudar a utilizar mejor los recursos del sistema al desviar tareas a procesos en segundo plano.
• Por último, las APIs asíncronas aumentan la tolerancia general a fallos del sistema, ya que el fallo de un componente no interrumpe todo el sistema.

Sin embargo, como en otros tipos de API, las APIs asíncronas también tienen varias desventajas:

• Hay aumento decomplejidad en torno a la entrega de mensajes, orden y manejo de errores.
• Las APIs asíncronas son más difíciles de depurar y probar.
• Los sistemas construidos con APIs asíncronas a menudo resultan en consistencia eventual, donde las actualizaciones de datos no se reflejan inmediatamente en todos los componentes.
• Las APIs asíncronas también pueden aumentar los costos en relación con sistemas especiales para manejar mensajes.

Casos de Uso de las APIs Asíncronas

Existen algunos casos de uso ideales para las APIs asíncronas en comparación con las APIs REST y GraphQL, incluyendo:

• Transmisión de datos en tiempo real – Las APIs asíncronas son la mejor opción para las necesidades de transmisión de datos en tiempo real, como las fuentes de medios sociales, las actualizaciones del mercado financiero y los datos de los sensores IoT. Estas aplicaciones generan grandes volúmenes de datos que deben procesarse y entregarse a los clientes casi en tiempo real.
• Integración con sistemas de terceros – Las APIs asíncronas son bastante adecuadas para integrar con sistemas de terceros que pueden tener tiempos de respuesta impredecibles o SLAs de disponibilidad.
• Tareas en segundo plano – Por último, las aplicaciones que requieren la ejecución de tareas en segundo plano, como enviar correos electrónicos, notificaciones o procesar imágenes/videos, pueden beneficiarse del uso de APIs asíncronas.

Comparación lado a lado de REST, GraphQL y APIs asíncronas

Hemos analizado los tres tipos de arquitecturas de API. Es hora de compararlos lado a lado para que podamos tomar mejores decisiones sobre la elección de uno sobre otro. La tabla a continuación muestra esta comparación en múltiples parámetros:

Tabla 1. Comparación de REST, GraphQL y APIs asíncronas

Conclusión

En este artículo, hemos explorado las principales distinciones entre diferentes arquitecturas de API: REST, GraphQL y APIs asíncronas. También hemos analizado escenarios en los que un tipo específico de API puede ser más adecuado que otros. Mirando hacia el futuro, el panorama del desarrollo de APIs está listo para una transformación adicional. Tecnologías emergentes como el aprendizaje automático, la computación en el borde y la IoT impulsarán nuevas demandas que requerirán la evolución de los enfoques de API. Además, con el rápido crecimiento de los sistemas distribuidos, las APIs jugarán un papel clave en permitir la comunicación.

Como desarrollador, es extremadamente importante comprender las fortalezas y limitaciones de cada estilo de API y seleccionar el enfoque que mejor se adapte a un requisito dado. Esta mentalidad puede ayudar a los desarrolladores a navegar por el panorama de las API con confianza.

Este es un extracto del Informe de Tendencias 2024 de DZone, Gestión Moderna de APIs: Conectando Arquitecturas Dirigidas por Datos Junto con AI, Automatización y Microservicios.

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