Comprendre les technologies API : Une analyse comparative des API REST, GraphQL et asynchrones

Note de l’éditeur : Le texte suivant est un article écrit pour et publié dans le Rapport sur les tendances 2024 de DZone, Modern API Management: Connecting Data-Driven Architectures Alongside AI, Automation, and Microservices.

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Les API jouent un rôle central dans le domaine du développement logiciel moderne. Plusieurs types d’API peuvent être utilisés pour établir la communication et l’échange de données entre divers systèmes. À l’avant-garde se trouve l’approche REST, qui a dominé l’industrie en raison de sa simplicité et de sa scalabilité. Cependant, au fur et à mesure que la technologie a évolué, les exigences des développeurs et des entreprises ont également changé. Au cours des dernières années, des alternatives telles que GraphQL et des API asynchrones basées sur des événements ont également émergé. Ils offrent des avantages distincts par rapport aux API REST traditionnelles.

Dans cet article, nous examinerons chacune de ces technologies API et construirons une compréhension comparative d’entre elles.

REST: Le début de la communication orientée ressources

L’architecture REST tourne autour du concept de ressources. Ce sont des entités qui peuvent être gérées via des méthodes HTTP standard telles que GET, POST, PUT et DELETE. Une des caractéristiques clés de REST est sa nature sans état, où chaque demande d’un client contient toutes les informations nécessaires pour que le serveur la satisfasse. Cela découple le client et le serveur, leur permettant d’être dimensionnés indépendamment.

Avantages et inconvénients de REST

Les API REST présentent certains avantages significatifs :

• REST suit un simple et intuitif design basé sur les méthodes HTTP standard.
• Chaque requête dans l’approche REST est indépendante, ce qui améliore la scalabilité et la fiabilité.
• REST utilise les mécanismes de mise en cache HTTP pour améliorer les performances et réduire la charge sur le serveur d’origine.
• REST est interopérable, fonctionnant bien avec divers langages de programmation et plates-formes en raison de son format standard.

Cependant, l’architecture REST présente également plusieurs inconvénients :

• Les API REST peuvent entraîner une sur-extraction, où les clients reçoivent plus de données que nécessaire, ce qui entraîne une inefficacité et une perte de bande passante réseau.
• De même que pour le premier point, les API REST peuvent également souffrir de sous-extraction, où plusieurs requêtes sont nécessaires pour satisfaire des besoins complexes en données. Cela entraîne une augmentation de la latence.
• REST suit une approche synchrone qui peut conduire à des blocages et des problèmes de performances dans des scénarios à forte charge.
• Les modifications du schéma de données de l’API peuvent impacter les clients, entraînant un couplage serré.

Cas d’utilisation des API REST

Il existe des cas d’utilisation idéaux où les API REST sont beaucoup mieux adaptées par rapport à d’autres types d’API, par exemple :

• Applications intensives en mise en cache – Une application axée sur la lecture, comme les sites de nouvelles ou le contenu statique, peut bénéficier du mécanisme de mise en cache de REST. Les directives de mise en cache standardisées de REST facilitent leur mise en œuvre.
• Opérations CRUD simples – Lorsqu’il s’agit d’opérations CRUD simples, les API REST offrent simplicité et prévisibilité. Les applications dotées d’un modèle de données clair et statique trouvent souvent les API REST plus adaptées.

GraphQL: L’émergence de la récupération de données déclarative avec les API

GraphQL est à la fois un langage open-source pour interroger des données et un runtime pour remplir ces requêtes. Le principe clé derrière GraphQL est d’avoir une structure hiérarchique pour définir les requêtes de données, permettant aux clients de spécifier précisément les données dont ils ont besoin dans une seule requête.

Figure 1. GraphQL dans le grand schéma

De plusieurs manières, GraphQL a été une réponse directe aux problèmes posés par l’architecture des API REST traditionnelles.

Cependant, il favorise également un schéma fortement typé, offrant aux développeurs une idée claire de ce qu’ils peuvent attendre. GraphQL prend en charge les mises à jour en temps réel des données via des abonnements. Au fil des ans, de nombreux travaux ont été réalisés sur des outils comme GraphQL Federation pour rendre les API GraphQL plus évolutives pour les grandes entreprises avec plusieurs domaines.

Avantages et inconvénients de GraphQL

GraphQL offre certains avantages clés:

• Avec GraphQL, les clients peuvent demander uniquement les données spécifiques dont ils ont besoin. Cela élimine les problèmes d’overfetching et d’underfetching avec les API REST.
• L’approche fortement typée du schéma de GraphQL fournit une structure claire et une validation, accélérant le développement et la documentation.
• GraphQL fonctionne généralement via un seul point d’accès. Les clients n’ont qu’à s’occuper d’un seul point d’accès lorsqu’ils communiquent avec un serveur GraphQL, même s’il peut y avoir plusieurs sources pour les données.
• L’introspection intégrée permet aux clients d’explorer le schéma et de découvrir les données et les opérations disponibles.

Il existe également plusieurs inconvénients à GraphQL:

• La mise en œuvre de GraphQL nécessite un effort et une expertise supplémentaires par rapport aux API REST traditionnelles.
• Étant donné que les requêtes en GraphQL sont flexibles, le cache des données peut être difficile et peut nécessiter des solutions personnalisées.
• Bien que GraphQL réduise la sur-récupération au niveau supérieur, les requêtes imbriquées peuvent toujours conduire à des récupérations de données inutiles.
• Propriété de la couche commune GraphQL devient confuse, contrairement aux limites claires d’une API REST.

Cas d’utilisation de GraphQL

Il existe des scénarios spécifiques où GraphQL fait un meilleur travail par rapport aux API REST, par exemple:

• Besoin de données complexes et imbriquées – Pour récupérer des données avec des relations complexes, GraphQL aide les clients à spécifier précisément les données dont ils ont besoin dans une seule requête.
• Mises à jour en temps réel des données – Les abonnements GraphQL aident les applications à gérer les mises à jour en temps réel des données, telles que les applications de chat ou les tableaux de bord en direct. Avec GraphQL, les clients peuvent s’abonner aux changements dans des données spécifiques, permettant des mises à jour en temps réel sans la nécessité de fréquentes vérifications.
• Architectures de microservices – Dans ce cas, les données sont distribuées à travers plusieurs services. GraphQL fournit une interface unifiée pour que les clients puissent interroger des données provenant de différents services. L’application cliente n’a pas besoin de gérer plusieurs points de terminaison REST.

API asynchrones : Un déplacement vers une architecture basée sur les événements

Au fil des années, la poussée pour adopter ou migrer vers une architecture nativement cloud a également donné naissance à des architectures basées sur les événements, l’avantage étant la perspective de communication non bloquante entre les composants. Avec les API asynchrones, les clients n’ont pas besoin d’attendre une réponse avant de continuer. Ils peuvent envoyer des requêtes et continuer leur processus d’exécution. Une telle approche est avantageuse pour les scénarios qui nécessitent une forte concurrence, scalabilité et réactivité.

Dans les systèmes basés sur les événements, les API asynchrones gèrent les événements et les messages avec l’aide de technologies comme Apache Kafka et RabbitMQ, qui offrent un moyen de communication entre le producteur de messages et le consommateur.

En considérant un système typique utilisant une approche d’API basée sur les événements, nous avons des producteurs qui publient des événements sur des sujets, et des consommateurs qui s’abonnent à ces sujets pour recevoir et traiter les événements de manière asynchrone. Cela permet une scalabilité et une tolérance aux pannes transparentes car les producteurs et les consommateurs peuvent évoluer indépendamment. Le diagramme ci-dessous montre un tel système:

Figure 2. Un système basé sur les événements avec Kafka et API asynchrones

Avantages et Inconvénients des APIs Asynchrones

Voici quelques avantages clés des APIs asynchrones:

• Les APIs asynchrones sont bien adaptées pour gérer des niveaux élevés de concurrence et de scalabilité puisque plusieurs requêtes peuvent être traitées en parallèle.
• Les APIs asynchrones permettent également le traitement des données en temps réel en permettant des réponses opportunes aux événements.
• Les APIs asynchrones peuvent aussi contribuer à mieux utiliser les ressources système en déchargeant les tâches vers des processus en arrière-plan.
• Enfin, les APIs asynchrones augmentent la tolérance générale aux pannes d’un système, car l’échec d’un composant n’impacte pas l’ensemble du système.

Cependant, tout comme d’autres types d’API, les APIs asynchrones présentent également plusieurs inconvénients:

• Il y a une complexité accrue autour de la livraison des messages, de l’ordre et de la gestion des erreurs.
• Les APIs asynchrones sont plus difficiles à déboguer et à tester.
• Les systèmes construits à l’aide des APIs asynchrones aboutissent souvent à une cohérence éventuelle, où les mises à jour des données ne sont pas immédiatement reflétées sur tous les composants.
• Les APIs asynchrones peuvent également augmenter les coûts en ce qui concerne des systèmes spéciaux pour gérer les messages.

Cas d’utilisation des APIs Asynchrones

Il existe quelques cas d’utilisation idéaux pour les APIs asynchrones par rapport aux APIs REST et GraphQL, notamment :

• Streaming de données en temps réel – Les API asynchrones sont le meilleur choix pour les besoins de streaming de données en temps réel tels que les flux de médias sociaux, les mises à jour du marché financier et les données des capteurs IoT. Ces applications génèrent de grandes quantités de données qui doivent être traitées et livrées aux clients presque en temps réel.
• Intégration avec des systèmes tiers – Les API asynchrones sont tout à fait appropriées pour s’intégrer à des systèmes tiers qui peuvent avoir des temps de réponse imprévisibles ou des SLA de disponibilité.
• Tâches en arrière-plan – Enfin, les applications qui nécessitent l’exécution de tâches en arrière-plan — telles que l’envoi d’e-mails, de notifications ou le traitement d’images/vidéos — peuvent bénéficier de l’utilisation des API asynchrones.

Comparaison Croisée de REST, GraphQL et API Asynchrones

Nous avons examiné les trois types d’architectures d’API. Il est temps de les comparer côte à côte afin que nous puissions prendre de meilleures décisions concernant le choix de l’un plutôt que de l’autre. Le tableau ci-dessous montre cette comparaison sur plusieurs paramètres:

Tableau 1. Comparaison de REST, GraphQL et API Async

Conclusion

Dans cet article, nous avons exploré les principales distinctions entre différentes architectures d’API : REST, GraphQL et les API asynchrones. Nous avons également examiné des scénarios où un type particulier d’API peut être plus approprié que les autres. En regardant de l’avenir, le paysage du développement d’API est en passe de subir d’autres transformations. Des technologies émergentes telles que l’apprentissage machine, le calcul au niveau du réseau et l’IoT conduiront à de nouvelles demandes qui nécessiteront l’évolution des approches d’API. De plus, avec la croissance rapide des systèmes distribués, les APIs joueront un rôle clé en permettant la communication.

En tant que développeur, il est extrêmement important de comprendre les forces et les limites de chaque style d’API et de choisir l’approche qui convient le mieux à un besoin donné. Cette mentalité peut aider les développeurs à naviguer dans le paysage des API avec confiance.

Ceci est un extrait du Rapport des Tendances 2024 de DZone, Modern API Management: Connecting Data-Driven Architectures Alongside AI, Automation, and Microservices.

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