جميع الفروقات بين واجهة برمجة التطبيقات غير الحالة وواجهة برمجة التطبيقات ذات الحالة

عندما يقوم مطورو الويب بتصميم تطبيقاتهم، يجب أخذ العديد من العوامل في الاعتبار. واجهات برمجة التطبيقات (APIs) هي واحدة من العديد من المتغيرات التي تشكل تطبيقًا يعمل. ومع ذلك، هناك تصنيفات مختلفة لواجهات برمجة التطبيقات، واحدة منها تستند إلى كيفية الاحتفاظ بالمعلومات. تُفصل هذه الواجهات إلى نوعين: واجهات برمجة التطبيقات بدون حالة وواجهات برمجة التطبيقات ذات الحالة.

تندرج واحدة من أكثر أساليب معماريات واجهات برمجة التطبيقات شيوعًا ضمن أحد الفئتين بين واجهات برمجة التطبيقات ذات الحالة وبدون حالة - واجهة برمجة التطبيقات RESTful (نقل الحالة التمثيلية). إذا لم تكن متأكدًا من أي تصنيف تندرج فيه واجهات برمجة التطبيقات RESTful، راجع هذه المقالة:

ما هي واجهات برمجة التطبيقات بدون حالة؟

واجهات برمجة التطبيقات بدون حالة هي APIs تعالج كل طلب من العميل إلى الخادم كمعاملة مستقلة، وأيضًا حيث لا يحتفظ الخادم بأي معلومات عن التفاعل السابق للعميل.

الخصائص الرئيسية لواجهات برمجة التطبيقات بدون حالة

1. استقلالية الطلبات: يحتوي كل طلب يُرسل من العميل إلى الخادم على جميع المعلومات اللازمة لمعالجته، ولا يتأثر بأي طلبات سابقة تم القيام بها، ولا يؤثر على أي طلبات في المستقبل.
2. عدم إدارة الجلسات: لا تتطلب واجهات برمجة التطبيقات بدون حالة من الخادم إدارة جلسات العملاء أو تخزين أي بيانات متعلقة بالجلسات. ونتيجة لذلك، لا حاجة لآليات تتبع الجلسة مثل الكوكيز أو الجلسات على الخادم.
3. قابلية التوسع: واجهات برمجة التطبيقات بدون حالة قابلة للتوسع بدرجة عالية لأن الخوادم يمكنها معالجة الطلبات بشكل مستقل دون الحاجة إلى الحفاظ على حالة العميل. يمكن لموازين الأحمال توزيع الطلبات الواردة عبر خوادم متعددة دون القلق بشأن تفضيل الجلسة.
4. البساطة: تعتبر واجهات برمجة التطبيقات بدون حالة عمومًا أبسط في التنفيذ والفهم مقارنة بواجهات برمجة التطبيقات ذات الحالة. نظرًا لأن كل طلب يحتوي على جميع المعلومات المطلوبة، لا حاجة لإدارة جلسة معقدة أو تزامن بين العميل والخادم.
5. تحمل الأخطاء: تعتبر واجهات برمجة التطبيقات بدون حالة بطبيعتها مقاومة للأخطاء لأن الخوادم لا تعتمد على الحفاظ على حالة العميل. إذا تعطل الخادم، يمكن توجيه الطلبات الواردة إلى خوادم أخرى دون أي تأثير على تفاعلات العميل.

مزايا واجهات برمجة التطبيقات بدون حالة

1. المرونة: تقدم واجهات برمجة التطبيقات بدون حالة مرونة في التوسع والنشر. نظرًا لأن الخوادم لا تحتفظ بحالة العميل، يمكن إضافة أو إزالة مثيلات جديدة من الخادم من المجموعة دون التأثير على تفاعلات العميل. تتيح هذه المرونة التوسع الديناميكي بناءً على الطلب وتمكن من استخدام الموارد بشكل فعال في البيئات السحابية.
2. الأداء: تقدم واجهات برمجة التطبيقات بدون حالة غالبًا أداءً أفضل مقارنةً بواجهات برمجة التطبيقات ذات الحالة. نظرًا لأن كل طلب يحتوي على جميع المعلومات اللازمة للمعالجة، يمكن للخوادم الرد بسرعة دون عبء إدارة حالة الجلسة أو القيام بالبحث الإضافي. وهذا يؤدي إلى انخفاض زمن الانتظار وأوقات استجابة أسرع، خاصةً في ظل ظروف الحمل الثقيلة.

عيوب واجهات برمجة التطبيقات بدون حالة

1. الصعوبة في تنفيذ تدفقات العمل المعقدة: قد تواجه واجهات برمجة التطبيقات بدون حالة صعوبة في التعامل مع تدفقات العمل المعقدة أو العمليات المعاملاتية التي تتطلب الحفاظ على الحالة بين الطلبات المتعددة. قد يكون تنفيذ ميزات مثل المعاملات متعددة الخطوات أو العمليات طويلة الأمد أكثر تحديًا مع واجهات برمجة التطبيقات بدون حالة مقارنة بالخيارات ذات الحالة.
2. دعم محدود للتفاعلات في الوقت الحقيقي: تم تصميم واجهات برمجة التطبيقات بدون حالة في المقام الأول للتفاعلات بين الطلب والرد وقد لا تكون مناسبة تمامًا للتواصل أو التعاون في الوقت الحقيقي. قد يتطلب تنفيذ ميزات مثل التحديثات في الوقت الحقيقي أو الإشعارات عملاً إضافيًا أو تنازلات.

أمثلة على واجهات برمجة التطبيقات بدون حالة الشهيرة

1. واجهات برمجة التطبيقات RESTful: نقل الحالة التمثيلية (REST) هو أسلوب معماري لتصميم التطبيقات المترابطة. واجهات برمجة التطبيقات RESTful هي بدون حالة من حيث التصميم، حيث يحتوي كل طلب من العميل إلى الخادم على جميع المعلومات اللازمة لمعالجته. تشمل أمثلة واجهات برمجة التطبيقات RESTful تلك المقدمة من منصات التواصل الاجتماعي مثل تويتر وفيسبوك، ومنصات التجارة الإلكترونية مثل أمازون، وخدمات السحاب مثل AWS (خدمات أمازون ويب) وأزور.
2. واجهات برمجة التطبيقات HTTP: تتبع واجهات برمجة التطبيقات بروتوكول نقل النص الفائق (HTTP) مبادئ عدم الحالة، حيث يكون كل طلب HTTP مستقلًا ومحتوىً ذاتيًا. تستخدم هذه الواجهات عادةً للتواصل بين عملاء الويب (مثل المتصفحات أو تطبيقات الهواتف المحمولة) وخوادم الويب. تشمل الأمثلة واجهات برمجة التطبيقات العامة المقدمة من خدمات مثل خرائط جوجل وOpenWeatherMap وGitHub.
3. واجهات برمجة التطبيقات GraphQL: GraphQL هي لغة استعلام للواجهات البرمجية التي تمكن العملاء من طلب فقط البيانات التي يحتاجونها. على الرغم من أن GraphQL نفسها غير مرتبطة بالحالة، عادة ما يتم تنفيذها بطريقة بدون حالة عبر HTTP. عادةً ما تكشف واجهات برمجة التطبيقات GraphQL عن نقطة نهاية واحدة لتنفيذ الاستعلامات والتعديلات والاشتراكات، مع احتواء كل طلب على متطلبات البيانات المحددة. تشمل أمثلة واجهات برمجة التطبيقات GraphQL تلك المقدمة من GitHub وShopify وYelp.
4. واجهات برمجة التطبيقات الخاصة بالخدمات المصغرة: تقوم بنية الخدمات المصغرة بتقسيم التطبيقات المعقدة إلى خدمات أصغر يمكن نشرها بشكل مستقل. يمكن لكل خدمة مصغرة كشف واجهتها البرمجية، عادةً ما يتم تنفيذها كواجهات برمجة التطبيقات بدون حالة باستخدام بروتوكولات مثل HTTP أو gRPC. تشمل أمثلة واجهات برمجة التطبيقات الخاصة بالخدمات المصغرة تلك المستخدمة من قبل نتفليكس للبث، وأوبر لركوب السيارات، وسبوتيفاي لبث الموسيقى.
5. واجهات برمجة التطبيقات الخاصة بالخدمات بدون خادم: تمكن منصات الحوسبة بدون خادم مثل AWS Lambda وGoogle Cloud Functions المطورين من نشر التعليمات البرمجية دون إدارة الخوادم. غالبًا ما يتم تنفيذ واجهات برمجة التطبيقات بدون خادم كوظائف بدون حالة يتم تشغيلها بواسطة طلبات HTTP أو أحداث أخرى. هذه الواجهات مثالية للتطبيقات الخفيفة المدفوعة بالأحداث وخدمات الخلفية. تشمل الأمثلة واجهات برمجة التطبيقات بدون خادم لمعالجة تحميلات المستخدمين، وإرسال الإشعارات، وأداء مهام معالجة البيانات.

ما هي واجهات برمجة التطبيقات ذات الحالة؟

واجهات برمجة التطبيقات ذات الحالة هي APIs تحتفظ بحالة أو سياق تفاعل العميل مع الخوادم بين الطلبات. هذا هو العكس تمامًا لما هي عليه واجهات برمجة التطبيقات بدون حالة - حيث يمكن لواجهات برمجة التطبيقات ذات الحالة تتبع الموارد، ومعالجة الطلبات اللاحقة التي تأتي من نفس العميل.

الخصائص الرئيسية لواجهات برمجة التطبيقات ذات الحالة

1. أمان قائم على الجلسة: تقدم واجهات برمجة التطبيقات ذات الحالة آليات أمان قوية قائمة على الجلسة للمصادقة وتفويض العملاء. من خلال إنشاء جلسات مع العملاء وإدارة رموز الجلسة أو الكوكيز، يمكن لهذه الواجهات تطبيق ضوابط الوصول والأذونات وسياسات الأمان باستمرار عبر الطلبات المتعددة.
2. الاتساق والموثوقية: تضمن واجهات برمجة التطبيقات ذات الحالة الاتساق والموثوقية من خلال مزامنة حالة العميل بين العميل والخادم. يساعد ذلك في منع عدم اتساق البيانات، وظروف السباق، ومشكلات التزامن التي قد تنشأ في الأنظمة الموزعة ذات الحالات أو الموارد المشتركة.
3. الاستخدام الفعال للموارد: يمكن لواجهات برمجة التطبيقات ذات الحالة تحسين استخدام الموارد من خلال إعادة استخدام الجلسات أو الاتصالات التي تم إنشاؤها بين العميل والخادم. هذا يقلل من عبء المصادقة المتكررة وإنشاء الاتصالات لكل طلب، مما يؤدي إلى تحسين الأداء وتقليل زمن الاستجابة.
4. التحديثات في الوقت الحقيقي: تسهل واجهات برمجة التطبيقات ذات الحالة التواصل والتحديثات في الوقت الحقيقي بين العملاء والخوادم من خلال الحفاظ على اتصالات مستمرة. يتيح ذلك للخوادم دفع التحديثات، والإشعارات، أو تغييرات البيانات إلى العملاء على الفور، مما يمكّن من التعاون في الوقت الحقيقي، والمراسلة، وتطبيقات البث.
5. رؤى سياقية: تمكّن واجهات برمجة التطبيقات ذات الحالة الخوادم من الحصول على رؤى سياقية حول سلوك العملاء، وتفضيلاتهم، وأنماط استخدامهم مع مرور الوقت. من خلال تحليل بيانات الجلسة وتفاعلات العملاء، يمكن للتطبيقات استخلاص رؤى قيمة للتخصيص، والتحسين، وصنع القرار.

مزايا واجهات برمجة التطبيقات ذات الحالة

1. إدارة الجلسات: تتيح واجهات برمجة التطبيقات ذات الحالة إنشاء وإدارة الجلسات بين العملاء والخوادم. هذا يمكن الخادم من الحفاظ على سياق العميل وحالته بين الطلبات، وهو ما يمكن أن يكون مفيدًا للتطبيقات التي تتطلب تفاعلات مستمرة وتجارب مخصصة.
2. المنطق التجاري المعقد: تناسب واجهات برمجة التطبيقات ذات الحالة التطبيقات التي تحتوي على منطق تجاري أو تدفقات عمل معقدة تتطلب الحفاظ على السياق عبر الطلبات المتعددة. يمكن للخادم الاحتفاظ بحالة المعاملات طويلة الأمد، أو تدفقات العمل، أو آلات الحالة، مما يتيح معالجة وتنسيق أكثر كفاءة.

عيوب واجهات برمجة التطبيقات ذات الحالة

1. مشكلات الاستجابة المتزامنة: يمكن أن يكون إدارة الوصول المتزامن إلى حالة مشتركة تحديًا في واجهات برمجة التطبيقات ذات الحالة. قد تنشأ ظروف السباق، وعدم اتساق البيانات، ومشكلات التزامن عندما يصل عدة عملاء إلى الموارد المشتركة أو يعدلونها في نفس الوقت، مما يتطلب مزامنة دقيقة وآليات قفل لضمان سلامة البيانات.
2. الصعوبة في التوسع الأفقي: قد تواجه واجهات برمجة التطبيقات ذات الحالة تحديات في التوسع الأفقي عبر عدة مثيلات خادم بسبب الحاجة إلى الحفاظ على حالة الجلسة. إن توزيع الجلسات عبر خوادم متعددة وضمان الاتساق والتزامن بينها يمكن أن يكون معقدًا وقد يتطلب بنية أساسية إضافية أو وسائط.

أمثلة على واجهات برمجة التطبيقات ذات الحالة الشهيرة

1. واجهات برمجة التطبيقات WebSocket: WebSocket هو بروتوكول اتصالات يوفر قنوات اتصالات مزدوجة الاتجاه عبر اتصال TCP واحد. تحافظ واجهات برمجة التطبيقات WebSocket على اتصالات دائمة بين العملاء والخوادم، مما يسمح بالتواصل الفوري الثنائي الاتجاه. تُستخدم عادة في التطبيقات التي تتطلب رسائل فورية، وألعاب على الإنترنت، وتحرير تعاوني، وتحديثات حية، وتفاعلات أخرى في الوقت الحقيقي.
2. واجهات برمجة التطبيقات RPC: تمكن واجهات برمجة التطبيقات RPC العملاء من استدعاء إجراءات أو طرق على خادم بعيد واستقبال الردود. بينما تكون RPC نفسها غير مرتبطة بالحالة، فإن بعض التنفيذات تحتفظ بحالة العميل بين الطلبات، خاصةً في الحالات التي تكون فيها الجلسات أو الاتصالات طويلة الأمد. تستخدم واجهات برمجة التطبيقات RPC عادةً في الأنظمة الموزعة، وعمارة الخدمات المصغرة، وتطبيقات العميل والخادم.
3. واجهات برمجة التطبيقات المستندة إلى الجلسة: تعتمد بعض واجهات برمجة التطبيقات القديمة على المصادقة المستندة إلى الجلسة وتحافظ على حالة العميل باستخدام آليات مثل الكوكيز أو رموز الجلسة. تتطلب هذه الواجهات من العملاء المصادقة وإقامة جلسة مع الخادم، ويحتفظ الخادم بحالة الجلسة طوال مدة الجلسة. تُستخدم واجهات برمجة التطبيقات المستندة إلى الجلسة عادة في تطبيقات الويب، ومنصات التجارة الإلكترونية، وأنظمة المؤسسات.
4. واجهات برمجة التطبيقات لتدفق البيانات في الوقت الحقيقي: تحافظ واجهات برمجة التطبيقات لتدفق البيانات في الوقت الحقيقي على اتصالات دائمة بين العملاء والخوادم لتدفق البيانات في الوقت الحقيقي. تُستخدم هذه الواجهات عادةً في التطبيقات التي تتطلب تحديثات بيانات مستمرة، مثل منصات التداول المالي، وأنظمة IoT (إنترنت الأشياء)، والتحليلات في الوقت الحقيقي، ولوحات التحكم.
5. التطبيقات التعاونية: غالبًا ما تستخدم التطبيقات التعاونية، مثل منصات تحرير المستندات التعاونية، وأدوات الرسم التعاونية، وأدوات إدارة المشاريع التعاونية، واجهات برمجة التطبيقات ذات الحالة لتمكين التعاون الفوري بين عدة مستخدمين. تحافظ هذه الواجهات على حالة مشتركة بين العملاء والخوادم، مما يسمح للمستخدمين برؤية تغييرات بعضهم البعض في الوقت الحقيقي.

الفروقات البرمجية بين واجهات برمجة التطبيقات بدون حالة وذات حالة

سيشمل مثال البرمجة استخدام إطار عمل Python Flask. لاحظ أن هناك مكتبة إضافية session تم تنفيذها في برمجة واجهة برمجة التطبيقات ذات الحالة.

واجهات برمجة التطبيقات بدون حالة:

from flask import Flask, request, jsonify

app = Flask(__name__)

@app.route('/stateless', methods=['GET'])
def stateless_endpoint():
    # Get data from request
    data = request.args.get('data')
    
    # Process the request (e.g., perform a calculation)
    result = int(data) * 2
    
    # Return the result
    return jsonify({'result': result})

if __name__ == '__main__':
    app.run(debug=True)

واجهة برمجة التطبيقات ذات الحالة:

from flask import Flask, request, jsonify, session

app = Flask(__name__)
app.secret_key = 'your_secret_key'  # Secret key for session management

@app.route('/stateful', methods=['GET'])
def stateful_endpoint():
    # Get data from request
    data = request.args.get('data')
    
    # Check if session exists
    if 'result' in session:
        # If session exists, update the result with new data
        session['result'] += int(data)
    else:
        # If session doesn't exist, initialize the result with data
        session['result'] = int(data)
    
    # Return the current result stored in the session
    return jsonify({'result': session['result']})

if __name__ == '__main__':
    app.run(debug=True)

المقارنة:

• نموذج برمجة واجهة برمجة التطبيقات بدون حالة يأخذ فقط معامل الاستعلام data وينفذ العملية البرمجية، تليها إعادة النتيجة كـ JSON.
• في نموذج برمجة واجهة برمجة التطبيقات ذات الحالة، يؤخذ معامل الاستعلام data ويُحفظ الفرز باستخدام إدارة session الخاصة بـ Flask. يمكن بعد ذلك استخدام القيمة المخزنة في نفس جلسة العميل، وتحديثها كلما تم إجراء طلب.

ملخص موضح للمقارنة بين واجهات برمجة التطبيقات بدون حالة وذات حالة

Apidog - تحسين واجهات برمجة التطبيقات بدون حالة وذات حالة

لتطوير واجهات برمجة التطبيقات المفيدة لمطوري آخرين لتطبيقها في تطبيقاتهم، ستحتاج إلى أداة واجهة برمجة التطبيقات المناسبة لدعم عمليات تطوير واجهة برمجة التطبيقات الخاصة بك. نوصي بـ Apidog، منصة تطوير واجهة برمجة تطبيقات شاملة يمكن أن تدعم المطورين بوظائف لدورة حياة واجهة برمجة التطبيقات بالكامل.

إعداد تصميم لواجهة برمجة تطبيق جديدة باستخدام Apidog

مع Apidog، إنشاء واجهة برمجة تطبيق جديدة يتم في بضعة نقرات وخلجات!

أولاً، انقر على زر New API لبدء إنشاء واجهة برمجة تطبيق جديدة.

بعد ذلك، يمكنك اختيار الخصائص اللازمة لواجهة برمجة التطبيقات الجديدة الخاصة بك. يمكنك اختيار طريقة HTTP المقابلة، وتصميم نقطة النهاية الخاصة بواجهة برمجة التطبيقات (أو عنوان URL لواجهة برمجة التطبيقات)، وتوفير أي معلمات ووصف ذات صلة تعتقد أنه قد يكون مفيدًا لك وللمطورين الآخرين الذين قد يستخدمون واجهة برمجة التطبيقات الخاصة بك.

بعد إنشاء واجهتك الأولى على Apidog، يمكنك الاستمرار في اختبار واجهات برمجة التطبيقات الخاصة بك! نعم، تسهل Apidog اختبار وتصحيح وتوثيق الميزات، لذا لا تحتاج إلى تصدير الملفات الخاصة بك فقط لاختبار ما إذا كانت واجهة برمجة التطبيقات لديك تعمل أم لا!

اختبار واجهات برمجة التطبيقات باستخدام وظيفة سيناريو الاختبار على Apidog

أولاً، اضغط على زر Testing، تليها زر + New Test Scenario.

ستطلب منك Apidog ملء التفاصيل الخاصة بسيناريو الاختبار الجديد الخاص بك. تأكد من إعطائها اسمًا مناسبًا بحيث يكون وظيفتها متوقعة.

استمر بإضافة خطوة (أو خطوات عديدة) إلى سيناريوهات اختبارك بالنقر على قسم Add Step. يجب أن تكون قادرًا على رؤية الصورة أدناه.

حدد "استيراد من واجهة برمجة التطبيقات" من القائمة المنسدلة.

بعد ذلك، حدد جميع واجهات برمجة التطبيقات التي ترغب في تضمينها في سيناريو الاختبار الخاص بك. في المثال أعلاه، تم تضمين واجهة برمجة التطبيقات المسماة NumberConversionSOAP.

قبل الضغط على زر Run لبدء سيناريو الاختبار الخاص بك، تأكد من تغيير بيئة سيناريو الاختبار، والتي يجب أن تكون Testing Env، كما هو موضح بالسهم 1.

مع Apidog، يمكنك الاستمتاع بتحليلات موجزة ومفصلة لسيناريوهات الاختبار الخاصة بك. باستخدام الإحصائيات، يمكنك تحديد أي جزء من واجهة برمجة التطبيقات يحتاج إلى مزيد من التنقيح، وأي الأجزاء قمت بتصميمها بشكل مثالي!

الخاتمة

تعتمد الاختيارات بين واجهات برمجة التطبيقات بدون حالة وذات حالة حقًا على المتطلبات المحددة للتطبيق والمقايضات المعنية، حيث أنها ليست حلاً واحدًا لجميع مشاكل تطوير الويب.

الدرس الرئيسي الذي ينبغي أن تفهمه هو أن كلا من واجهات برمجة التطبيقات بدون حالة وذات حالة تتألق عندما تتحقق ظروف معينة.

تستخدم واجهات برمجة التطبيقات بدون حالة عادةً في الأنظمة الموزعة وهياكل الخدمات المصغرة، حيث يتم إرسال البيانات وتكون الطلبات مستقلة عن بعضها البعض.

أما واجهات برمجة التطبيقات ذات الحالة فهي مناسبة للتطبيقات التي تتطلب من العملاء الحفاظ على اتصال مستمر مع الخادم، مثل تدفقات الفيديو المباشرة والتطبيقات التعاونية عبر الإنترنت.

على عكس واجهات برمجة التطبيقات ذات الحالة وبدون حالة، تعد Apidog أداة واجهة برمجة تطبيقات شاملة للمطورين الذين يرغبون في إنشاء وتعديل والحفاظ على واجهات برمجة التطبيقات. مع تيسير جميع الوظائف والمواصفات اللازمة لدورة حياة واجهة برمجة التطبيقات بالكامل، يمكن للمطورين الاعتماد على Apidog لتقديم الخدمات المطلوبة لإنتاج أفضل واجهات برمجة التطبيقات جودة.