Giới hạn API | Nó được dùng để làm gì?

APIs (Giao diện lập trình ứng dụng) là những người đưa tin kết nối các ứng dụng phần mềm với nhau. Điều này cho phép hai thực thể riêng biệt trao đổi dữ liệu hoặc chức năng. Tuy nhiên, khi một ứng dụng trở nên quá phổ biến, APIs và máy chủ phải làm việc chăm chỉ hơn để cung cấp dịch vụ cho nhiều người dùng hơn.

Giới hạn API và giới hạn tỷ lệ API là hai thuật ngữ thường bị nhầm lẫn. Tuy nhiên, chúng không có cùng một ý nghĩa. Để hiểu rõ hơn về sự khác biệt giữa giới hạn và tỷ lệ, hãy xem bài viết này trước!

Giới hạn API là gì?

Giới hạn API là một cơ chế được sử dụng để kiểm soát tốc độ mà các ứng dụng có thể truy cập vào một API. Nói cách khác, giới hạn API giới hạn số lượng yêu cầu có thể gửi đến một API trong một khoảng thời gian cụ thể.

Giới hạn API được sử dụng để bảo vệ API khỏi việc bị quá tải, đảm bảo mọi người có một hiệu suất mượt mà khi sử dụng API.

Giới hạn API hoạt động như thế nào?

Để triển khai giới hạn API, một ứng dụng sẽ dựa vào các thuật toán để quản lý luồng các yêu cầu đến.

Thuật toán Xô Token

Thuật toán Xô Token xoay quanh hai khái niệm:

1. Các Token: Các Token là "giấy phép" để truy cập API
2. Các Xô: Các Xô giữ một tập hợp số lượng Token giới hạn

Trong Thuật toán Xô Token, có một vài khái niệm để bạn làm quen:

• Cho phép Yêu cầu: Còn được gọi là giới hạn tỷ lệ, API định nghĩa một giới hạn tỷ lệ xác định số lượng token được thêm vào xô trong mỗi đơn vị thời gian (ví dụ: 10 token mỗi giây).
• Xử lý Yêu cầu: Mỗi khi một yêu cầu được nhận, API kiểm tra xô để xem còn token lại không. Nếu có token có sẵn, n số lượng token sẽ bị loại bỏ và yêu cầu sẽ được xử lý.
• Xô Rỗng, Giảm Tốc Độ: Nếu xô được phát hiện là rỗng trong quá trình xử lý yêu cầu, yêu cầu sẽ bị giới hạn. Điều này có nghĩa là các ứng dụng sẽ cần phải chờ cho đến khi đủ token được thêm vào (dựa trên giới hạn tỷ lệ) trước khi thử thực hiện yêu cầu khác.

Khả năng Bùng nổ

Mô hình Xô Token có thể được mở rộng với khả năng bùng nổ; khả năng bùng nổ cho phép xô giữ một lượng token dư thừa (hãy nghĩ về nó như một cái xô lớn hơn một chút với một số token đã được đổ vào trước).

Với khả năng bùng nổ được thêm vào, các ứng dụng có thể gửi một lượng yêu cầu vượt quá giới hạn tỷ lệ trong một khoảng thời gian ngắn trước khi bị giới hạn. Điều này thường được thực hiện để xử lý các đợt tăng đột biến lớn trong lưu lượng truy cập.

Triển khai Giới hạn API

Có nhiều cấp độ mà giới hạn API có thể được triển khai:

1. Dựa trên Địa chỉ IP: Giới hạn yêu cầu đến từ một địa chỉ IP cụ thể.
2. Dựa trên Khóa API: Sử dụng các khóa API duy nhất để xác định và giới hạn các ứng dụng riêng lẻ.
3. Dựa trên Người Dùng: Giới hạn dựa trên tài khoản người dùng để kiểm soát tốt hơn.

Mã Lỗi và Thử Lại

Khi một yêu cầu API bị giới hạn, API thường trả về một mã phản hồi lỗi (ví dụ: 429 Quá Nhiều Yêu Cầu). Các ứng dụng phát triển tốt có logic thử lại được triển khai với cơ chế thụt lùi, buộc người dùng phải chờ một khoảng thời gian ngày càng dài trước khi bị giới hạn.

Lợi ích của Giới hạn API

Giới hạn API mang lại nhiều lợi ích đáng kể đảm bảo sự hoạt động trơn tru và ổn định của một API cả cho nhà cung cấp và người dùng. Dưới đây là phân tích các lợi ích chính của nó:

1. Hiệu suất và Độ ổn định:

• Ngăn ngừa Quá tải: Khối lượng yêu cầu không kiểm soát có thể làm quá tải máy chủ API, dẫn đến thời gian phản hồi chậm hoặc thậm chí là sự cố. Giới hạn API hoạt động như một biện pháp bảo vệ, ngăn chặn các yêu cầu quá mức làm hỏng hệ thống. Người dùng trải nghiệm hiệu suất ổn định khi mà API có thể xử lý các yêu cầu một cách hiệu quả.

2. Công bằng và Quản lý Tài nguyên:

• Truy cập Đều Đặn: Giới hạn API đảm bảo rằng không một ứng dụng hay người dùng nào chiếm hết tài nguyên API. Bằng cách giới hạn tỷ lệ yêu cầu, nó phân phối quyền truy cập một cách công bằng giữa tất cả người dùng, ngăn chặn một số người làm giảm trải nghiệm của những người khác.

3. Khả năng mở rộng và Hiệu quả:

• Tải trọng Dự đoán: Giới hạn API giúp API xử lý các khối lượng công việc dự đoán được. Bằng cách điều chỉnh luồng yêu cầu, nhà cung cấp API có thể tối ưu hóa tài nguyên và cơ sở hạ tầng cho các mô hình lưu lượng truy cập dự đoán. Điều này cho phép mở rộng tốt hơn khi nhu cầu tăng lên.

4. An ninh:

• Giảm thiểu DoS: Các cuộc tấn công Từ chối Dịch vụ (DoS) nhằm mục đích làm quá tải một hệ thống bằng các yêu cầu, khiến nó không sẵn sàng cho người dùng hợp pháp. Giới hạn có thể giảm thiểu các cuộc tấn công như vậy bằng cách xác định và giới hạn tỷ lệ yêu cầu bất thường từ một nguồn duy nhất.

5. Cải thiện Trải nghiệm Người Dùng:

• Thời gian Phản hồi Thống nhất: Bằng cách ngăn ngừa quá tải, giới hạn đảm bảo rằng người dùng trải nghiệm thời gian phản hồi thống nhất cho các yêu cầu API của họ. Điều này biến thành một trải nghiệm nhanh chóng và đáng tin cậy cho tất cả người dùng dựa vào API.

6. Giám sát Sức khỏe Ứng dụng:

• Xác định Mô hình Sử dụng: Dữ liệu giới hạn có thể được phân tích để hiểu các mô hình sử dụng và xác định các vấn đề tiềm ẩn. Ví dụ, tỷ lệ giới hạn cao cho các ứng dụng cụ thể có thể chỉ ra các cơ hội tối ưu hóa cho các ứng dụng đó.

7. Khuyến khích Sử dụng Có trách nhiệm:

• Thúc đẩy Hiệu quả: Giới hạn khuyến khích các nhà phát triển thiết kế các ứng dụng sử dụng hiệu quả API. Bằng cách giới hạn các yêu cầu, các nhà phát triển được khuyến khích tối ưu hóa mã của họ và tránh các cuộc gọi không cần thiết.

Ví dụ về Lập trình Giới hạn API ở Phía Máy chủ

Mẫu mã Python dưới đây minh họa việc giới hạn API bằng phương pháp Xô Token.

class TokenBucket:
  def __init__(self, capacity, refill_rate):
    self.capacity = capacity  # Số lượng tối đa token
    self.tokens = capacity  # Số lượng token hiện tại
    self.refill_rate = refill_rate  # Số token được thêm vào mỗi đơn vị thời gian

  def get_token(self, current_time):
    # Giả lập việc bổ sung token dựa trên thời gian đã trôi qua
    elapsed_time = current_time - self.last_refill_time
    self.tokens = min(self.capacity, self.tokens + (elapsed_time * self.refill_rate))
    self.last_refill_time = current_time

    if self.tokens > 0:
      self.tokens -= 1
      return True
    else:
      return False

# Ví dụ sử dụng
bucket = TokenBucket(5, 1)  # 5 token, bổ sung 1 mỗi giây
request_time = time.time()  # Lấy thời gian hiện tại

if bucket.get_token(request_time):
  # Xử lý yêu cầu (logic bị bỏ qua vì ngắn gọn)
  print("Yêu cầu được phép!")
else:
  print("Yêu cầu bị giới hạn, hãy thử lại sau!")

Giải thích Mã:

1. Class TokenBucket đại diện cho cái xô với capacity và refill_rate.
2. Phương thức get_token kiểm tra thời gian hiện tại và giả lập việc bổ sung xô dựa trên thời gian đã trôi qua và tỷ lệ bổ sung.
3. Nếu có một token có sẵn (tokens lớn hơn 0), nó xóa một token và cho phép yêu cầu.
4. Nếu xô rỗng, yêu cầu bị giới hạn (bị từ chối).

Apidog - Thực hiện Yêu cầu Không giới hạn đến APIs

Khi bạn thử nghiệm APIs để quan sát phản hồi và hiệu suất của chúng, bạn có thể cần thực hiện yêu cầu liên tục. Hầu hết các công cụ API giới hạn người dùng của họ ở một số lượng yêu cầu nhất định mà họ có thể thực hiện mỗi ngày. Tuy nhiên, với Apidog, bạn có thể tiếp tục thực hiện yêu cầu đến một API miễn là nó chưa đạt giới hạn tỷ lệ của API.

Với Apidog, một công cụ phát triển API all-in-one, bạn có thể xây dựng, mô phỏng, thử nghiệm và tài liệu hóa các API. Apidog hỗ trợ tất cả những quy trình quan trọng trong vòng đời của một API mà không cần cài đặt hoặc tải xuống thêm các công cụ API khác.

Xây dựng APIs với Apidog

Với Apidog, bạn có thể tạo APIs cho riêng mình. Dù là trong một lĩnh vực chuyên biệt hay hữu ích trong nhiều tình huống, hoàn toàn phụ thuộc vào bạn quyết định API của bạn có khả năng làm gì.

Bắt đầu bằng cách nhấn nút New API, như đã chỉ ra trong hình ảnh trên.

Tới bước tiếp theo, bạn có thể chọn nhiều đặc điểm của API. Trên trang này, bạn có thể:

• Đặt phương thức HTTP (GET, POST, PUT hoặc DELETE)
• Đặt URL API (hoặc điểm cuối API) để tương tác giữa máy khách và máy chủ
• Bao gồm một hoặc nhiều tham số để được truyền trong URL API
• Cung cấp mô tả về chức năng mà API nhằm cung cấp. Tại đây, bạn cũng có thể mô tả giới hạn tỷ lệ mà bạn dự định thực hiện trên API của bạn.

Càng cung cấp nhiều chi tiết trong giai đoạn thiết kế, tài liệu API của bạn sẽ càng được mô tả rõ ràng hơn, như trong phần tiếp theo của bài viết này.

Để cung cấp một số trợ giúp trong việc tạo APIs nếu đây là lần đầu tiên bạn tạo một cái, bạn có thể xem xét đọc những bài viết này.

Once you have finalized all the basic necessities to make a request, you can try to make a request by clicking Send. You should then receive a response on the bottom portion of the Apidog window, as shown in the image above.

Giao diện người dùng đơn giản và trực quan cho phép người dùng dễ dàng thấy phản hồi nhận được từ yêu cầu. Cũng rất quan trọng để hiểu cấu trúc của phản hồi vì bạn cần khớp mã trên cả hai bên máy khách và máy chủ.

Tạo Tài liệu API Mô tả với Apidog

Với Apidog, bạn có thể nhanh chóng tạo tài liệu API bao gồm mọi thứ mà các nhà phát triển phần mềm cần chỉ trong vài cú nhấp chuột.

Mũi tên 1 - Đầu tiên, nhấn nút Share ở bên trái của cửa sổ ứng dụng Apidog. Bạn sẽ thấy trang "Tài liệu đã chia sẻ", trang này nên trống.

Мũi tên 2 - Nhấn nút + New dưới No Data để bắt đầu tạo tài liệu API Apidog đầu tiên của bạn.

Lựa chọn và Bao gồm Các Thuộc Tính Tài liệu API Quan Trọng

Apidog cung cấp cho các nhà phát triển tùy chọn chọn các đặc điểm tài liệu API, chẳng hạn như ai có thể xem tài liệu API của bạn và thiết lập một mật khẩu file, để chỉ những cá nhân hoặc tổ chức đã chọn mới có thể xem nó.

Xem hoặc Chia sẻ Tài liệu API của Bạn

Apidog tổng hợp các chi tiết dự án API của bạn thành một tài liệu API có thể xem qua một URL trang web. Tất cả những gì bạn cần làm là phân phối URL để người khác có thể xem tài liệu API của bạn!

Nếu cần thêm thông tin, hãy đọc bài viết này về cách tạo tài liệu API bằng Apidog:

Kết luận

Giới hạn API đóng một vai trò quan trọng trong việc duy trì một hệ sinh thái API khỏe mạnh và hoạt động. Bằng cách điều chỉnh luồng các yêu cầu đến, nó bảo vệ API khỏi quá tải, đảm bảo hiệu suất mượt mà và thời gian phản hồi nhất quán cho tất cả người dùng. Sự công bằng này mở rộng đến việc quản lý tài nguyên, ngăn chặn một ứng dụng đơn lẻ thống trị tài nguyên và làm giảm trải nghiệm cho những người khác.

Hơn nữa, giới hạn cũng củng cố an ninh bằng cách giảm thiểu các cuộc tấn công từ chối dịch vụ nhằm mục đích làm quá tải hệ thống. Tóm lại, giới hạn API tạo ra một tình huống đôi bên cùng có lợi cho cả nhà cung cấp API và người dùng, thúc đẩy một môi trường đáng tin cậy và hiệu quả cho phát triển ứng dụng và trao đổi dữ liệu.

Apidog có thể là công cụ API tối ưu để đảm bảo rằng các APIs của bạn hoạt động trơn tru. Cùng với tương lai tài liệu của Apidog, bạn có thể mô tả rõ ràng giới hạn tỷ lệ cho API của bạn, từ đó ngăn chặn người dùng lạm dụng API của bạn.