Was ist eine API?

Definition

Was ist eine API?

Die Bezeichnung API steht für „Application Programming Interface“, auf Deutsch „Programmierschnittstelle“.

Dabei handelt es sich um eine Sammlung an Definitionen, Befehlen und Protokollen, welche die Interaktionsmöglichkeiten mit einem System, einer Anwendung oder einem Dienst festlegen.

Über eine API können zwei unabhängige Softwarekomponenten auf eine vordefinierte Weise miteinander kommunizieren und Daten (in Echtzeit) austauschen. Dadurch, dass der Datenaustausch nur über eine festgelegte Schnittstelle erfolgt, können die restlichen Programmteile verborgen bleiben, was die Kommunikation zwischen Anwendungen deutlich vereinfacht.

APIs kommen in verschiedensten Bereichen zum Einsatz: So sorgen z.B. die Programmierschnittstellen von Betriebssystemen wie Windows und iOS dafür, dass Programme für diese Systeme entwickelt und ausgeführt werden können. Der Bezahldienst PayPal kann über seine API in Online-Shops integriert werden. Und auch Bestandteile komplexer Software-Systeme kommunizieren untereinander über APIs.

Funktionsweise

Wie funktionieren APIs?

APIs können auf verschiedenste Arten implementiert werden (siehe Arten von APIs).

Unabhängig von der Implementierung folgen sie jedoch in der Regel einem grundlegenden Funktionsprinzip:

• API-Anfragen durch einen Client
• Beantwortung von Anfragen 
• Authentifizierung und Autorisierung
• API-Dokumentation

API-Anfragen durch einen Client: 
Die Kommunikation über APIs baut in der Regel auf einem Client-Server-Modell auf, bei dem eine Client-Anwendung API-Anfragen an einen Server stellt und von diesem eine Antwort erhält. Dabei nutzt der Client die von der API vorgegebenen Befehle, Parameter und Endpunkte, um beispielsweise bestimmte Informationen abzurufen oder zu ändern.

Beantwortung von Anfragen:
Nach der Verarbeitung der Anfrage generiert der Server eine Antwort, die an den Client zurückgesendet wird. Diese Antwort enthält in der Regel entweder die angeforderten Daten oder Informationen über das Ergebnis einer ausgeführten Operation. Daten werden dabei häufig im JSON- oder XML-Format übertragen.

Authentifizierung und Autorisierung:
APIs können Sicherheitsmechanismen wie Authentifizierungstoken oder API-Schlüssel verwenden, um sicherzustellen, dass nur autorisierte Anwendungen auf ihre Funktionen zugreifen können.

API-Dokumentation: Eine gute API wird in der Regel zusammen mit einer detaillierten Dokumentation bereitgestellt, die Entwicklern hilft, sie zu verstehen und richtig zu verwenden. Diese Dokumentation enthält z.B. Informationen über verfügbare Endpunkte, unterstützte Anfragemethoden, Parameter, erwartete Antwortformate und mögliche Fehlercodes.

Unterscheidung

Arten von APIs

APIs können nach verschiedenen Kriterien unterschieden werden. Eines davon ist ihre Zugänglichkeit. Zahlreiche APIs sind nur für die interne Kommunikation (Private APIs) gedacht – innerhalb eines Unternehmens oder sogar nur innerhalb eines mehr oder weniger komplexen Software-Systems.

Andere APIs sind öffentlich zugänglich (Public APIs) und zum Teil gut dokumentiert. Außerdem gibt es Hybridmodelle – z.B. APIs, die nur Kunden, Geschäftspartnern oder anderweitig autorisierten Personen zur Verfügung gestellt werden.

Darüber hinaus ist eine Unterscheidung von APIs nach ihrem Architekturstil und den bei der Implementierung verwendeten Protokollen möglich. Zu den bekanntesten API-Typen gehören die folgenden:

• REST
• SOAP
• RPC
• GraphQL

REST: Representational State Transfer (REST) ist heute der führende Architekturstil beim Design von webbasierten APIs. Er basiert auf einem Client-Server-Modell, wobei der Client bestimmte Ressourcen mithilfe des HTTP-Protokolls adressiert. REST definiert verschiedene Kriterien, die eine sogenannte RESTful API erfüllen muss, darunter insbesondere die Zustandslosigkeit.

SOAP: SOAP ist ein Netzwerkprotokoll für den Datenaustausch zwischen Systemen. Auch SOAP definiert einen Ansatz für den Aufbau einer API und beschreibt, wie Daten ausgetauscht, verpackt und gesichert werden. Bei der Datenübertragung können Protokolle wie HTTP, SMTP oder FTP verwendet werden, Daten werden dagegen im XML-Format repräsentiert.

RPC: RPC steht für Remote Procedure Call. Eine RPC-API stellt Funktionen zur Verfügung, die durch einen Client auf entfernten Systemen aufgerufen werden können. Dieser Ansatz kommt hauptsächlich bei privaten APIs zum Einsatz. Daten können u.a. in den Formaten XML (XML-RPC) und JSON (JSON-RPC) repräsentiert werden.

GraphQL: GraphQL ist eine Abfragesprache und Laufzeitumgebung für APIs, die komplexere Anfragen unterstützt. Clients können gezielt mehrere Ressourcen in einer Anfrage adressieren. Außerdem können sie als Abonnenten auftreten und bei Datenänderungen in Echtzeit benachrichtigt werden.

Relevanz

Warum sind APIs so wichtig?

Bei der Entwicklung von Software, der Bereitstellung von Webdiensten und der Kommunikation zwischen Anwendungen sind APIs heutzutage unverzichtbar.

Die wichtigsten Vorteile der API-Nutzung lassen sich folgendermaßen zusammenfassen:

• Interoperabilität
• Modularität und Wiederverwendbarkeit
• Ökosysteme und Partnerschaften
• Beschleunigte Entwicklung und Markteinführung

Interoperabilität: APIs ermöglichen es verschiedenen Anwendungen und Systemen, nahtlos miteinander zu interagieren, unabhängig von ihrer zugrunde liegenden Implementierung oder Programmiersprache. 

Modularität und Wiederverwendbarkeit: Durch die Verwendung von APIs können Entwickler auf bereits vorhandene Funktionen und Dienste zugreifen, anstatt sie selbst neu implementieren zu müssen. Komplexere Anwendungen können dadurch zunehmend aus einzelnen Diensten aufgebaut werden. Das erleichtert nicht nur die Wartung und Fehlerbehebung, sondern sorgt auch für eine bessere Skalierbarkeit.

Ökosysteme und Partnerschaften: APIs spielen eine Schlüsselrolle bei der Schaffung von Ökosystemen und Partnerschaften zwischen Unternehmen, Geschäftspartnern, Kunden und anderen Parteien. Indem Unternehmen Drittanbietern oder unabhängigen Entwicklern Zugriff auf bestimmte Ressourcen gewähren, können sie zudem ohne hohe Kosten die Reichweite und den Funktionsumfang ihrer Produkte und Dienstleistungen erweitern.

Beschleunigte Entwicklung und Markteinführung: Indem sie Programmierern Zugang zu vorgefertigten Funktionen und Diensten bieten, beschleunigen APIs die Entwicklung von Softwareanwendungen erheblich.

Beispiele

5 Praxisbeispiele für APIs

Von sozialen Medien über E-Commerce bis hin zur Industrie 4.0 – APIs spielen eine entscheidende Rolle in der Vernetzung und Interaktion zwischen verschiedensten Anwendungen und Systemen.

Zur Veranschaulichung betrachten wir ein paar bekannte Beispiele für APIs im privaten und beruflichen Alltag.

Kartendienste: Zahlreiche Apps und Websites integrieren Karten von Google Maps oder anderen Anbietern, um Wegbeschreibungen, Standortdienste oder ähnliche Funktionen für ihre Nutzer bereitzustellen. Dazu können sie verschiedene APIs nutzen, darunter z.B. die Maps Embed API für eine einfache Einbindung in Websites.

Sendungsverfolgung: APIs zur Sendungsverfolgung sind sowohl für Privatpersonen als auch Unternehmen relevant. Ein Beispiel sind die APIs von DHL.

Nachrichtendienste: APIs von Nachrichtenagenturen und Medienunternehmen erlauben den Zugriff auf aktuelle Meldungen sowie Bild- und Videoinhalte. Diese können dann in Websites und andere Anwendungen integriert werden. Ein Beispiel ist die API von reuters.

Anmeldungen auf Websites: Viele Websites bieten Funktionen wie „Mit Google anmelden“ oder „Login mit Facebook“ an. Auch diese Optionen werden durch APIs bereitgestellt.

Industrielle Anlagen: Industrielle Maschinen und Geräten können über APIs nicht nur Echtzeitdaten bereitstellen, sondern auch Steuerungsanweisungen und Parameter empfangen. Mit unserer Cloud-Plattform manubes lassen sich solche API-Anfragen in Form von Workflows automatisieren.