Trong thời đại công nghệ số, API (Application Programming Interface) đã trở thành một phần không thể thiếu trong việc phát triển phần mềm và kết nối các hệ thống. Từ việc tích hợp các ứng dụng, trao đổi dữ liệu, cho đến việc xây dựng các trải nghiệm người dùng mượt mà, API đã chứng minh sức mạnh vượt trội của mình. Nhưng API thực chất là gì, chúng hoạt động như thế nào, và tại sao chúng lại quan trọng đến vậy? Bài viết dưới đây sẽ giúp bạn hiểu rõ tất tần tật kiến thức về API, từ khái niệm cơ bản đến những ứng dụng thực tế, giúp bạn dễ dàng nắm bắt và ứng dụng công nghệ này vào công việc và cuộc sống.

1. API là gì?

API (Application Programming Interface - Giao diện lập trình ứng dụng) là một tập hợp các quy tắc cho phép các phần mềm khác nhau kết nối và trao đổi dữ liệu với nhau. Nói đơn giản, API giúp các chương trình máy tính "nói chuyện" với nhau một cách hiệu quả. Các lập trình viên sử dụng API để kết hợp các đoạn mã nhỏ lại với nhau, từ đó tạo ra những ứng dụng mạnh mẽ, an toàn và đáp ứng tốt nhu cầu người dùng.

Bạn có thể không nhìn thấy API, nhưng chúng đang hoạt động liên tục ở phía sau, hỗ trợ các trải nghiệm số mà chúng ta sử dụng hàng ngày, từ ứng dụng trên điện thoại đến các dịch vụ trực tuyến.

Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu cơ bản về lịch sử của API và cách nó hoạt động. Sau đó, chúng ta sẽ khám phá các loại API khác nhau, lợi ích mà chúng mang lại và những trường hợp sử dụng thực tế. 

2. Lịch sử phát triển của API?

Để hiểu rõ vai trò của API trong cuộc sống hiện đại, chúng ta cần nhìn lại cách chúng đã phát triển qua thời gian. API đã xuất hiện từ nhiều thập kỷ trước, và các API web hiện đại bắt đầu định hình vào đầu những năm 2000. Quá trình phát triển của API có thể được chia thành 5 giai đoạn chính như sau:

Giai đoạn 1: API thương mại

Vào đầu những năm 2000, API web nổi lên như một cách mới để các công ty khởi nghiệp không chỉ cung cấp sản phẩm và dịch vụ trực tuyến, mà còn giúp đối tác và bên thứ ba mở rộng phạm vi nền tảng của họ. Những công ty như Salesforce, eBay và Amazon đã định hình thời kỳ này và đến nay vẫn là những tên tuổi lớn trong lĩnh vực API.

Giai đoạn 2: API mạng xã hội

Giữa những năm 2000, API đã có sự chuyển hướng quan trọng khi các công ty như Flickr, Facebook và Twitter nhận ra rằng API có thể thay đổi cách con người chia sẻ thông tin. Mặc dù không trực tiếp tạo ra doanh thu như API thương mại, nhưng các API này mang lại giá trị lớn cho tổ chức. Ví dụ, vào tháng 8/2006, Facebook ra mắt phiên bản API đầu tiên, cho phép developer truy cập thông tin bạn bè, ảnh, sự kiện và hồ sơ của người dùng. Điều này đã giúp Facebook trở thành mạng xã hội hàng đầu thế giới.

Giai đoạn 3: API đám mây

Năm 2006, Amazon giới thiệu dịch vụ lưu trữ đơn giản (Amazon S3), đánh dấu một bước ngoặt quan trọng trong lịch sử API. S3 là dịch vụ lưu trữ cơ bản, cho phép truy cập tài nguyên qua API và CLI, đồng thời áp dụng mô hình "trả tiền theo nhu cầu sử dụng" để giúp tổ chức tiết kiệm chi phí. Sáu tháng sau, Amazon ra mắt Amazon Elastic Compute (EC2), giúp nhà phát triển sử dụng API web để triển khai hạ tầng cho thế hệ ứng dụng mới. Cả S3 và EC2 hiện vẫn là những công cụ quan trọng trong phát triển ứng dụng.

Giai đoạn 4: API cho ứng dụng di động

Năm 2007, sự ra đời của iPhone từ Apple và Android từ Google đã thay đổi hoàn toàn cách chúng ta sống, mở ra thời kỳ bùng nổ đầu tư vào các ứng dụng di động dựa trên API.
Ví dụ, Twilio ra mắt nền tảng API-as-a-product vào năm 2007, cho phép developer thực hiện và nhận cuộc gọi từ bất kỳ ứng dụng đám mây nào. Instagram cũng ra mắt ứng dụng chia sẻ ảnh vào tháng 10/2010 và đạt một triệu người dùng chỉ sau 3 tháng. Dù ban đầu không có API, nhưng Instagram đã phát triển API vào năm 2011 để đáp ứng nhu cầu người dùng.

Giai đoạn 5: API cho thiết bị kết nối

Khoảng năm 2010, một số lập trình viên bắt đầu sử dụng API để kết nối các thiết bị hàng ngày như camera, máy điều nhiệt, loa, micro và cảm biến với đám mây. Thế hệ thiết bị mới này, bao gồm Fitbit, Nest và Alexa, có thể gửi và nhận dữ liệu, nội dung, media và các tài nguyên số khác, tiếp tục thay đổi cách chúng ta tương tác với thế giới xung quanh.

3. API hoạt động như thế nào?

API hoạt động bằng cách chia sẻ dữ liệu giữa các ứng dụng, hệ thống và thiết bị thông qua chu trình yêu cầu và phản hồi (request-response cycle). Quá trình này được thực hiện như sau:

3.1. API client (Khách hàng API)

API client là bên bắt đầu "cuộc hội thoại" bằng cách gửi yêu cầu đến máy chủ API (API server).

Cách kích hoạt yêu cầu API: Người dùng có thể gửi yêu cầu API bằng cách nhập từ khóa tìm kiếm hoặc nhấp vào một nút. Yêu cầu API cũng có thể được kích hoạt bởi các sự kiện bên ngoài, như thông báo từ một ứng dụng khác.

3.2. API request (Yêu cầu API)

Yêu cầu API có cấu trúc và hành vi khác nhau tùy vào loại API, nhưng thường bao gồm các thành phần chính sau:

- Endpoint (Điểm cuối): URL cụ thể truy cập vào một tài nguyên. Ví dụ: Endpoint /articles trong một ứng dụng viết blog sẽ xử lý tất cả các yêu cầu liên quan đến bài viết.

- Method (Phương thức): Xác định hành động mà client muốn thực hiện trên tài nguyên. Với REST API, các phương thức HTTP phổ biến bao gồm:

• GET: Lấy dữ liệu

• POST: Tạo dữ liệu mới

• PUT/PATCH: Cập nhật dữ liệu

• DELETE: Xóa dữ liệu

- Parameters (Tham số): Các biến được truyền vào endpoint để cung cấp hướng dẫn cụ thể cho API. Ví dụ: Endpoint /articles có thể chấp nhận tham số topic để trả về bài viết thuộc chủ đề đó.

- Request headers (Tiêu đề yêu cầu): Các cặp key-value cung cấp thêm thông tin, như loại nội dung (Content-Type) hoặc thông tin xác thực (Authorization).

- Request body (Nội dung yêu cầu): Phần chính chứa dữ liệu cần thiết để tạo, cập nhật hoặc xóa tài nguyên. Ví dụ: Khi tạo bài viết mới, body sẽ chứa tiêu đề, nội dung và tác giả của bài viết.

3.3. API server (Máy chủ API)

API server nhận yêu cầu từ client, sau đó thực hiện:

• Xác thực (Authentication): Kiểm tra xem yêu cầu có hợp lệ không.

• Xử lý dữ liệu: Xác minh dữ liệu đầu vào và truy xuất hoặc thao tác dữ liệu theo yêu cầu.

3.4. API response (Phản hồi API)

Cuối cùng, máy chủ API gửi phản hồi lại cho client. Phản hồi này bao gồm:

- Status code (Mã trạng thái): Mã HTTP ba chữ số chỉ kết quả của yêu cầu, ví dụ:

• 200 OK: Thành công trả về dữ liệu.

• 201 Created: Tài nguyên mới được tạo thành công.

• 404 Not Found: Không tìm thấy tài nguyên.

- Response headers (Tiêu đề phản hồi): Cung cấp thông tin thêm về phản hồi, giống như request headers.

- Response body (Nội dung phản hồi): Chứa dữ liệu hoặc thông báo lỗi từ máy chủ.

Ví dụ: Hãy tưởng tượng API giống như một nhà hàng:

• Khách hàng: Người dùng, đưa ra yêu cầu (đặt món ăn).

• Người phục vụ: API client, nhận yêu cầu từ khách và truyền tải cho bếp với mã hoặc ký hiệu mà bếp hiểu.

• Nhà bếp: API server, chế biến món ăn theo yêu cầu và gửi lại cho người phục vụ.

• Khách hàng: Nhận được món ăn từ người phục vụ, tương ứng với dữ liệu hoặc nội dung mong muốn từ API.

Metaphor này giúp bạn hình dung rõ ràng hơn về cách API hoạt động trong việc kết nối và truyền tải dữ liệu.

4. Lợi ích của API là gì?

API giúp kết nối các hệ thống phần mềm, ứng dụng và thiết bị bằng cách cho phép chúng giao tiếp với nhau. Điều này mang lại nhiều lợi ích, từ cải thiện trải nghiệm người dùng đến tăng hiệu quả kinh doanh. Một số lợi ích phổ biến của API bao gồm:

• Tự động hóa (Automation): API có thể tự động hóa các công việc lặp đi lặp lại và tốn thời gian, giúp con người tập trung vào các nhiệm vụ phức tạp hơn. Điều này cải thiện năng suất, đặc biệt là đối với các nhà phát triển và người kiểm thử phần mềm.

• Đổi mới sáng tạo (Innovation): Các API công khai (public API) có thể được sử dụng bởi các nhóm kỹ thuật bên ngoài, khuyến khích đổi mới và tăng tốc phát triển bằng cách tái sử dụng các tính năng hiện có để tạo ra các trải nghiệm số mới.

• Bảo mật (Security): API cung cấp thêm một lớp bảo vệ chống lại các truy cập trái phép bằng cách yêu cầu xác thực (authentication) và ủy quyền (authorization) cho mọi yêu cầu truy cập dữ liệu nhạy cảm.

• Tiết kiệm chi phí (Cost efficiency): API cung cấp quyền truy cập vào các công cụ và hạ tầng của bên thứ ba, giúp doanh nghiệp tránh được chi phí xây dựng các hệ thống phức tạp nội bộ.

5. Các loại API khác nhau là gì?

Có nhiều cách để phân loại API, nhưng một trong những cách phổ biến nhất là dựa trên phạm vi truy cập. Dưới đây là các loại API chính:

5.1. API riêng tư (Private APIs)

Còn được gọi là API nội bộ, chỉ được sử dụng để kết nối các thành phần phần mềm trong một tổ chức duy nhất và không dành cho bên thứ ba.

Ví dụ: Một ứng dụng mạng xã hội có thể có một API riêng để xử lý quy trình đăng nhập, một API khác để quản lý nguồn cấp dữ liệu (feed), và một API nữa để hỗ trợ giao tiếp giữa người dùng. Một ứng dụng có thể chứa hàng chục, thậm chí hàng trăm API riêng tư như vậy.

5.2. API công khai (Public APIs)

API công khai cho phép truy cập vào dữ liệu, chức năng hoặc dịch vụ của một tổ chức, giúp các lập trình viên bên thứ ba tích hợp chúng vào ứng dụng của họ.

Một số API công khai miễn phí, trong khi số khác được cung cấp dưới dạng sản phẩm trả phí.

Ví dụ: Một ứng dụng thương mại điện tử có thể sử dụng API thanh toán công khai như Paypal để xử lý thanh toán mà không cần tự xây dựng chức năng đó từ đầu.

5.3. API đối tác (Partner APIs)

API đối tác cho phép hai hoặc nhiều công ty chia sẻ dữ liệu hoặc chức năng để hợp tác trong một dự án.

Những API này không công khai và thường sử dụng cơ chế xác thực để đảm bảo chỉ những đối tác được ủy quyền mới có thể sử dụng.

Việc sử dụng đúng loại API tùy thuộc vào mục đích, đối tượng người dùng và mức độ bảo mật cần thiết của tổ chức.

6. Các kiểu kiến trúc API phổ biến nhất

API cũng có thể được phân loại theo kiểu kiến trúc của chúng, với nhiều phong cách khác nhau. Dưới đây là các kiểu kiến trúc API được sử dụng phổ biến nhất:

6.1. REST

REST (Representational State Transfer) là kiểu kiến trúc API phổ biến nhất để truyền dữ liệu qua internet. Trong ngữ cảnh RESTful:

- Tài nguyên (resources): Có thể truy cập qua các endpoint (điểm cuối).

- Hoạt động trên tài nguyên: Được thực hiện bằng các phương thức HTTP chuẩn như:

• GET: Lấy dữ liệu

• POST: Tạo dữ liệu mới

• PUT: Cập nhật dữ liệu

• DELETE: Xóa dữ liệu

6.2. SOAP

SOAP (Simple Object Access Protocol) sử dụng XML để truyền các thông điệp có cấu trúc cao giữa client và server. SOAP thường được sử dụng trong:

• Môi trường doanh nghiệp hoặc hệ thống cũ (legacy systems).

• Ưu điểm: Bao gồm các tính năng bảo mật nâng cao.

• Nhược điểm: Có thể chậm hơn so với các kiểu kiến trúc API khác.

6.3. GraphQL

GraphQL là ngôn ngữ truy vấn mã nguồn mở, cho phép client:

• Tương tác với một endpoint duy nhất để lấy chính xác dữ liệu cần thiết, thay vì phải gửi nhiều yêu cầu liên tiếp.

• Ưu điểm:

• Giảm số lượng yêu cầu giữa client và server (round trips).

• Rất hữu ích cho các ứng dụng chạy trên kết nối mạng chậm hoặc không ổn định.

6.4. Webhooks

Webhooks được sử dụng để triển khai kiến trúc dựa trên sự kiện (event-driven architecture).

- Cách hoạt động:

• Khi một sự kiện xảy ra trong ứng dụng (ví dụ: thanh toán thành công), ứng dụng sẽ tự động gửi một yêu cầu HTTP tới URL webhook đã được cấu hình trước.

• Payload yêu cầu chứa dữ liệu sự kiện liên quan.

- Ứng dụng: Hệ thống nhận webhook sẽ xử lý sự kiện và thực hiện hành động phù hợp.

6.5. gRPC

gRPC (Google Remote Procedure Call) là một kiểu kiến trúc được Google phát triển.

- Cách hoạt động: Cho phép client gọi server giống như gọi một đối tượng cục bộ.

- Ưu điểm:

• Dễ dàng giao tiếp giữa các ứng dụng và hệ thống phân tán.

• Tối ưu hóa hiệu năng cho các hệ thống phức tạp và yêu cầu tốc độ cao.

Mỗi kiểu kiến trúc có ưu, nhược điểm riêng và phù hợp với các tình huống sử dụng khác nhau, tùy thuộc vào yêu cầu của ứng dụng hoặc hệ thống.

7. Một số trường hợp sử dụng phổ biến của API

API rất đa năng và hỗ trợ nhiều trường hợp sử dụng, bao gồm:

7.1. Tích hợp với hệ thống nội bộ và bên ngoài

- Ứng dụng phổ biến: Kết nối các hệ thống khác nhau để làm việc cùng nhau.

- Ví dụ:

• Tích hợp hệ thống quản lý quan hệ khách hàng (CRM) với hệ thống tự động hóa tiếp thị.

• Khi nhân viên bán hàng thêm một khách hàng tiềm năng mới vào CRM, hệ thống tự động gửi email tiếp thị đến khách hàng đó thông qua API.

7.2. Thêm hoặc nâng cao chức năng

- Lợi ích: Cải thiện trải nghiệm của khách hàng bằng cách bổ sung chức năng mới.

- Ví dụ: Trong ứng dụng giao đồ ăn, bạn có thể tích hợp API bản đồ của bên thứ ba để khách hàng theo dõi đơn hàng khi đang vận chuyển.

7.3. Kết nối thiết bị IoT (Internet of Things)

- Tầm quan trọng: API là yếu tố cốt lõi của hệ sinh thái IoT.

- Ví dụ: Đồng hồ thông minh, máy theo dõi sức khỏe, chuông cửa thông minh, và thiết bị gia dụng cần API để kết nối với đám mây hoặc với nhau.

- Hệ quả nếu không có API: Các thiết bị này sẽ không thể hoạt động hiệu quả hoặc trở nên vô dụng.

7.4. Xây dựng hệ thống có khả năng mở rộng tốt hơn

- Ứng dụng: API giúp triển khai kiến trúc microservice, nơi ứng dụng được chia thành các dịch vụ nhỏ giao tiếp với nhau thông qua API riêng tư.

- Lợi ích: Các microservice này được quản lý, triển khai và mở rộng độc lập, cho phép các nhóm phát triển hệ thống một cách đáng tin cậy và tiết kiệm chi phí.

7.5. Giảm chi phí

- Cách thức:

• Tự động hóa các tác vụ tốn thời gian như gửi email, tạo báo cáo, và chia sẻ dữ liệu giữa các hệ thống.

• Tái sử dụng chức năng hiện có thông qua API thay vì xây dựng từ đầu.

- Kết quả: Giảm chi phí vận hành và phát triển.

7.6. Cải thiện bảo mật và quản trị tổ chức

- Ứng dụng bảo mật: API hỗ trợ các luồng công việc quan trọng như đăng nhập một lần (SSO), cho phép người dùng sử dụng một tài khoản duy nhất để truy cập nhiều hệ thống.

- Ứng dụng quản trị: API giúp tự động hóa và thực thi các quy tắc, chính sách của tổ chức, chẳng hạn như yêu cầu phê duyệt chi phí trước khi hoàn lại cho nhân viên.

8. Một số ví dụ thực tế về API

Dưới đây là một số ví dụ thực tế về API được các công ty lớn công khai thông qua các nền tảng như Postman Public API Network, nơi hỗ trợ cộng đồng hơn 35 triệu nhà phát triển:

8.1. Salesforce

- Ngành: Quản lý quan hệ khách hàng (CRM).

- Chức năng của API:

• Kết nối với các công cụ Salesforce Clouds và sản phẩm.

• Hỗ trợ nhà phát triển xây dựng tích hợp để tìm kiếm, quản lý khách hàng, đóng giao dịch và cung cấp dịch vụ ở quy mô lớn.

8.2. Notion

- Ngành: Ứng dụng ghi chú và quản lý công việc.

- Chức năng của API:

• Kết nối và tự động hóa các tác vụ trong Notion.

• Cung cấp bộ công cụ dễ sử dụng giúp nhà phát triển tích hợp API Notion một cách hiệu quả.

8.3. Discord

- Ngành: Mạng xã hội giao tiếp qua giọng nói, video, và tin nhắn.

- Chức năng của API:

• Xây dựng các ứng dụng Discord để tùy chỉnh máy chủ.

• Hỗ trợ chia sẻ file, quản lý người dùng, và tạo trải nghiệm độc đáo cho cộng đồng

8.4. Pinterest

- Ngành: Chia sẻ hình ảnh và tạo cảm hứng.

- Chức năng của API:

• Hỗ trợ các nhà phát triển mở rộng phạm vi ứng dụng của Pinterest.

• Tạo các tích hợp như hiển thị hình ảnh liên quan đến sở thích hoặc xây dựng các ứng dụng giúp người dùng kết nối dễ dàng hơn.

9. Các câu hỏi phổ biến khác về API

Ai làm việc với API?

-> Không chỉ các nhà phát triển, các chuyên gia khác như quản lý sản phẩm, nhà phân tích kinh doanh, và nhân viên hỗ trợ khách hàng cũng sử dụng API trong công việc.

Ngành nào sử dụng API?

• Công nghệ: Xây dựng ứng dụng và dịch vụ số.

• Tài chính: Hỗ trợ giao dịch và tích hợp ngân hàng.

• Y tế: Quản lý và bảo mật dữ liệu bệnh nhân.

Chiến lược API-first là gì?

• API-first: Cách phát triển phần mềm dựa trên việc thiết kế và xây dựng các dịch vụ thông qua API ngay từ đầu.

• Lợi ích: Nâng cao chất lượng, bảo mật và hiệu suất của ứng dụng.

Các công cụ hỗ trợ xây dựng API?

• Quản lý mã nguồn: GitHub, BitBucket.

• Tự động hóa: Jenkins, CircleCI.

• Nền tảng API: Postman giúp thiết kế, phát triển, kiểm tra, và triển khai API một cách dễ dàng.

Sự khác biệt giữa SOAP API và REST API?

• SOAP: Dùng XML, bảo mật cao, phù hợp với hệ thống doanh nghiệp.

• REST: Dùng JSON, nhẹ hơn và dễ tích hợp hơn, phổ biến hơn cho các ứng dụng hiện đại.

Sự khác biệt giữa API và webhook?

• API: Dựa trên mô hình yêu cầu-phản hồi (request-response).

• Webhook: Hoạt động dựa trên sự kiện, tự động gửi yêu cầu khi một sự kiện cụ thể xảy ra, giảm thiểu việc polling server.

Sự khác biệt giữa kiến trúc SOA và microservice?

• SOA: Dùng Enterprise Service Bus (ESB) để quản lý dịch vụ. Thường sử dụng SOAP.

• Microservice: Giao tiếp thông qua API, sử dụng các giao thức nhẹ như REST. Từng dịch vụ độc lập, linh hoạt và dễ mở rộng.

Lời kết

API không chỉ là cầu nối giữa các ứng dụng mà còn là nền tảng thúc đẩy sự đổi mới và phát triển công nghệ. Từ việc hỗ trợ các lập trình viên trong việc xây dựng phần mềm, tối ưu hóa trải nghiệm người dùng, đến việc giúp các doanh nghiệp tiết kiệm chi phí và tăng cường hiệu quả vận hành, API đã và đang đóng vai trò then chốt trong hệ sinh thái công nghệ hiện đại. VietnamWorks inTECH hy vọng rằng bài viết này đã cung cấp cho bạn cái nhìn toàn diện về API và tiềm năng vô hạn mà nó mang lại.

VietnamWorks inTECH