在這個數(shù)字時代，我們的日常生活中充斥著各種應(yīng)用程序和系統(tǒng)之間的交互。無論是社交媒體、在線購物還是智能家居設(shè)備，它們都需要通過API（應(yīng)用程序接口）來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸和通信。然而，這些看似簡單的操作背后隱藏著復(fù)雜的協(xié)議。

API協(xié)議包含了一組規(guī)則和標(biāo)準(zhǔn)，用于定義不同系統(tǒng)之間如何進行通信和共享數(shù)據(jù)。它們充當(dāng)了不同應(yīng)用程序之間的橋梁，使它們能夠相互理解和交流。API協(xié)議的設(shè)計和實現(xiàn)需要考慮到安全性、可靠性和效率等因素，以確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確傳輸和系統(tǒng)的正常運行。

為了深入了解API的世界，這里對10個常見的API協(xié)議設(shè)計進行了梳理。

1.REST

REST 是現(xiàn)代 web 開發(fā)中最流行的 API 開發(fā)技術(shù)。它為數(shù)據(jù)傳輸提供了一種無狀態(tài)的體系結(jié)構(gòu)?？蛻舳苏埱蟀瑵M足請求所需的所有詳細(xì)信息，而服務(wù)器不保留客戶端的狀態(tài)。

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在RESTful API中，每個資源都可以通過唯一的URL進行標(biāo)識和訪問?？蛻舳丝梢酝ㄟ^發(fā)送HTTP請求來執(zhí)行各種操作，如獲取資源、創(chuàng)建新資源、更新現(xiàn)有資源或刪除資源。RESTful API的設(shè)計遵循一些基本原則，如資源的表達、客戶端-服務(wù)器架構(gòu)、無狀態(tài)性和緩存等。REST API 支持本地 HTTP 緩存頭，并使用 HTTP 方法(POST、 GET、 PUT、 PATCH 和 DELETE)來操作數(shù)據(jù)。任何人都可以很容易地開始使用 REST，很簡單，而且學(xué)習(xí)曲線平滑。它還具有良好的可讀性和可維護性，因為其使用標(biāo)準(zhǔn)的HTTP方法和狀態(tài)碼來表示不同的操作結(jié)果。

然而，RESTful API也有一些限制。由于其無狀態(tài)性，每次請求都需要包含所有必要的信息，這可能會導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸量較大。隨著應(yīng)用程序的擴展，端點的數(shù)量急劇增加，更新數(shù)據(jù)庫模式或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)也并不容易。此外，對于復(fù)雜的業(yè)務(wù)邏輯，RESTful API可能不夠靈活，需要額外的架構(gòu)和設(shè)計來滿足需求。

如果沒有任何特定的需求，REST 是最好的選擇。例如，如果是開發(fā)新手，那么使用 REST 是完美的匹配，因為它的學(xué)習(xí)曲線比較淺。此外，它還有一個很大的生態(tài)系統(tǒng)，可以很容易地找到任何問題的解決方案。另外，在處理許多請求和有限的帶寬時，最好使用 REST。在這種情況下，可以使用其緩存支持來提高性能。

2. ??????????????

GraphQL 是2015年引入的一種數(shù)據(jù)查詢語言。它允許開發(fā)人員精確定位并獲取他們需要的確切數(shù)據(jù)。與 REST 相比，GraphQL 是一種客戶端驅(qū)動的方法，客戶端可以決定需要什么數(shù)據(jù)、如何獲取數(shù)據(jù)以及格式。它還解決了取得過多和取得不足的問題，因為客戶端可以精確定位所需的數(shù)據(jù)。

對于 API 而言，GraphQL 被視為一種新思路。GraphQL 既是一種用于 API 的查詢語言也是一個滿足你數(shù)據(jù)查詢的運行時環(huán)境。GraphQL 對 API 中的數(shù)據(jù)提供了一套易于理解的完整描述，也讓 API 更容易地隨著時間推移而演進。GitHub 是使用 GraphQL 的最大公司之一。2016年，GitHub 從 REST 轉(zhuǎn)向 GraphQL，極大地促進了 GitHub 的快速增長。關(guān)于 GraphQL 的介紹，網(wǎng)上已經(jīng)有非常多的資料了，這里不再過多描述，具體可以參考 GraphQL.org。

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在 GraphQL 中，類型系統(tǒng)用于描述 GraphQL Server 的能力并用于判斷一個查詢是否有效。類型系統(tǒng)還描述了查詢參數(shù)的輸入類型，并在 GraphQL Runtime 中檢查參數(shù)值的有效性。一個 GraphQL 服務(wù)是通過定義類型和類型上的字段來創(chuàng)建的，然后給每個類型上的每個字段提供解析函數(shù)。例如，在 Github GraphQL Server 中，使用viewer字段來描述當(dāng)前登錄用戶的信息，而viewer的類型為User。一旦啟動某個 GraphQL Server，它就能接受 GraphQL 查詢，并驗證和執(zhí)行該查詢。GraphQL Server 首先會檢查該查詢以確保它只引用了已定義的類型和字段，然后運行指定的解析函數(shù)來生成結(jié)果。

與使用普通的 REST API 相比，強類型系統(tǒng)是 GraphQL 最吸引人的地方之一。GraphQL類型系統(tǒng)是其根基，所有人必須遵守，這就在大家對API接口描述形成統(tǒng)一認(rèn)識上發(fā)揮著重要作用。在 GraphQL 中，GraphQL Runtime 確定 GraphQL Server 可以提供的能力，而消費端具體要獲取哪些數(shù)據(jù)則完全由消費者說了算?？蛻舳耍ㄏM端）可以以更加平等的地位，更加積極地參與到整個的數(shù)據(jù)交互過程。借助于GraphQL的類型系統(tǒng)，客戶端可以更加自由地根據(jù)自己的需求來獲得自己的所需，而無需受到 Server 端的限制。

GraphQL 不但改變了通信雙方的話語權(quán)，還使得客戶端可以精確地預(yù)測服務(wù)端的響應(yīng)。對于 API 的版本控制而言，GraphQL 借鑒了其他語言中的 @deprecated注解。

GraphQL的不足之處在于查詢可能很復(fù)雜，缺乏內(nèi)置的緩存支持。與 REST 相比，學(xué)習(xí) GraphQL 具有一定挑戰(zhàn)性，并且默認(rèn)情況下它不支持文件上傳。

即便如此，在確定是否要使用 GraphQL 技術(shù)時，仍需要做認(rèn)真的分析，且不可為了追新而采用 GraphQL。GraphQL 是查詢具有多條記錄的數(shù)據(jù)庫的極佳選擇。您可以使用 GraphQL 消除數(shù)據(jù)的額外讀取，并且只檢索特定格式的必要數(shù)據(jù)以提高應(yīng)用程序性能。此外，GraphQL 非常適合于需要從多個資源聚合數(shù)據(jù)的情況。當(dāng)不完全理解客戶端如何使用 API 時，也可以使用 GraphQL。使用 GraphQL，不需要事先定義一個嚴(yán)格的契約。相反，可以根據(jù)客戶端反饋逐步構(gòu)建 API。

3. ???????? (google ???????????? ?????????????????? ??????????)

gRPC 是 Google 在2016年引入的開源遠(yuǎn)程過程調(diào)用（RPC）框架，使用 Protocol Buffers（protobuf）作為接口描述語言。它是一個輕量級的解決方案，并使用最少的資源提供最大的性能。

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gRPC 遵循基于契約的通信方法。它要求客戶機和服務(wù)器在開始通信之前都要有契約。GRPC 使用 Protobuf (一種聲明性語言)創(chuàng)建契約，它使用選定的語言為客戶機和服務(wù)器生成兼容的代碼。gRPC 提供了多語言的支持，包括但不限于C++, Java, Python, Go, Node.js等。這使得開發(fā)者可以在不同的語言中構(gòu)建相互兼容的服務(wù)和客戶端。

gRPC 支持4種通信方式：

• 簡單請求/響應(yīng)：客戶端向服務(wù)器發(fā)出單個請求，然后，服務(wù)器發(fā)送單個響應(yīng)。
• 客戶端流式通信：客戶端向服務(wù)器發(fā)送一系列請求，然后發(fā)送消息通知服務(wù)器流已結(jié)束，最后，服務(wù)器發(fā)送一個響應(yīng)。
• 服務(wù)器流式通信：客戶端向服務(wù)器發(fā)出單個請求。然后，服務(wù)器向客戶端發(fā)送一個消息流。
• 雙向流式通信：gRPC 支持雙向流，允許客戶端和服務(wù)器之間同時發(fā)送多個消息。這種雙向通信機制使得 gRPC 非常適合實時應(yīng)用和流式數(shù)據(jù)處理。

gRPC 使用 HTTP/2 作為底層傳輸協(xié)議，帶來了更高的性能和效率。HTTP/2 支持多路復(fù)用、頭部壓縮和二進制傳輸?shù)忍匦?，提高了通信的速度和資源利用率。它以二進制格式序列化數(shù)據(jù)，支持全雙工通信，還能夠進行負(fù)載平衡。gRPC 擁有豐富的生態(tài)系統(tǒng)，包括支持各種語言的庫和工具。它還與 Kubernetes、Envoy、Istio等流行的開源項目集成，提供更全面的解決方案。gRPC

總體而言，gRPC 是一個強大而高效的 RPC 框架，適用于構(gòu)建分布式系統(tǒng)、微服務(wù)架構(gòu)和支持實時通信的應(yīng)用程序。其設(shè)計理念注重性能、可擴展性和跨語言支持，使得它在現(xiàn)代應(yīng)用開發(fā)中得到廣泛應(yīng)用。

4.????????????????

Webhook是一種強大的技術(shù)，它可以實現(xiàn)系統(tǒng)之間的即時更新和通知。通過使用HTTP回調(diào)機制，Webhook能夠確保各個系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)保持同步。

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使用 Webhooks 時，一個應(yīng)用程序（服務(wù)提供者）通常會提供一個注冊接口，讓另一個應(yīng)用程序（服務(wù)消費者）注冊感興趣的事件。注冊成功后，服務(wù)提供者將在相關(guān)事件發(fā)生時向服務(wù)消費者提供的回調(diào)地址發(fā)送 HTTP 請求，以觸發(fā)相應(yīng)的動作。

Webhook的工作原理很簡單。當(dāng)某個事件發(fā)生時，例如用戶提交表單、發(fā)布新的文章或更新數(shù)據(jù)庫，服務(wù)器會向預(yù)先定義的URL發(fā)送一個HTTP POST請求。這個URL可以是第三方應(yīng)用程序的API端點，也可以是自己搭建的服務(wù)器。在接收到請求后，服務(wù)器會執(zhí)行相應(yīng)的邏輯，并將結(jié)果通過HTTP響應(yīng)返回給調(diào)用方。

通過這種方式，Webhook實現(xiàn)了系統(tǒng)之間的實時通信和數(shù)據(jù)同步。它消除了輪詢和定期請求的需求，減少了網(wǎng)絡(luò)流量和延遲。同時，Webhook還具有高度的可擴展性和靈活性，可以適應(yīng)各種不同的應(yīng)用場景。無論是開發(fā)電子商務(wù)網(wǎng)站、社交應(yīng)用還是物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，Webhook都是一個非常有用的工具。

5. 服務(wù)端的事件發(fā)送——??????(????????????-???????? ???????????? )

SSE是一種基于HTTP的通信協(xié)議，它允許服務(wù)器向客戶端推送實時更新的數(shù)據(jù)。與傳統(tǒng)的輪詢或長輪詢不同，SSE通過建立持久的連接來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向通信。一旦連接建立，服務(wù)器就可以通過該連接將數(shù)據(jù)推送到客戶端，而無需客戶端再次發(fā)起請求。例如，客戶端首先發(fā)送一個HTTP GET請求到服務(wù)器，以建立持久的連接。然后，服務(wù)器會保持該連接打開，并隨時將新的數(shù)據(jù)推送到客戶端?？蛻舳丝梢酝ㄟ^解析服務(wù)器發(fā)送的事件流來實時顯示或處理這些數(shù)據(jù)。對基于Web的應(yīng)用而言， 瀏覽器對SSE的支持如下：

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由于SSE是基于HTTP協(xié)議的，因此它可以與各種編程語言和平臺兼容。無論是JavaScript、Python還是Java，都可以通過相應(yīng)的庫或框架來使用SSE。此外，SSE還具有良好的可擴展性和性能優(yōu)勢，適用于處理大量的實時數(shù)據(jù)更新。

使用Server-Sent Events (SSE)，可以體驗到實時數(shù)據(jù)更新的便捷性，這種輕量級協(xié)議非常適合用于傳輸動態(tài)內(nèi)容和即時信息。無論是開發(fā)實時聊天應(yīng)用、新聞聚合網(wǎng)站還是監(jiān)控儀表盤，SSE都是一個非常有用的工具。

6. EDI（???????????????????? ???????? ??????????????????????)

???????????????????? ???????? ?????????????????????? (??????) 是一個用于交換商業(yè)文檔的標(biāo)準(zhǔn)。它通過規(guī)范文檔的結(jié)構(gòu)和內(nèi)容，使得不同系統(tǒng)之間能夠更順暢地交換業(yè)務(wù)信息, 也就是說，規(guī)范了API 通信內(nèi)容的格式。通過使用??????標(biāo)準(zhǔn)，企業(yè)可以簡化業(yè)務(wù)流程，提高自動化程度，并降低交易成本。

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EDI可以通過API來實現(xiàn)互操作性。EDI將企業(yè)間的商業(yè)文檔轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)格式，這些數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換為其他應(yīng)用程序所需的數(shù)據(jù)格式。EDI可以將企業(yè)間的商業(yè)文檔與企業(yè)內(nèi)部的數(shù)據(jù)進行集成，而API可以將不同應(yīng)用程序之間的數(shù)據(jù)進行集成，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享和流通。EDI可以自動處理商業(yè)文檔，通過API可以自動處理應(yīng)用程序之間的數(shù)據(jù)交換和通信，從而實現(xiàn)業(yè)務(wù)流程的自動化。

對信息安全而言，EDI可以使用加密和數(shù)字證書等安全措施，而API可以使用訪問控制和身份驗證等安全措施，從而保障信息的安全性。同時I可以通過數(shù)據(jù)分析來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的挖掘和分析。EDI可以將企業(yè)間的商業(yè)文檔進行匯總和分析，并且以API將不同應(yīng)用程序之間的數(shù)據(jù)進行匯總和分析，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)的挖掘和分析。

7. 面向API 的事件驅(qū)動設(shè)計

"Event-Driven Architecture (EDA)" 指的是事件驅(qū)動架構(gòu)，在API的領(lǐng)域中，表示為API而設(shè)計的事件驅(qū)動架構(gòu)。

事件驅(qū)動架構(gòu)強調(diào)系統(tǒng)中各個組件之間通過事件進行通信和協(xié)作。在這種架構(gòu)中，組件可以是獨立的服務(wù)、模塊、或者整個系統(tǒng)。事件是系統(tǒng)中發(fā)生的事情，可能是狀態(tài)變化、用戶動作、外部觸發(fā)等。當(dāng)事件發(fā)生時，系統(tǒng)中的組件可以發(fā)布（或廣播）該事件，同時對該事件感興趣的其他組件可以訂閱這些事件并做出響應(yīng)。

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Event-Driven Architecture 將事件驅(qū)動的思想應(yīng)用于API設(shè)計和交互。這種架構(gòu)風(fēng)格在處理異步、分布式、和實時性要求較高的應(yīng)用中非常有用。這一架構(gòu)強調(diào)了通過事件的發(fā)布和訂閱機制實現(xiàn) API 組件之間的松散耦合。API 組件可以是生產(chǎn)者（發(fā)布事件的組件）或消費者（訂閱并響應(yīng)事件的組件）。DA使得 API 的通信變得異步化，允許組件在不直接等待響應(yīng)的情況下繼續(xù)執(zhí)行。這有助于提高系統(tǒng)的性能和可伸縮性。

事件驅(qū)動的架構(gòu)適用于需要實時性響應(yīng)的場景，例如實時數(shù)據(jù)更新、通知推送等。通過事件分發(fā)機制，系統(tǒng)可以更即時地響應(yīng)發(fā)生的變化。事件驅(qū)動的特性有助于微服務(wù)之間的通信和協(xié)作。一般地，API 網(wǎng)關(guān)可以充當(dāng)事件的分發(fā)者，負(fù)責(zé)將事件發(fā)送到相應(yīng)的訂閱者。這有助于集中管理事件的流向和處理。通過使用事件來驅(qū)動 API 的交互，系統(tǒng)能夠更好地適應(yīng)動態(tài)變化和不同組件之間的異步通信需求。

8. ????????????????????

WebSocket 實現(xiàn)了客戶端和服務(wù)器之間的雙向通信，為雙方提供了一種實時而高效的交互方式。通過 WebSocket，客戶端和服務(wù)器之間可以建立持久性的連接，使得雙方可以在任何時候都能夠發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。這種雙向通信機制極大地拓展了傳統(tǒng)的請求-響應(yīng)模型，為開發(fā)者提供了更靈活、更即時的交互手段。

WebSocket 協(xié)議通過在客戶端和服務(wù)器之間創(chuàng)建一個持久性連接，允許雙方通過單個socket進行實時通信。與傳統(tǒng)的 HTTP 請求-響應(yīng)模型不同，WebSocket 不需要在每次通信時都建立新的連接，從而減少了通信的開銷和延遲。這對于實時應(yīng)用程序、在線游戲、聊天應(yīng)用等場景非常有益。

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在 WebSocket 中，客戶端和服務(wù)器之間的通信基于事件。一旦連接建立，任何一方都可以異步地發(fā)送消息給對方，而對方也能夠立即接收并響應(yīng)。這種實時的雙向通信機制極大地提高了應(yīng)用程序的交互性，使得用戶能夠在無感知延遲的情況下享受到更加流暢的應(yīng)用體驗。

總體而言，WebSocket 的引入使得 Web 應(yīng)用程序在處理實時數(shù)據(jù)、推送通知和建立互動性方面取得了顯著的進步。通過 WebSocket，客戶端和服務(wù)器之間的雙向通信成為現(xiàn)代 Web 應(yīng)用中不可或缺的一部分，為開發(fā)者提供了更多創(chuàng)造性和實時性的可能性。

9.簡單對象訪問協(xié)議（SOAP）

SOAP 是 Web 服務(wù)的通信協(xié)議, 定義了 Web service 消息的格式。SOAP 編碼用于告知 SOAP 運行時環(huán)境如何從 Java 等數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為 SOAP XML。

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XML的可讀性和可擴展性使得SOAP能夠靈活地適應(yīng)不同的應(yīng)用場景，常見的 Web 服務(wù)規(guī)范包括：

• Web 服務(wù)安全性（WS 安全性）：通過叫做"令牌"的唯一標(biāo)識符，實現(xiàn)消息安全防護和傳輸方式的標(biāo)準(zhǔn)化。
• WS-Reliable Messaging：標(biāo)準(zhǔn)化了在不可靠的 IT 基礎(chǔ)架構(gòu)間傳輸消息的錯誤處理方式。
• Web 服務(wù)尋址（WS 尋址）：將路由信息打包為 SOAP 標(biāo)頭中的元數(shù)據(jù)，而不是在網(wǎng)絡(luò)深處維護此類信息。
• Web 服務(wù)描述語言（WSDL）：描述 Web 服務(wù)的功能以及該服務(wù)的工作起點和終點。

SOAP 是協(xié)議獨立的，可以在各種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議上運行，如HTTP、SMTP等。最常見的是在HTTP上使用SOAP，將SOAP消息封裝在HTTP協(xié)議中進行傳輸。SOAP 和 WSDL 指示 Web 服務(wù)及其客戶端之間的通信。SOAP支持多種消息交互模式，包括單向消息、請求-響應(yīng)模式和異步消息。這使得它適用于不同的應(yīng)用場景，從簡單的數(shù)據(jù)查詢到復(fù)雜的業(yè)務(wù)流程。

SOAP消息的傳輸可以使用安全協(xié)議，如HTTPS，以確保在網(wǎng)絡(luò)上傳輸時的機密性和完整性。此外，SOAP還可以與其他安全標(biāo)準(zhǔn)（如WS-Security）結(jié)合使用，提供更高級的安全性支持。

10. ?????????????? ?????????????? ?????????????????? ?????????????????? (????????)

MQTT 是一種輕量級的、開放的消息隊列傳輸協(xié)議，設(shè)計用于在低帶寬、高延遲或不穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中進行設(shè)備間通信。其設(shè)計注重資源效率，使其成為在受限環(huán)境中運行的設(shè)備和應(yīng)用程序的理想選擇。其協(xié)議頭部較小，通信開銷較小，適用于嵌入式系統(tǒng)和移動設(shè)備。

“ MQTT”中的“ MQ”是從 IBM 的 MQ (當(dāng)時稱為 MQSeries)產(chǎn)品線派生出來的，其中 MQ 代表“消息隊列”。然而，盡管名稱如此，該協(xié)議并不使用消息隊列; 相反，它提供發(fā)布-訂閱消息: 設(shè)備在特定主題上發(fā)布消息，所有訂閱該主題的設(shè)備都接收該消息。它的主要應(yīng)用包括向控制輸出發(fā)送消息，以及從傳感器節(jié)點讀取和發(fā)布數(shù)據(jù)。

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MQTT 提供不同的服務(wù)質(zhì)量（Quality of Service，QoS）級別，以滿足不同應(yīng)用場景的需求。QoS級別包括至多一次（At most once）、至少一次（At least once）和只有一次（Exactly once）。

MQTT 支持持久性會話。客戶端可以選擇創(chuàng)建持久性會話，使得在客戶端斷開連接后，服務(wù)器能夠保留其訂閱信息。這有助于確?？蛻舳嗽谥匦逻B接時能夠接收到之前錯過的消息。
MQTT 支持基本的身份驗證和傳輸層安全性，但通常需要與其他安全機制結(jié)合使用，例如TLS/SSL。

總之，MQTT 是一種靈活、輕量級且易于實現(xiàn)的可靠而高效協(xié)議，特別適用于需要實時、可靠通信的物聯(lián)網(wǎng)和嵌入式系統(tǒng)。