API-Design
Praxishandbuch für Java- und Webservice-Entwickler
3rd Edition
Published on 25. March 2025
413 pages
978-3-98890-232-0 (ISBN)
Available for download
Description
Schnittstellen-Know-how für die Programmierung
- Das Standardwerk zur API-Programmierung
- Effektive APIs entwerfen
- APIs für professionelle Projekte entwickeln
Application Programming Interfaces (APIs) sind allgegenwärtig, denn Softwareentwickler benutzen sie nicht nur ständig, sondern entwerfen sie häufig auch. Dieses Buch bietet erstmals eine umfassende Anleitung für das vielfältige Thema API-Design.
Neben theoretischen Konzepten werden zahlreiche praktische Hinweise und Programmbeispiele für Java-APIs gegeben. Remote APIs in Form von RESTful HTTP, GraphQL und Messaging, die für moderne Webanwendungen und andere verteilte Systeme enorm wichtig sind, spielen in diesem Buch ebenfalls eine zentrale Rolle.
Aus dem Inhalt:
- Entwurf leicht benutzbarer APIs
- Kompatibilität und Versionierung
- Objektkollaboration, Fluent APIs und Thread-Sicherheit
- Dokumentation
- Skalierbarkeit, Caching
- API-Management
Nach der erfolgreichen Lektüre dieses Buches kennen Sie die Grundlagen von APIs und sind in der Lage, objektorientierte APIs für Softwarekomponenten und Remote APIs für verteilte Systeme zu entwerfen.
In der dritten Auflage sind u. a. der API-first-Ansatz und Sicherheitsthemen wie Authentifizierung, API-Keys, Distributed Denial of Service (DDos) und Injection-Angriffe hinzugekommen.
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Person
Kai Spichale verantwortet die strategische und technische Weiterentwicklung digitaler Plattformen und leitet ein Team in einem internationalen IT-Unternehmen. Dabei trägt er die Verantwrtung für Plattformen, die auf einer Kombination aus Cloud-Lösungen und maßgeschneiderten Diensten basieren. Nach seinem Studium am Hasso-Plattner-Institut sammelte er umfangreiche Erfahrungen als Softwarearchitekt und IT-Berater. Sein technologischer Fokus liegt auf modernen Architekturansätzen, API-Design und Datenbanktechnologien. Kai Spichale lebt mit seiner Familie in Berlin.
Content
- Cover
- Titel
- Impressum
- Widmung
- Inhaltsübersicht
- Inhaltsverzeichnis
- Teil I Grundlagen
- 1 Application Programming Interfaces - eine Einführung
- 1.1 Eine kurze Geschichte der APIs
- 1.2 Web-APIs ab dem Jahr 2000
- 1.3 API-Definition
- 1.4 Vorteile einer API
- 1.5 Nachteile einer API
- 1.6 API als Produkt
- 1.7 Welche Strategien verfolgen Unternehmen mit APIs?
- 1.8 API-first-Ansatz
- 1.9 Zusammenfassung
- 2 Qualitätsmerkmale
- 2.1 Allgemeine Qualitätsmerkmale
- 2.2 Benutzbarkeit
- 2.2.1 Konsistent
- 2.2.2 Intuitiv verständlich
- 2.2.3 Dokumentiert
- 2.2.4 Einprägsam und leicht zu lernen
- 2.2.5 Lesbaren Code fördernd
- 2.2.6 Schwer falsch zu benutzen
- 2.2.7 Minimal
- 2.2.8 Stabil
- 2.2.9 Einfach erweiterbar
- 2.3 Konnaszenz
- 2.4 Zusammenfassung
- 3 Allgemeines Vorgehen beim API-Design
- 3.1 Überblick
- 3.2 Heuristiken und Trade-offs
- 3.3 Anforderungen herausarbeiten
- 3.4 Wenn Use Cases nicht ausreichen
- 3.5 Entwurf mit Szenarien und Codebeispielen
- 3.6 Spezifikation erstellen
- 3.7 Reviews und Feedback
- 3.8 Wiederverwendung
- 3.9 Zusammenfassung
- Teil II Java-APIs
- 4 Ausprägungen
- 4.1 Implizite Objekt-API
- 4.2 Utility-Bibliothek
- 4.3 Service
- 4.4 Framework
- 4.5 Eine Frage der Priorität
- 4.6 Zusammenfassung
- 5 Grundlagen für Java-APIs
- 5.1 Auswahl passender Namen
- 5.1.1 Klassennamen
- 5.1.2 Methodennamen
- 5.1.3 Parameternamen
- 5.1.4 Ubiquitäre Sprache
- 5.1.5 Fazit
- 5.2 Effektiver Einsatz von Typen
- 5.2.1 Semantischen Vertrag minimieren
- 5.2.2 Semantische Verletzung der Datenkapselung vermeiden
- 5.2.3 Werden Namen überschätzt?
- 5.2.4 Fazit
- 5.3 Techniken für Objektkollaboration
- 5.3.1 Tell, Don't Ask
- 5.3.2 Command/Query Separation
- 5.3.3 Law of Demeter
- 5.3.4 Platzierung von Methoden
- 5.3.5 Fazit
- 5.4 Jigsaw-Module
- 5.5 Minimale Sichtbarkeit
- 5.5.1 Jigsaw-Module
- 5.5.2 Packages
- 5.5.3 Klassen
- 5.5.4 Methoden
- 5.5.5 Felder
- 5.5.6 Fazit
- 5.6 Optionale Hilfsmethoden
- 5.6.1 Komfort
- 5.6.2 Utility-Klassen
- 5.6.3 Fazit
- 5.7 Optionale Rückgabewerte
- 5.7.1 Ad-hoc-Fehlerbehandlung
- 5.7.2 Null-Objekte
- 5.7.3 Verwendung der Klasse java.util.Optional
- 5.7.4 Fazit
- 5.8 Exceptions
- 5.8.1 Ausnahmesituationen
- 5.8.2 Checked Exception versus Unchecked Exception
- 5.8.3 Passende Abstraktionen
- 5.8.4 Dokumentation von Exceptions
- 5.8.5 Vermeidung von Exceptions
- 5.8.6 Fazit
- 5.9 Objekterzeugung
- 5.9.1 Erzeugungsmuster der GoF
- 5.9.2 Statische Factory-Methode
- 5.9.3 Builder mit Fluent Interface
- 5.9.4 Praktische Anwendung der Erzeugungsmuster
- 5.9.5 Fazit
- 5.10 Vererbung
- 5.10.1 Ansätze zum Einsatz von Vererbung
- 5.10.2 Stolperfallen bei Vererbung
- 5.10.3 Bedeutung für API-Design
- 5.10.4 Fazit
- 5.11 Interfaces
- 5.11.1 Typen nachrüsten
- 5.11.2 Unterstützung für nicht triviale Interfaces
- 5.11.3 Markierungsschnittstellen
- 5.11.4 Funktionale Interfaces
- 5.11.5 Fazit
- 5.12 Zusammenfassung
- 6 Fortgeschrittene Techniken für Java-APIs
- 6.1 Fluent Interface
- 6.1.1 DSL-Grammatik
- 6.1.2 Schachteln versus Verketten
- 6.1.3 Fluent Interface von jOOQ
- 6.1.4 Ist der Aufwand gerechtfertigt?
- 6.1.5 Fazit
- 6.2 Template-Methoden
- 6.2.1 API versus SPI
- 6.2.2 Erweiterbare Parameter
- 6.2.3 Fazit
- 6.3 Callbacks
- 6.3.1 Synchrone Callbacks
- 6.3.2 Asynchrone Callbacks
- 6.3.3 Fazit
- 6.4 Annotationen
- 6.4.1 Auswertung zum Kompilierzeitpunkt
- 6.4.2 Auswertung zur Laufzeit
- 6.4.3 Fazit
- 6.5 Wrapper-Interfaces
- 6.5.1 Proxy
- 6.5.2 Adapter
- 6.5.3 Fassade
- 6.5.4 Fazit
- 6.6 Immutability
- 6.6.1 Wiederverwendung
- 6.6.2 Threadsicherheit
- 6.6.3 Einfachheit
- 6.6.4 Umsetzung
- 6.6.5 Automatische Überprüfung mit dem Mutability Detector
- 6.6.6 Codegenerierung mit Immutables
- 6.6.7 Fazit
- 6.7 Threadsichere APIs
- 6.7.1 Vorteile
- 6.7.2 Nachteile
- 6.7.3 Was bedeutet Threadsicherheit?
- 6.7.4 Fazit
- 6.8 Zusammenfassung
- 7 Kompatibilität von Java-APIs
- 7.1 Kompatibilitätsstufen
- 7.1.1 Codekompatibilität
- 7.1.2 Binäre Kompatibilität
- 7.1.3 Funktionale Kompatibilität
- 7.2 Verwandtschaftsbeziehungen
- 7.3 Design by Contract
- 7.4 Codeänderungen
- 7.4.1 Package-Änderungen
- 7.4.2 Interface-Änderungen
- 7.4.3 Klassenänderungen
- 7.4.4 Spezialisierung von Rückgabetypen
- 7.4.5 Generalisierung von Parametertypen
- 7.4.6 Generics
- 7.4.7 Ausnahmen
- 7.4.8 Statische Methoden und Konstanten
- 7.5 Praktische Techniken für API-Änderungen
- 7.6 Test Compatibility Kit
- 7.7 Zusammenfassung
- Teil III Remote-APIs
- 8 Grundlagen RESTful HTTP
- 8.1 REST versus HTTP
- 8.2 REST-Grundprinzipien
- 8.3 Ressourcen - die zentralen Bausteine
- 8.4 HTTP-Methoden
- 8.5 HATEOAS
- 8.6 Zusammenfassung
- 9 Techniken für Web-APIs
- 9.1 Anwendungsbeispiel: Onlineshop
- 9.2 URI-Design
- 9.3 Medientypen
- 9.4 Fehlerbehandlung
- 9.5 Versionierung
- 9.5.1 Daten- und Sprachversionierung
- 9.5.2 Kompatibilität und Perspektive
- 9.5.3 Versionsidentifikation
- 9.6 API-Sicherheit
- 9.6.1 API-Sicherheitsmechanismen
- 9.6.2 Authentifizierung
- 9.6.3 API-Keys
- 9.6.4 Distributed Denial of Service (DDoS)
- 9.6.5 Injection-Angriff
- 9.7 Partielle Rückgaben
- 9.8 GraphQL
- 9.9 OData
- 9.10 gRPC
- 9.11 Zusammenfassung
- 10 SOAP-Webservices
- 10.1 SOAP-Grundlagen
- 10.2 WSDL-Grundlagen
- 10.3 Entwurfsansätze und -muster
- 10.4 Versionierung
- 10.5 SOAP versus REST
- 10.6 Zusammenfassung
- 11 Messaging
- 11.1 Routenplanung für Lkw-Transporte (Teil 1)
- 11.2 Message Broker
- 11.3 Produkte
- 11.4 Standards und Protokolle
- 11.5 Routenplanung für Lkw-Transporte (Teil 2)
- 11.6 Transaktionen und garantierte Nachrichtenzustellung
- 11.7 Asynchrone Verarbeitung und REST
- 11.8 Push Notifications
- 11.9 Zusammenfassung
- Teil IV Übergreifende Themen
- 12 Dokumentation
- 12.1 Motivation
- 12.2 Zielgruppen unterscheiden
- 12.3 Allgemeiner Aufbau
- 12.4 Beispiele
- 12.5 Dokumentation von Java-APIs
- 12.6 Dokumentation von Web-APIs
- 12.7 Zusammenfassung
- 13 Caching
- 13.1 Anwendungsfälle
- 13.2 Performancevorteil
- 13.3 Verdrängungsstrategien
- 13.4 Cache-Strategien für Schreibzugriffe
- 13.5 Cache-Topologien für Webanwendungen
- 13.6 HTTP-Caching
- 13.7 Zusammenfassung
- 14 Skalierbarkeit
- 14.1 Anwendungsfall
- 14.2 Grundlagen
- 14.3 Load Balancing
- 14.4 Statuslose Kommunikation
- 14.5 Skalierung von Datenbanken
- 14.6 Skalierung von Messaging-Systemen
- 14.7 Architekturvarianten
- 14.8 Zusammenfassung
- 15 Erweiterte Architekturthemen
- 15.1 Consumer-Driven Contracts
- 15.2 Backends for Frontends
- 15.3 Vernachlässigte Frontend-Architektur
- 15.4 Netflix-APIs
- 15.5 Zusammenfassung
- 16 API-Management
- 16.1 Überblick
- 16.2 Funktionen einer API-Management-Plattform
- 16.3 API-Management-Architektur
- 16.4 Open-Source-Gateways
- 16.5 Zusammenfassung
- Anhang
- A Literaturverzeichnis
- Fußnoten
- Index
