REST API là gì? Hướng dẫn chi tiết về cách hoạt động cơ bản

Trong thế giới phát triển phần mềm hiện đại, đặc biệt là các ứng dụng web và di động, bạn thường xuyên nghe đến thuật ngữ API và cụ thể hơn là REST API. Vậy REST API là gì và tại sao nó lại quan trọng đến vậy? Bài viết này sẽ cung cấp cái nhìn tổng quan, giới thiệu về REST API và cách hoạt động cơ bản của nó, giúp bạn hiểu rõ hơn về một trong những tiêu chuẩn phổ biến nhất để xây dựng các dịch vụ web.

API và REST API: Khái niệm cơ bản

Trước khi đi sâu vào REST API, hãy làm rõ khái niệm API. API là viết tắt của Application Programming Interface (Giao diện lập trình ứng dụng). Nó giống như một bản hợp đồng giữa các phần mềm khác nhau, định nghĩa cách chúng có thể giao tiếp và trao đổi dữ liệu với nhau. API cho phép các ứng dụng tận dụng chức năng của nhau mà không cần biết chi tiết về cách chúng được triển khai bên trong.

REST API (hay RESTful API) là một loại API tuân thủ các nguyên tắc và ràng buộc của kiến trúc phần mềm REST (Representational State Transfer). REST không phải là một giao thức hay tiêu chuẩn cứng nhắc, mà là một tập hợp các hướng dẫn kiến trúc để thiết kế các ứng dụng mạng có khả năng mở rộng, linh hoạt và dễ bảo trì.

[Gợi ý: Chèn hình ảnh/video minh họa khái niệm API và vị trí của REST API tại đây]

REST là gì? Tìm hiểu về Representational State Transfer

Thuật ngữ REST được Roy Fielding giới thiệu lần đầu tiên vào năm 2000 trong luận án tiến sĩ của ông. REST tập trung vào việc quản lý và truy cập các “tài nguyên” (resources). Tài nguyên có thể là bất cứ thứ gì có thể được đặt tên và truy cập, ví dụ: một người dùng, một bài viết, một sản phẩm, một hình ảnh, v.v.

Khi một client (ứng dụng yêu cầu) muốn truy cập hoặc thao tác một tài nguyên trên server (máy chủ cung cấp tài nguyên), nó sẽ gửi một yêu cầu đến server. Server xử lý yêu cầu và trả về một “biểu diễn” (representation) của trạng thái tài nguyên đó cho client. Biểu diễn này thường ở các định dạng phổ biến như JSON (JavaScript Object Notation) hoặc XML (eXtensible Markup Language), đôi khi là HTML hoặc văn bản thuần túy.

Các Nguyên tắc Kiến trúc Cốt lõi của REST

Để một API được coi là RESTful, nó cần tuân thủ các ràng buộc kiến trúc sau:

• Kiến trúc Client-Server: Client và Server là hai thành phần độc lập. Client chịu trách nhiệm về giao diện người dùng, còn Server quản lý tài nguyên và logic nghiệp vụ. Sự tách biệt này giúp cải thiện tính linh hoạt và khả năng mở rộng.
• Stateless (Phi trạng thái): Mỗi yêu cầu từ Client đến Server phải chứa tất cả thông tin cần thiết để Server hiểu và xử lý yêu cầu đó. Server không lưu trữ bất kỳ thông tin trạng thái nào về Client giữa các yêu cầu. Điều này giúp tăng độ tin cậy và khả năng mở rộng.
• Cacheable (Có khả năng lưu trữ đệm): Phản hồi từ Server nên cho biết liệu chúng có thể được lưu vào bộ nhớ đệm (cache) hay không. Việc lưu trữ đệm giúp giảm tải cho Server, cải thiện hiệu suất và trải nghiệm người dùng.
• Layered System (Hệ thống phân lớp): Kiến trúc có thể bao gồm nhiều lớp trung gian (như proxy, gateway) giữa Client và Server cuối cùng. Client không cần biết nó đang giao tiếp trực tiếp với Server hay thông qua một lớp trung gian nào.
• Uniform Interface (Giao diện đồng nhất): Đây là ràng buộc quan trọng nhất, giúp đơn giản hóa và tách rời kiến trúc. Nó bao gồm các yếu tố:
  • Nhận dạng tài nguyên: Mỗi tài nguyên được xác định duy nhất thông qua một URI (Uniform Resource Identifier).
  • Thao tác tài nguyên thông qua biểu diễn: Client thao tác tài nguyên thông qua các biểu diễn (JSON, XML,…) mà Server trả về.
  • Self-descriptive messages (Thông điệp tự mô tả): Mỗi thông điệp (yêu cầu/phản hồi) chứa đủ thông tin để mô tả cách xử lý nó.
  • HATEOAS (Hypermedia as the Engine of Application State): Server cung cấp các liên kết (hyperlinks) trong phản hồi để Client có thể khám phá các hành động hoặc tài nguyên liên quan khác.
• Code on Demand (Tùy chọn): Server có thể tạm thời mở rộng hoặc tùy chỉnh chức năng của Client bằng cách truyền mã thực thi (ví dụ: JavaScript). Đây là ràng buộc duy nhất không bắt buộc.

Cách REST API hoạt động cơ bản qua HTTP

REST API hoạt động chủ yếu dựa trên giao thức HTTP (Hypertext Transfer Protocol). Client gửi các yêu cầu HTTP đến Server để thực hiện các hành động trên tài nguyên.

Các thành phần chính trong một yêu cầu REST API bao gồm:

• Phương thức HTTP (HTTP Method/Verb): Chỉ định hành động mong muốn thực hiện trên tài nguyên. Các phương thức phổ biến nhất là:
  • GET: Lấy thông tin (biểu diễn) của một tài nguyên. (Ví dụ: lấy thông tin người dùng có ID 123)
  • POST: Tạo một tài nguyên mới. (Ví dụ: tạo một bài viết mới)
  • PUT: Cập nhật toàn bộ một tài nguyên đã tồn tại hoặc tạo mới nếu chưa có. (Ví dụ: cập nhật thông tin hồ sơ người dùng)
  • DELETE: Xóa một tài nguyên. (Ví dụ: xóa một bình luận)
  • PATCH: Cập nhật một phần của tài nguyên đã tồn tại. (Ví dụ: chỉ cập nhật email người dùng)
• Endpoint (URL): Đường dẫn xác định tài nguyên mà Client muốn tương tác. Ví dụ: /users/123, /posts.
• Headers: Chứa thông tin meta về yêu cầu, như định dạng dữ liệu mong muốn (Accept), định dạng dữ liệu gửi đi (Content-Type), thông tin xác thực (Authorization),…
• Body (Phần thân): Chứa dữ liệu mà Client muốn gửi đến Server (thường dùng với POST, PUT, PATCH). Ví dụ: dữ liệu JSON chứa thông tin người dùng mới cần tạo.

[Gợi ý: Chèn hình ảnh/video minh họa luồng Request-Response của REST API với các phương thức HTTP tại đây]

Server sau khi nhận và xử lý yêu cầu sẽ gửi lại một phản hồi HTTP, bao gồm:

• Mã trạng thái HTTP (Status Code): Cho biết kết quả của yêu cầu (ví dụ: 200 OK – thành công, 201 Created – tạo thành công, 404 Not Found – không tìm thấy tài nguyên, 500 Internal Server Error – lỗi máy chủ). Bạn có thể tìm hiểu thêm về các mã trạng thái tại MDN Web Docs.
• Headers: Chứa thông tin meta về phản hồi (ví dụ: Content-Type).
• Body: Chứa dữ liệu (biểu diễn tài nguyên) được yêu cầu (thường có với GET) hoặc thông tin về kết quả xử lý.

Lợi ích khi sử dụng REST API

Việc áp dụng kiến trúc REST mang lại nhiều lợi ích đáng kể:

• Tính linh hoạt và Khả năng mở rộng (Scalability): Do tính stateless và kiến trúc client-server tách biệt, REST API dễ dàng mở rộng quy mô hệ thống khi cần.
• Đơn giản và Dễ hiểu: Sử dụng các phương thức HTTP tiêu chuẩn và các định dạng dữ liệu phổ biến (JSON) giúp REST API dễ học và dễ sử dụng.
• Độc lập nền tảng và ngôn ngữ: Client và Server có thể được phát triển bằng các công nghệ, ngôn ngữ lập trình khác nhau miễn là chúng tuân thủ giao thức HTTP và các nguyên tắc REST.
• Hiệu suất tốt: Khả năng caching giúp giảm độ trễ và tăng tốc độ phản hồi.
• Tích hợp dễ dàng: REST API là lựa chọn phổ biến để tích hợp các hệ thống, dịch vụ khác nhau (ví dụ: tích hợp cổng thanh toán, dịch vụ bản đồ).

Để tìm hiểu sâu hơn về các kỹ thuật tối ưu hóa REST API, bạn có thể tham khảo bài viết Các phương pháp tối ưu hiệu suất REST API.

Kết luận

REST API đã trở thành một tiêu chuẩn de facto trong việc xây dựng các dịch vụ web nhờ vào sự đơn giản, linh hoạt và khả năng mở rộng của nó. Hiểu rõ khái niệm và cách hoạt động cơ bản của REST API là nền tảng quan trọng cho bất kỳ lập trình viên web nào. Bằng cách tuân thủ các nguyên tắc của REST và sử dụng hiệu quả giao thức HTTP, bạn có thể xây dựng các ứng dụng mạnh mẽ, dễ bảo trì và có khả năng tương tác tốt với các hệ thống khác.