Was ist ein API (Application Programming Interface)?

Bei einem API (Application Programming Interface) handelt es sich um einen Satz von Regeln und Protokollen zur Entwicklung und Interaktion mit Softwareanwendungen. Erfahren Sie, wie Sie mit APIs Ihr Unternehmen voranbringen und zum Erfolg führen können.

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Überblick

APIs dienen als Schnittstellen, über die Anwendungen miteinander kommunizieren können. Diese Kommunikation kann das Senden und Abrufen von Daten umfassen oder es verschiedenen Softwarekomponenten ermöglichen, miteinander zu interagieren und Aufgaben auszuführen.

APIs definieren einen klaren Satz von Methoden und Tools, die gewährleisten, dass verschiedene Softwarelösungen unabhängig von ihrer zugrunde liegenden Architektur oder Technologie zuverlässig miteinander agieren können. Dadurch haben APIs maßgeblich zur Evolution des Internets beigetragen, da sie Cloud-Services, die Entwicklung mobiler Anwendungen und die Integration webbasierter Services ermöglichten. Heute sind APIs weit mehr als bloße Code-Bibliotheken – sie sind leistungsstarke Werkzeuge, die unsere Interaktion mit Technologie grundlegend prägen.

Wie funktionieren APIs?

APIs ermöglichen die Interaktion zwischen Softwareanwendungen, indem sie eine begrenzte Anzahl von Aktionen und Datenpunkten bereitstellen. Wenn ein Softwaresystem auf eine Ressource (wie Daten oder Funktionen) eines anderen Systems zugreifen möchte, stellt es über die API eine Anfrage, die die gewünschte Aktion beschreibt. Verfügt die API über die erforderliche Berechtigung, verarbeitet das System die Anfrage und liefert die entsprechende Antwort zurück.

APIs werden häufig durch Geschäftsereignisse ausgelöst. Ein Ereignis ist jede Aktion oder Zustandsänderung, die für ein Unternehmen wichtig ist, z. B. wenn jemand mit einer Kreditkarte bezahlt, für einen Flug eincheckt oder ein Passwort zurücksetzt – oder wenn der Bestand in einem Lager aktualisiert wird. In ereignisgesteuerten Architekturen spielen APIs eine zentrale Rolle, da sie durchgängige Prozesse vereinfachen, bei denen auf mehrere Systeme zugegriffen wird, um bestimmte Aufgaben im Rahmen dieser Prozesse zu erfüllen.

Kernkomponenten und Struktur

Die Kernkomponenten und Struktur einer API umfassen Endpunkte, Methoden, Anfragen und Antworten. Bei den Endpunkten handelt es sich um die Adressen (wie URLs bei Web-APIs), über die die APIs aufgerufen werden. Methoden definieren die zulässigen Aktionen, die an diesen Endpunkten ausgeführt werden können, wie z. B. GET, POST, PUT und DELETE bei HTTP-APIs. Anfragen enthalten die erforderlichen Daten und Parameter zum Ausführen einer Aktion, während die Antworten die von der API zurückgegebenen Informationen beinhalten.

APIs werden heutzutage in der Regel nach einem Schema entwickelt, das die Regeln für die API-Interaktion bestimmt und vorgibt, wie die API formatiert, validiert und dokumentiert wird. Dabei sind sie so strukturiert, dass eine sichere, zuverlässige und effiziente Kommunikation zwischen Systemen gewährleistet ist. Dazu gehören Spezifikationen für Routinen, Datenstrukturen, Objektklassen und Variablen.

Synchrone und asynchrone APIs

Die Unterschiede von synchronen und asynchronen APIs beziehen sich auf die verschiedenen Ansätze bei der Verarbeitung und Reaktion von Softwaresystemen auf Anfragen. Diese Begriffe werden häufig im Kontext der Programmierung und Webentwicklung verwendet.

Bei synchronen APIs hält das Programm an, sobald eine Anfrage gestellt wird, und wartet, bis der Vorgang abgeschlossen ist, bevor es mit der nächsten Aufgabe fortfährt. Das bedeutet, dass die Anwendung mit dem Vorgang „synchronisiert“ ist und erst fortfährt, wenn die angeforderte Aktion abgeschlossen ist. Synchrone APIs kommen daher häufig zum Einsatz, wenn einfache Abläufe und gut lesbarer Code eine wichtige Rolle spielen.

Asynchrone APIs hingegen ermöglichen es dem Programm, nach dem Absenden einer Anfrage sofort mit anderen Aufgaben fortzufahren, ohne auf den Abschluss des Vorgangs zu warten. Dies führt häufig zu kürzeren Antwortzeiten. Asynchrone APIs werden häufig verwendet, wenn Reaktionsfähigkeit und Leistungsfähigkeit im Vordergrund stehen.

Warum sind APIs so wichtig?

APIs sind wichtig, weil sie die Skalierbarkeit fördern, Automatisierung ermöglichen und Integrationen vereinfachen.

Skalierbarkeit

APIs sind unerlässlich für die Skalierbarkeit von Anwendungen und Systemen. Sie ermöglichen eine modulare Entwicklung, bei der einzelne Komponenten unabhängig voneinander skaliert werden können, ohne das Gesamtsystem zu beeinträchtigen. Dies ist besonders im Zeitalter des Cloud-Computing von Bedeutung, da eine dynamische Anpassung an wechselnde Anforderungen eine wichtige Rolle spielt. Durch APIs können Anwendungen nahtlos Dienste integrieren und nutzen, die flexibel nach oben oder unten skaliert werden können. Dies sorgt für eine effiziente und kosteneffektive Ressourcennutzung.

Automatisierung

APIs sind die treibende Kraft hinter der Automatisierung moderner Technologien. Sie ermöglichen es verschiedenen Softwaresystemen, miteinander zu kommunizieren und gemeinsam Prozesse ohne menschliches Eingreifen durchzuführen. Diese Fähigkeit zur Automatisierung ist für moderne Arbeitsabläufe, in denen Geschwindigkeit und Effizienz im Vordergrund stehen, unverzichtbar. Durch die Automatisierung von Routineaufgaben über APIs können Unternehmen Prozesse optimieren, das Risiko menschlicher Fehler minimieren und wertvolle Ressourcen für komplexere Aufgaben freisetzen, die menschliche Aufsicht erfordern.

Integration

Die Integrationsleistung von APIs kann kaum überschätzt werden. Sie erlauben die nahtlose Verbindung verschiedenster Softwarelösungen, unabhängig von den zugrunde liegenden Technologien. Diese Fähigkeit ist für Unternehmen, die eine Vielzahl von Software-Tools einsetzen, von entscheidender Bedeutung. APIs stellen sicher, dass diese Tools reibungslos zusammenarbeiten, eine konsistente Benutzererfahrung bieten und einen ungehinderten Datenfluss innerhalb des Unternehmens ermöglichen.

Vorteile von APIs

Zu den Vorteilen von APIs gehören verbesserte Kosteneffizienz, bessere Datenverfügbarkeit und kürzere Entwicklungszeiten.

Kosteneffizienz

APIs tragen wesentlich zur Reduzierung von Entwicklungskosten bei. Sie ermöglichen es Entwicklungsteams, auf bewährte Lösungen für Routineaufgaben und wichtige Funktionen zurückzugreifen. Dies verkürzt nicht nur die Entwicklungszeit, sondern senkt auch die damit verbundenen Kosten erheblich. Zudem ermöglichen APIs eine einfache Integration von Drittanbieterdiensten. Dies ist häufig kostengünstiger, als eigene, komplexe Systeme komplett neu zu entwickeln.

Datenzugriff

APIs ermöglichen einen demokratisierten Zugriff auf Daten. Sie bieten kontrollierten Zugriff auf Datensätze, die anderenfalls in verschiedenen Abteilungen oder Systemen isoliert verstreut gewesen wären. Dies ist entscheidend für eine fundierte, datenbasierte Entscheidungsfindung, da Unternehmen so das Potenzial ihrer Daten voll ausschöpfen können. APIs sorgen dafür, dass Daten einfach und sicher zugänglich sind und dort weitergegeben werden können, wo sie am dringendsten benötigt werden. So schaffen sie Raum für neue Erkenntnisse und Innovationen.

Schnellere Entwicklung

APIs wurden mit Blick auf die Anforderungen von Entwicklungsteams konzipiert. Sie bieten gut dokumentierte, standardisierte Möglichkeiten, mit Software zu interagieren, wodurch es Entwicklungsteams leichter fällt, sie zu verstehen und zu verwenden. In der Regel wird die entsprechende Dokumentation in einem Entwicklerportal gepflegt, das oft Informationen darüber enthält, wie bestimmte Microservices – kleine, unabhängige und lose gekoppelte Dienste, die die Kernfunktionalität komplexer Anwendungen bilden – aufgerufen werden können. In Kombination unterstützen Microservices und APIs einen modularen, entwicklerfreundlichen Entwicklungsansatz, der die Lernkurve verkürzt, die Produktivität steigert und die Zufriedenheit und Motivation der Entwickler fördert.

Beispiele und Anwendungsfälle für APIs

Es gibt zahlreiche Beispiele und Anwendungsfälle für APIs. Im Folgenden finden Sie einige Beispiele dafür, wie APIs heute verwendet werden.

Finanzwesen: APIs haben die Arbeitsabläufe in Banken und Fintech-Unternehmen grundlegend verändert, da sie Services wie Online-Zahlungen, Echtzeit-Analysen und automatisierten Handel ermöglichen.
Gesundheitswesen: APIs verknüpfen Informationen aus Patientenakten, Systemen für das Krankenhausmanagement und telemedizinischen Leistungen, um die Koordination der Pflege zu verbessern und bessere Behandlungsergebnisse zu erzielen.
Reisebranche: APIs vernetzen Reiseagenturen und Online-Buchungsplattformen mit den Datenbanken von Fluggesellschaften, Systemen für Hotelreservierungen und Transportunternehmen.
E-Commerce: APIs ermöglichen eine nahtlose Integration von Zahlungs-Gateways, Bestandsführungssoftware und Tools für den Kundenservice und optimieren so das Einkaufserlebnis.
Integration von Social Media: Mithilfe von APIs können Entwicklungsteams Social-Media-Funktionen wie die Anmeldung über soziale Medien, das Teilen von Inhalten und den Abruf von Benutzerdaten in ihre Anwendungen integrieren.
Wetterdienste: Wetter-APIs liefern Echtzeit-Wetterdaten, Vorhersagen und historische Wetterinformationen, die Entwicklungsteams dabei helfen, aktuelle Wetterinformationen bereitzustellen.

Arten von APIs

Es gibt verschiedene Arten von APIs, darunter RESTful, OData, SOAP und GraphQL. Im Folgenden werden diese Arten näher erläutert.

RESTful

RESTful-APIs, die auf der REST-Architektur (Representational State Transfer) basieren, werden häufig für Webservices verwendet. Sie verwenden HTTP, d. h. HTTP-Standardmethoden wie GET, POST, PUT und DELETE. RESTful-APIs sind zustandslos. Das bedeutet, dass jede Anfrage eines Clients alle Informationen enthält, die der Server benötigt, um diese Anfrage zu erfüllen. Dies steigert die Leistung und Skalierbarkeit erheblich. RESTful-APIs tauschen Daten normalerweise im JSON- oder XML-Format aus. Durch ihre Einfachheit, Benutzerfreundlichkeit und Effizienz sind sie ideal für Cloud-Services, mobile Anwendungen und IoT-Geräte.

OData

OData, oder Open Data Protocol, wurde entwickelt, um die gemeinsame Nutzung und Integration von Daten über verschiedene Systeme hinweg zu vereinfachen. Hierfür bietet es eine standardisierte Methode zur Bereitstellung und Nutzung strukturierter Daten. OData-APIs halten sich an spezifische Konventionen, die es Clients ermöglichen, über HTTP-Standardmethoden wie GET, POST, PUT und DELETE mit Datenressourcen zu interagieren. OData unterstützt eine leistungsstarke Abfragesprache, über die Clients Datenantworten filtern, sortieren und manipulieren können. Dadurch können Daten effizienter abgerufen werden. Zudem fördert OData die Interoperabilität und eine einfache Integration zwischen verschiedenen Services und Plattformen. Der Fokus liegt auf Einfachheit, Auffindbarkeit und Standardisierung, wodurch es besonders interessant für Unternehmen ist, die den Datenzugriff und die Interoperabilität ihrer Systeme verbessern wollen.

SOAP

SOAP-APIs (Simple Object Access Protocol) sind hochgradig strukturiert und folgen einem strengen Protokoll. Sie wurden entwickelt, um Transaktionen sicher und zuverlässig zu verwalten und eignen sich daher optimal für Unternehmensanwendungen wie Finanzservices und CRM-Systeme. SOAP-APIs nutzen XML-basierte Nachrichten für die Kommunikation und zeichnen sich durch ihre Robustheit und Erweiterbarkeit aus. Allerdings sind sie im Vergleich zu RESTful-APIs oft komplexer und langsamer, was in bestimmten Szenarien die Performance verringern kann.

GraphQL

Bei GraphQL handelt es sich um eine Abfragesprache für APIs und eine Laufzeitumgebung für die Ausführung dieser Abfragen unter Verwendung eines Typsystems, das Sie für Ihre Daten definieren. Anders als RESTful-APIs, die in der Regel mehrere Endpunkte haben, verfügen GraphQL-APIs meist über einen einzigen Endpunkt. Dadurch können Clients genau die Daten abfragen, die sie benötigen. Die APIs sind also flexibler und effizienter, was insbesondere bei komplexen Systemen mit umfangreichen und vielfältigen Datensätzen von Vorteil ist. Aufgrund diese Effizienz bei der Datenabfrage und der Möglichkeit, Anfragen auf spezifische Bedürfnisse zuzuschneiden, erfreut sich GraphQL zunehmender Beliebtheit.

Die wichtigsten Herausforderungen bei APIs

Im Folgenden erklären wir die wichtigsten Herausforderungen bei der Nutzung von APIs für Unternehmen.

Sicherheitsrisiken

APIs, die als Schnittstellen zu Softwareanwendungen dienen, sind anfällig für verschiedene Bedrohungen wie Datenschutzverletzungen, unbefugten Zugriff und DDoS-Angriffe (Distributed Denial of Service). Zuverlässige Sicherheitsmaßnahmen wie Authentifizierung, Autorisierung und Verschlüsselung sind daher unerlässlich. API-Sicherheit ist ein kontinuierlicher Prozess ist, der ständige Überwachung und regelmäßige Aktualisierungen erfordert, um sich vor neuen Bedrohungen zu schützen.

Rate Limiting

Die Performance und Verfügbarkeit einer API hängen stark von der effektiven Steuerung der Workload für die API ab. Rate Limiting ist eine Strategie, die das Volumen des Datenverkehrs steuert, den eine API bewältigen kann, um Überlastungen und Missbrauch zu verhindern. Es ist oft schwierig, eine Balance zu finden, da es gilt, die API vor Überlastung zu schützen und gleichzeitig sicherzustellen, dass legitime Anfragen problemlos verarbeitet werden.

Ausmusterung und Versionierung

APIs werden ständig weiterentwickelt, was regelmäßige Aktualisierungen und Anpassungen erforderlich macht. Die Verwaltung und Steuerung dieser Veränderungen durch Versionierung und das Ausmustern älterer Versionen stellen eine große Herausforderung dar. Dabei geht es darum, die Abwärtskompatibilität sicherzustellen, Benutzer rechtzeitig über Änderungen zu informieren und den Wechsel zur neuen Version so zu gestalten, dass der laufende Betrieb nicht beeinträchtigt wird.

Anbieterbindung

Ein weiteres zentrales Risiko für Unternehmen, die APIs nutzen, ist die Anbieterbindung. Diese Abhängigkeit von der API eines bestimmten Anbieters kann den Wechsel zu einem anderen Anbieter in Zukunft erschweren. Um dieses Risiko zu mindern, sollten Unternehmen hauptsächlich APIs verwenden, die Portabilität bieten und offene Standards unterstützen. Darüber hinaus können eine Strategie, die auf mehreren Anbietern basiert, und der Aufbau von internem Fachwissen dazu beitragen, die Abhängigkeit von externen Anbietern zu reduzieren.

Compliance und Datenschutz

In einer Zeit, in der Daten eine große Rolle für Unternehmen spielen, ist die Einhaltung von Datenschutzgesetzen und -vorschriften unerlässlich. Unternehmen müssen sicherstellen, dass sie bei der Nutzung von APIs gesetzliche Anforderungen wie die Datenschutz-Grundverordnung (DSGVO) und den Health Insurance Portability and Accountability Act (HIPAA) erfüllen. Dies erfordert die Implementierung strenger Data-Governance-Praktiken, die Sicherstellung von Transparenz bei der Datenerfassung und -nutzung sowie die Einholung der erforderlichen Einwilligungen. Zudem sind für die Einhaltung der Vorschriften und den Schutz der Kundendaten regelmäßige Audits und die kontinuierliche Anpassung an sich verändernde rechtliche Rahmenbedingungen wichtige Faktoren.

Welche Rolle spielen APIs für Unternehmen?

APIs sind für Unternehmen weit mehr als nur eine technische Lösung; sie stellen einen strategischen Vorteil dar, da sie es Unternehmen ermöglichen, bestehende Infrastrukturen und Daten optimal zu nutzen und gleichzeitig neue Interaktionsmöglichkeiten mit Kunden, Partnern und sogar Mitbewerbern zu schaffen. Sie vereinfachen die Entwicklung innovativer Geschäftsmodelle, Produkte und Dienstleistungen, indem sie eine nahtlose Integration, einen sicheren Datenaustausch und kurze Innovationszyklen unterstützen.

Mithilfe der neuen Geschäftsmodelle können Unternehmen ihre Daten und Dienste monetarisieren und neue Einnahmequellen erschließen. APIs sind z. B. das Herzstück des SaaS-Modells (Software as a Service), mit dem Unternehmen Softwareanwendungen über das Internet anbieten. Darüber hinaus unterstützen APIs die Nutzung von plattformbasierten Geschäftsmodellen, bei denen Unternehmen eine technologische Plattform schaffen, die andere Unternehmen als Grundlage nutzen können. So entsteht eine Landschaft mit voneinander abhängigen Services und Produkten.

Wie unterstützen APIs die Unternehmenstransformation?

APIs sind ein entscheidender Treiber der Unternehmenstransformation, da sie die Grundlage für den Aufbau von Netzwerken schaffen und es Unternehmen ermöglichen, ihre Marktreichweite zu vergrößern.

Aufbau von Netzwerken

APIs spielen eine wichtige Rolle in digitalen Ökosystemen. Sie ermöglichen die Kommunikation zwischen unterschiedlichen Softwareanwendungen und Services, sodass Unternehmen Netzwerke schaffen und so ihren Kunden einen höheren Mehrwert bieten können. Diese Netzwerke können eine Vielzahl von Akteuren wie Lieferanten, Händler, Dienstleister und Kunden zusammenbringen. Dadurch entsteht ein integriertes und umfassendes Angebot. Ein Beispiel hierfür ist die Transformation des traditionellen Bankwesens. Diese wurde durch Fintech-Netzwerke ausgelöst, die auf APIs basieren und verschiedene Finanzservices in einem nahtlosen digitalen Erlebnis integrieren.

Ausbau der Marktreichweite

Mit APIs können Unternehmen ihre Marktreichweite erweitern, da diese die Barrieren für Zusammenarbeit und Integration beseitigen. So können Unternehmen einfach externe Plattformen und Services nutzen, um neue Zielgruppen zu erreichen und in neue Märkte vorzudringen. Besonders für kleine und mittelständische Unternehmen (KMU) bieten APIs einen bedeutenden Vorteil, da sie es ihnen ermöglichen, in einem größeren Maßstab zu agieren, ohne dass hohe Anfangsinvestitionen erforderlich sind.

Best Practices für das API-Management

Das API-Management erfordert einen Fokus auf Sicherheit und effiziente Datenübertragung.

Sicherheit von Endpunkten: Der Schutz von API-Endpunkten spielt eine große Rolle, um unbefugten Zugriff und Datenverletzungen zu verhindern. Zu den Best Practices gehören die Implementierung zuverlässiger Authentifizierungs- und Autorisierungsmechanismen wie OAuth 2.0 sowie die Verschlüsselung von Daten während der Übertragung über SSL/TLS. Regelmäßige Sicherheitsaudits und Penetrationstests helfen dabei, potenzielle Schwachstellen zu identifizieren und zu beheben.

Effiziente Datenübertragung: Um eine effiziente Datenübertragung zu gewährleisten, sollten API-Endpunkte hinsichtlich der Performance optimiert werden. Dazu gehören die Reduktion auf die erforderlichen Informationen zur Minimierung der Datenlast, der Einsatz von Caching-Mechanismen zur Reduzierung der Serverlast sowie die Einrichtung von Rate Limits, um den Datenverkehr zu steuern und Überlastungen zu vermeiden. Ein sorgfältig durchdachtes API-Design, das beispielsweise den Einsatz von GraphQL für gezieltere Datenabfragen umfasst, kann die Leistung zusätzlich steigern.

Trends in der API-Entwicklung

Die Entwicklung bewegt sich zunehmend in Richtung personalisierter, innovativer und kontextbewusster APIs. Durch die Integration von KI und maschinellem Lernen werden APIs noch intelligenter, sodass sie Benutzerbedürfnisse voraussehen und Prozesse noch effizienter automatisieren können. Angesichts wachsender Bedenken hinsichtlich Datenschutz und Sicherheit erwarten wir zudem einen verstärkten Fokus auf sichere API-Praktiken und Governance.

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