API 的底层工作原理

API（应用程序编程接口）是现代软件开发的基础，使不同的系统能够相互通信。但是当您访问 API 端点时会发生什么？数据如何在客户端应用程序和服务器之间移动？本文将借助视觉辅助工具和其他解释，揭开这些流程的神秘面纱，逐步分解 API 请求的过程。

1. 客户提出请求

假设您正在构建一个显示天气数据的 Web 应用程序。当用户单击按钮查看当前天气时，您的应用程序会向 API 端点发送请求，例如 https://api.weather.com/current。

这里发生了什么？

• HTTP 请求：客户端（您的应用程序）创建 HTTP 请求，指定方法（例如 GET、POST）、端点 URL 以及任何必要的标头（例如 Authorization 或 Content-Type）。
• 有效负载：如果是 POST 请求，它可能包含有效负载，例如带有参数的 JSON 对象（例如，{ "city": "New York" }）。

此 HTTP 请求随后通过互联网发送到托管 API 的服务器。

2. DNS 查找：查找服务器

在您的请求到达服务器之前，它必须首先知道要去哪里。这就是域名系统 (DNS) 发挥作用的地方。

DNS 查找：浏览器或客户端应用程序获取域（例如 api.weather.com）并查询 DNS 服务器以查找其相应的 IP 地址。该IP地址是服务器在互联网上的实际位置。

3. 建立连接

现在客户端知道服务器在哪里，它需要建立连接。

TCP 握手：客户端和服务器使用传输控制协议 (TCP) 建立连接。这涉及称为 TCP 握手的三步过程：

1. SYN：客户端向服务器发送同步（SYN）请求。
2. SYN-ACK：服务器确认此请求并用 SYN-ACK 进行响应。
3. ACK：客户端确认服务器的响应，完成握手。

一旦握手完成，连接就建立了，并且可以交换数据。

4. 服务器收到请求

建立连接后，HTTP 请求将传输到服务器。

服务器端处理：

• 路由：服务器接收请求并根据端点将其路由到适当的处理程序（例如 https://api.weather.com/current 中的 /current ）。这可能涉及将 URL 模式与特定控制器或函数进行匹配。
• 控制器逻辑：服务器的控制器处理请求。这可能涉及查询数据库以检索数据、执行计算或数据转换，或调用其他内部服务以获取其他信息。
• 身份验证和授权：如果端点需要身份验证，服务器将验证客户端的凭据。例如，如果请求包含 API 密钥或访问令牌，服务器会检查其有效性并确保客户端具有访问所请求资源的必要权限。

5. 响应准备

处理请求后，服务器准备响应。

响应对象：服务器创建HTTP响应对象，包括：

• 状态代码：指示请求的结果（例如，200 OK、404 Not Found、500 Internal Server Error）。
• 标头：提供有关响应的元数据，例如 Content-Type（例如 application/json）或 Set-Cookie。
• Body：包含客户端请求的数据，通常采用 JSON 格式（例如，{ "Temperature": "72°F", "condition": "Sunny" }）。

6. 发回响应

服务器通过已建立的连接将 HTTP 响应发送回客户端。

数据传输：此响应通过互联网传回，可能会经过各种路由器和网关。它最终到达客户端，客户端处理响应。

7. Klien Menerima dan Memproses Maklum Balas

Sebaik sahaja pelanggan menerima respons, ia boleh memproses data dan mengemas kini UI.

Kemas Kini UI: Dalam aplikasi cuaca kami, pelanggan mengambil data suhu daripada respons dan mengemas kini paparan untuk menunjukkan cuaca semasa.

Pengendalian Ralat: Jika berlaku kesilapan (cth., pelayan mengembalikan kod status 404 atau 500), klien mungkin menunjukkan mesej ralat atau cuba semula permintaan itu.

8. Penamatan Sambungan

Selepas pertukaran data selesai, sambungan antara pelanggan dan pelayan ditutup.

Penamatan Sambungan TCP: Sama seperti jabat tangan, sambungan ditamatkan menggunakan proses empat langkah:

1. FIN: Pelanggan menghantar permintaan penamat (FIN).
2. ACK: Pelayan mengakui permintaan FIN.
3. FIN: Pelayan menghantar permintaan FIN sendiri.
4. ACK: Pelanggan mengakui permintaan FIN pelayan.

Penutupan teratur ini memastikan kedua-dua pihak telah selesai menghantar data.

Penyelesaian masalah dan Isu Biasa

Walaupun proses permintaan-tindak balas API mungkin kelihatan mudah, terdapat beberapa isu biasa yang boleh timbul, seperti:

• Ralat Rangkaian: Tamat masa sambungan, paket hilang atau masalah berkaitan rangkaian lain boleh menghalang permintaan daripada sampai ke pelayan atau respons daripada sampai ke pelanggan.
• Kegagalan Pengesahan/Kebenaran: Kunci API, token atau kebenaran yang tidak betul atau tamat tempoh yang salah boleh membawa kepada ralat pengesahan atau kebenaran.
• Ralat Bahagian Pelayan: Pelayan mungkin menghadapi isu seperti kegagalan pangkalan data, ketaksediaan sumber atau pepijat dalam logik bahagian pelayan, yang mengakibatkan 5xx kod status.
• Ralat Pihak Pelanggan: Pelanggan mungkin membuat permintaan yang tidak sah, seperti menyediakan parameter yang salah atau cuba mengakses sumber yang tidak wujud, yang membawa kepada kod status 4xx.

Untuk menyelesaikan masalah ini, anda boleh menggunakan alat seperti penghidu rangkaian, alat pembangun penyemak imbas dan log sisi pelayan untuk menyiasat punca masalah dan mengambil tindakan yang sesuai untuk menyelesaikannya.

Kesimpulan

Memahami cara API berfungsi di bawah hud membantu anda menghargai kerumitan yang terlibat dalam walaupun permintaan HTTP yang mudah. Daripada carian DNS kepada jabat tangan TCP, dan pemprosesan bahagian pelayan kepada pengendalian pihak pelanggan, terdapat banyak perkara yang berlaku setiap kali anda mencapai titik akhir API.

Sebagai pembangun, pemahaman yang kukuh tentang konsep ini bukan sahaja akan menjadikan anda pengekod yang lebih baik tetapi juga membantu anda menyahpepijat isu dengan lebih berkesan. Jadi pada kali seterusnya anda bekerja dengan API, ingat perjalanan data anda dan proses rumit yang memungkinkan semuanya.

以上是API 的底层工作原理的详细内容。更多信息请关注PHP中文网其他相关文章！