API 设计是现代软件开发的关键环节。本文旨在通过比较两种流行的 API 设计方法：RESTful 和 GraphQL API，帮助您做出正确的选择。首先，本文将解释 API 设计的基本概念和重要性。然后，本文将详细介绍 RESTful 和 GraphQL 的含义、它们的主要特性、优势和区别。此外，本文还将比较性能，为开发人员提供选择标准，并讨论何时使用哪种方法。此外，本文还将重点介绍 API 设计过程中的常见错误。最后，本文将提供一些信息，帮助您确定哪种 API 设计最适合您的项目。

什么是 API 设计？基本概念和重要性

API 设计API 设计是一个关键过程，它决定了应用程序或系统如何与其他应用程序或系统交互。良好的 API 设计使开发人员能够轻松集成应用程序，提高可重用性，并增强整体系统架构的灵活性。本质上，API 设计是软件系统向外界呈现的接口的规划和构建。

在 API 设计过程中需要考虑许多因素。这些因素包括 API 的用途、目标受众、安全要求、性能预期以及可扩展性需求。良好的 API 设计应该平衡所有这些因素，以便为开发人员提供易于使用、安全且高效的界面。

API 设计基本概念表

概念	解释	重要性
端点	API 的访问点（URL）。	访问和操作资源的基本构建块。
方法（GET、POST、PUT、DELETE）	可以对资源执行的操作。	定义读取、创建、更新和删除数据的操作。
数据格式（JSON、XML）	用于通过 API 交换数据的格式。	它有助于数据序列化和解析。
状态代码（200、400、500）	显示 API 请求结果的代码。	指示请求是否成功或失败，使调试更容易。

API 设计的重要性 如今，随着现代软件开发转向微服务架构和云应用程序等分布式系统，这种情况变得越来越普遍。在这样的系统中，不同的组件通过 API 进行交互。因此，精心设计的 API 可以确保系统和谐高效地运行，加速开发流程并促进创新。

API 设计的基本要素

• 简单： API 必须易于理解和使用。
• 一致性： API 的不同部分之间必须保持一致性（例如，命名约定）。
• 安全性： 必须保护 API 免受未经授权的访问，并确保安全的数据传输。
• 版本控制： 应通过版本控制来管理 API 的更改，以避免影响现有应用程序。
• 文档： 必须提供全面且最新的文档来解释如何使用 API。

API 设计 这不仅仅是一个技术问题，更是一个战略决策。企业应该将 API 视为产品，并投资于 API 设计，以提升用户体验、创造新的商业机会并获得竞争优势。一个设计良好的 API 不仅仅是一个技术解决方案，它也是一个商业战略工具。

什么是 RESTful API？主要功能和优势

API 设计 RESTful API 是一个常见的术语，它构成了现代 Web 应用程序的基础。REST（表述性状态转移）是一种软件架构风格，建议在开发 Web 服务时遵循某些原则。这些原则使应用程序更具可扩展性、可维护性和独立性。RESTful API 标准化了客户端-服务器通信，使跨平台的应用程序能够轻松地相互交互。

RESTful API 的关键特性之一 是无国籍状态 （无状态）。这意味着服务器不存储任何客户端会话的信息。客户端向服务器发出的每个请求都必须包含所有必要的信息。这可以减轻服务器的负载并提高可扩展性。另一个重要特性是 可缓存性 （可缓存性）。响应可以标记为可缓存，这样客户端就可以从缓存中获取响应，而不必重复向服务器发送相同的请求。这可以显著提升性能。

RESTful API 的好处

• 可扩展性： 由于无状态架构，服务器可以轻松扩展。
• 简单： 它使用HTTP协议的标准方法（GET、POST、PUT、DELETE），这使得它易于学习和实现。
• 灵活性： 它适用于不同平台和语言的应用程序。
• 可缓存性： 由于响应是可缓存的，因此它提高了性能。
• 独立： 客户端和服务器可以彼此独立开发。

RESTful API 通常使用标准数据格式，例如 JSON 或 XML。这使得用不同编程语言编写的应用程序能够轻松地操作数据。HTTP 方法（GET、POST、PUT、DELETE）指定了对资源执行的操作。例如，GET 方法用于检索资源，POST 方法用于创建新资源，PUT 方法用于更新现有资源，DELETE 方法用于删除资源。这些标准提高了 API 的可理解性和可用性。

下表总结了 RESTful API 的主要特性和优点：

特征	解释	优点
无国籍	服务器不存储有关客户端会话的信息。	可扩展性、可靠性
可缓存性	响应可以被标记为可缓存。	提高性能，减少网络流量
分层系统	客户端可能没有直接连接到服务器。	灵活性、安全性
客户端-服务器架构	客户端与服务器相互独立。	自主开发，可移植性

RESTful API 在现代 Web 应用程序开发中扮演着至关重要的角色。其标准合规性、可扩展性、简洁性和灵活性使其成为开发者的理想选择。然而，与任何 API 设计一样，RESTful API 也存在一些局限性。例如，在某些情况下，它们可能会导致过度获取或获取不足的问题。为了克服这些问题，可以考虑使用其他 API 设计方法，例如 GraphQL。

什么是 GraphQL？它的主要特性和优势

API 设计 GraphQL 是由 Facebook 开发并于 2015 年推出的数据查询和操作语言，在数据分析领域非常流行。与 RESTful API 不同，GraphQL 允许客户端指定所需的精确数据，从而避免了数据检索过多或不足的问题。此功能具有显著的优势，尤其是在移动应用程序和低带宽环境中。

GraphQL 的一个关键特性是， 单个端点 它允许通过单个请求访问多个资源。这意味着客户端可以通过单个请求满足所有数据需求，而无需发送多个请求来从不同的来源检索数据。GraphQL 还提供了强大的类型系统，为开发者提供更安全、更可预测的开发体验。

特征	解释	优点
数据查询语言	允许客户指定他们需要的数据。	解决数据提取过多和不足的问题。
单一端点	通过单个请求提供对多个资源的访问。	它减少了网络流量并提高了性能。
强类型系统	定义并验证数据类型。	它减少了开发过程中的错误并提高了安全性。
内向	提供查询 API 模式的能力。	它使得创建开发工具和文档变得容易。

GraphQL 的另一个重要优势是， 内向 此功能允许客户端查询 API 的架构并确定可用的数据。这简化了开发工具和文档的自动生成。此外，GraphQL 订阅允许实时数据流传输，这对于需要实时更新的应用程序来说是一个显著的优势。

GraphQL， 与 RESTful API 相比更加灵活、高效 它提供了一种替代方案。其特性（例如客户端驱动的数据查询、单端点访问和强大的类型系统）使其成为满足现代 Web 和移动应用程序需求的理想解决方案。然而，GraphQL 的复杂性和学习曲线对于某些项目来说可能是一个缺点。

GraphQL 带来的创新

• 以客户为中心的查询： 客户可以准确获得他们所需的数据。
• 单端点访问： 能够通过单个请求访问多个资源。
• 强类型系统： 通过定义和验证数据类型来确保开发的安全。
• 内向： API 模式是可查询的。
• 实时数据流： 通过订阅获取实时更新。

RESTful API 和 GraphQL API 之间的主要区别

API 设计API 是现代软件开发不可或缺的一部分，选择正确的 API 架构对于应用程序的成功至关重要。RESTful 和 GraphQL 是当今最流行的两种 API 设计方法。两者都用于数据交换，但它们的工作原理、优缺点各不相同。在本节中，我们将详细探讨 RESTful 和 GraphQL 之间的主要区别。

RESTful API 基于面向资源的架构。每个资源（例如，用户、产品）都由唯一的 URL 表示，并使用标准 HTTP 方法（GET、POST、PUT、DELETE）来访问或修改该资源。而 GraphQL 则提供面向客户端的架构。客户端提交查询并指定所需的确切数据，服务器仅返回该数据。这优化了数据传输并减少了不必要的数据开销。

特征	REST 风格的 API	GraphQL API
建筑	资源导向	以客户为中心
数据获取	多端点调用	单一端点，灵活查询
数据传输	固定数据结构	仅请求数据
版本控制	通过 URL 或 Header	通过架构

这两种方法之间最显著的区别之一是获取数据的方式。RESTful API 通常需要向多个端点发送请求，这可能导致数据获取过多（获取过多数据）或数据不足（获取不足数据）。而 GraphQL 允许从单个端点精确获取所请求的数据，从而提高性能并减少网络流量。让我们从性能和易用性的角度仔细分析一下这两种方法。

性能差异

使用 RESTful API 时，客户端通常需要发出多个 HTTP 请求才能获取所需数据。这会对性能产生负面影响，尤其是在移动设备等低带宽环境中。GraphQL 解决了这个问题，它允许通过单个请求从多个来源检索数据。然而，复杂的 GraphQL 查询可能会增加服务器端的处理负载。

易于使用

RESTful API 结构简洁明了，易于学习，尤其适合初学者。每个资源都使用特定的 URL 和标准 HTTP 方法，简化了开发流程。另一方面，GraphQL 提供了更灵活、更强大的查询语言，但学习曲线可能更陡峭。此外，GraphQL 的工具和生态系统可以加快开发速度并减少错误。

• RESTful API 优势： 简单、易学、广泛接受的标准。
• RESTful API 的缺点： 过度获取、获取不足、多重请求要求。
• GraphQL 优势： 面向客户端，请求数据精准，一次请求即可获取数据。
• GraphQL 的缺点： 查询更复杂，服务器端负载更大，学习曲线更长。
• 在什么情况下使用 RESTful： 简单的 CRUD 操作，资源密集型应用程序。
• 在哪些情况下使用 GraphQL： 数据需求复杂，需要性能优化。

在 RESTful 和 GraphQL 之间进行选择时，务必考虑项目的具体需求、开发团队的经验以及性能期望。两种方法各有优缺点，选择正确的方法对于应用程序的成功至关重要。

API 设计需要哪些工具？

API 设计 在整个开发过程中使用合适的工具可以加快开发速度，促进协作，并最终帮助您创建更高质量、用户友好的 API。这些工具会在 API 开发的每个阶段为您提供支持，从规划、测试到文档编制和发布。选择合适的工具对于项目的成功至关重要。

下表显示， API 设计 比较了一些可以在该过程中使用的流行工具及其功能：

车辆名称	主要特点	优点	缺点
Swagger/OpenAPI	API 定义、文档、测试	广泛的社区支持，标准化的结构	对于复杂的 API，学习曲线可能具有挑战性
邮差	测试 API、发送请求、审查响应	界面简单易用，功能丰富	免费版本可能受到限制，团队合作可能需要付费计划
失眠	API 测试、GraphQL 支持、可定制界面	兼容GraphQL，快速高效	不像 Swagger 那样普及，社区支持更有限
红绿灯工作室	API 设计、建模、文档	可视化设计界面、协作工具	对于小型团队来说，付费工具可能成本高昂

API 设计 在开发过程中，使用合适的工具至关重要，这样才能确保团队成员能够有效协作，并确保所有利益相关者都能访问最新信息。这些工具能够使 API 更易于理解和使用，从而有助于降低开发成本并最大限度地减少错误。

用于 API 设计的工具:

1. Swagger/OpenAPI： 用于 API 定义和文档标准。
2. 邮递员/失眠： 测试和验证 API 端点。
3. 红绿灯工作室： 用于 API 设计和建模的可视化工具。
4. Git/GitHub/GitLab： 对 API 定义文件（例如，OpenAPI 规范）进行版本控制。
5. API 网关（例如 Kong、Tyk）： 管理、保护和监控 API 流量。
6. API 监控工具（例如 New Relic、Datadog）： 监控 API 性能并检测错误。

API 设计 工具的选择取决于项目的具体需求、团队的经验以及预算。每种工具都有各自的优缺点，因此在做出决定之前务必仔细考虑。记住，合适的工具 您的 API 设计 会让你更有效率、更成功。

RESTful API 与 GraphQL：性能比较

API 设计 说到性能，评估性能至关重要。RESTful API 和 GraphQL 由于其架构方法不同，性能特征也各有不同。在本节中，我们将比较影响这两种技术性能的因素，以及它们在典型用例中的表现。

RESTful API 通常是 预定义数据结构 这可能会导致性能问题，尤其是在移动设备等带宽受限的环境中。然而，RESTful API 的简单性和广泛的理解使得缓存机制更容易实现，从而可以提高性能。

绩效指标	REST 风格的 API	GraphQL
数据传输	通常过度获取	仅请求数据（注意获取不足）
请求数	多个资源的多个请求	单个请求包含多个资源
缓存	HTTP 缓存机制	复杂的缓存策略
CPU 使用率（服务器）	较低、简单的查询	高度复杂的查询解析

GraphQL 允许客户端准确请求他们需要的数据。 解决过度获取问题这是一个显著的优势，尤其是在具有复杂和嵌套数据结构的应用程序中。然而，GraphQL 服务器可能需要更多的处理能力来解析客户端发送的复杂查询，这可能会导致额外的服务器端负载。

绩效标准

• 数据有效载荷： 发送到客户端的数据量。
• 请求时间： 请求到达服务器并接收响应所需的时间。
• 服务器处理负载： 服务器处理请求所花费的资源量。
• 缓存： 在缓存中存储和重用数据的有效性。
• 带宽使用情况： 用于数据传输的网络带宽。

RESTful 和 GraphQL API 的性能取决于应用程序的具体要求和用例。 选择正确的 API 设计会显著影响应用的性能。RESTful API 可能适合简单的数据结构和高缓存要求，而 GraphQL 可能是更适合复杂且专业的数据需求的方案。

为开发人员选择 RESTful 和 GraphQL

API 设计 开发人员在开发过程中面临的最重要的决策之一是使用哪种 API 架构。RESTful 和 GraphQL 是目前最流行的两种架构，各有优缺点。这种选择取决于多种因素，包括项目需求、团队经验和性能目标。对于开发人员来说，了解这两种架构之间的差异并选择最适合其项目的方式至关重要。

特征	REST 风格的	GraphQL
数据获取	固定数据结构	客户端指定的数据
灵活性	灵活性较差	更灵活
表现	简单查询速度快	可以针对复杂查询进行优化
学习曲线	更轻松	更陡峭

RESTful APIRESTful 以其简洁、标准化的结构而闻名。这降低了学习难度，尤其对于初学者而言，并且能够快速构建原型。RESTful 架构的简洁性非常适合中小型项目。然而，由于数据获取的固定性，需要大型复杂数据结构的项目可能会遇到性能问题。

选择时要考虑的事项

1. 项目复杂性和数据要求
2. 团队在 RESTful 和 GraphQL 方面的经验
3. 性能期望和优化需求
4. API 的长期可持续性和可扩展性
5. 客户端应用程序的需求（移动、网络等）

另一方面， GraphQL API它提供了更强大的客户端控制能力。客户端可以指定所需的精确数据，从而避免不必要的数据传输并提升性能。然而，GraphQL 的灵活性也会导致更高的复杂性和更陡峭的学习曲线。GraphQL 的优势在大型复杂项目中尤为明显，但团队理解并有效实施这项技术至关重要。

在 RESTful 和 GraphQL 之间进行选择时，务必考虑项目的具体需求和团队的能力。两种方法各有优缺点。选择合适的方案对于项目成功至关重要。请记住，最佳的 API 设计是最适合项目需求的设计。

API 设计：何时使用哪种方法？

API 设计API 设计是一个关键过程，它决定了应用程序或系统如何与外界通信。选择正确的 API 设计会直接影响应用程序的性能、可扩展性和可维护性。因此，了解何时以及为何选择 RESTful 和 GraphQL 等不同的方法至关重要。在本节中，我们将提供一些实用的见解，帮助您了解哪种 API 设计方法最适合不同的场景。

RESTful API 特别适合简单的 CRUD（创建、读取、更新、删除）操作。其面向资源的结构和对 HTTP 动词的使用提供了标准的通信模型。然而，对于复杂的数据需求以及从多个来源检索数据的需求，GraphQL 可以提供更灵活的解决方案。GraphQL 允许客户端精确指定所需的数据，从而避免不必要的数据传输并提高性能。

标准	REST 风格的 API	GraphQL API
数据需求	固定、预定义	可由客户决定
复杂	适合简单的CRUD操作	适用于复杂查询和关系数据
表现	对于简单查询来说速度很快，但可能会返回过多的数据	通过获取所需数据来提高性能
灵活性	灵活性较差，可能需要服务器端进行更改	更加灵活，适应客户端数据需求

以下是选择 API 设计方法时应遵循的步骤。这些步骤将帮助您根据项目需求和约束确定最合适的 API 解决方案。

1. 确定项目要求： 需要什么数据，执行什么操作？
2. 分析数据结构： 数据关系是怎样的，复杂程度如何？
3. 定义绩效标准： 应用程序需要多快？
4. 评估可扩展性需求： 该应用程序未来会增长多少？
5. 开发团队经验： 团队最熟悉哪些技术？
6. 考虑成本和时间限制： 哪种解决方案可以更快、更经济地开发？

重要的是要记住，API 设计没有唯一正确的答案。选择最适合项目特定需求和约束的方法是成功 API 设计的关键。在某些情况下， RESTful API 的简单性和普遍性 可能就足够了，而在其他情况下 GraphQL 的灵活性和性能 它可能更有优势。在做决定时，重要的是要考虑长期维护、可扩展性和开发成本。

API 设计中的常见错误

API 设计 实施过程中的错误会对应用程序的性能、安全性和用户体验产生负面影响。良好的 API 可以简化开发人员的工作，加快集成流程，并确保应用程序的长久寿命。然而，草率或粗心设计的 API 可能会随着时间的推移导致重大问题。因此，谨慎设计 API 并避免常见错误至关重要。

错误类型	解释	可能的结果
安全保障不足	身份验证和授权机制缺失或薄弱。	数据泄露、未经授权的访问。
不正确的 HTTP 方法	HTTP 方法（GET、POST、PUT、DELETE）使用不正确。	意外行为、数据不一致。
数据过载	返回的数据超出必要范围（过度获取）。	性能问题、带宽浪费。
文件不足	缺乏有关如何使用 API 的足够且最新的文档。	开发人员面临的挑战、集成问题。

API 的成功不仅取决于其功能，还取决于其易用性和可靠性。有缺陷的设计可能会导致开发人员避免使用该 API，从而阻碍其广泛应用。此外，安全漏洞可能导致敏感数据泄露，并严重损害声誉。因此，投入充足的时间和资源进行 API 设计将带来显著的长期效益。

要避免的错误

• 命名不一致： API 端点和数据字段的命名不一致可能会导致混乱和错误。
• 缺乏错误管理： 如果不能正确处理错误并且不返回有意义的错误消息，开发人员就很难解决问题。
• 版本问题： 未能正确管理 API 版本可能会导致向后兼容性问题。
• 缺乏性能优化： 如果未能优化 API 的性能，则会导致响应时间变慢和用户体验不佳。
• 漏洞： 忽视 SQL 注入和跨站点脚本 (XSS) 等漏洞可能会导致严重的安全漏洞。

为了避免 API 设计中的错误，良好的规划、持续的测试以及来自开发人员的反馈至关重要。此外，遵守 API 标准并遵循行业最佳实践对于成功的 API 设计至关重要。 API 安全 定期进行审计并使用工具检测安全漏洞也至关重要。

API 设计 在整个实施过程中保持一丝不苟并避免常见的陷阱对于应用程序的成功至关重要。精心设计的 API 可以简化开发人员的工作，加快集成流程，并确保应用程序的长期寿命。因此，优先考虑 API 设计并持续改进将从长远来看带来显著的效益。

结果： API 设计 适合您吗？

API 设计 具体选择取决于项目的具体需求、团队的经验以及长期目标。RESTful API 简单易用、用途广泛且支持多种工具，是许多项目的理想起点。对于使用标准 HTTP 方法的资源密集型应用程序而言，RESTful API 尤其理想。

标准	REST 风格的 API	GraphQL
灵活性	低的	高的
学习曲线	更轻松	更陡峭
效率	较低（数据缺失/过多）	更高（完整数据）
复杂	更简单	更加复杂

另一方面，GraphQL 更适合需要更灵活的数据请求、更好的客户端控制和性能优化的项目。GraphQL 的优势在移动应用、单页应用程序 (SPA) 和微服务架构等应用中尤为明显。然而，它的复杂性和额外的学习曲线也值得考虑。

根据获得的结果进行选择的步骤

1. 确定项目的核心要求（数据结构、性能需求、安全性）。
2. 评估您的团队使用 RESTful 和 GraphQL 的经验。
3. 根据项目的具体需求比较两种 API 设计的优缺点。
4. 使用小型原型尝试这两种方法来测试性能和开发的简易性。
5. 考虑您的长期维护和可扩展性需求。

真的 API 设计 选择应该经过仔细的评估和测试。两种方法各有优缺点，最佳选择是最适合您项目特定需求的方法。例如，RESTful 可能适用于简单的 CRUD 应用程序，而 GraphQL 可能更适合具有复杂数据请求的移动应用程序。请记住，技术世界瞬息万变，因此您的 API 策略可能会随着时间的推移而演变。

常见问题

API 设计中需要考虑的最重要的因素是什么？

API 设计中，用户友好性、安全性、性能、可扩展性和易集成性等因素至关重要。此外，API 文档和版本管理也是成功的 API 设计的关键要素。

RESTful API 最明显的优势是什么？在什么情况下应该优先使用它们？

RESTful API 以其简洁、符合标准和易于理解的结构而脱颖而出。它们尤其适用于需要简单数据交换、缓存机制至关重要且广泛可用的 API。

GraphQL 与 RESTful API 相比的主要区别和优势是什么？

GraphQL 允许客户端精确指定所需数据，从而避免不必要的数据传输。它还可以通过单个端点访问多个资源。这种灵活性对于复杂且动态的接口尤其有利。

API 设计中使用哪些工具，哪种工具更适合哪种目的？

Swagger/OpenAPI 用于文档化和标准化 API 设计。Postman 和 Insomnia 是用于测试和开发 API 的常用工具。对于 GraphQL，GraphiQL 用于探索 API 和测试查询。

RESTful 和 GraphQL API 在性能方面如何比较，哪些因素会影响性能？

虽然缓存机制可以提高 RESTful API 的性能，但防止 GraphQL 中不必要的数据传输也会对性能产生积极影响。影响性能的因素包括网络延迟、服务器负载、数据库性能和客户端处理能力。

开发人员应该如何在 RESTful 和 GraphQL 之间为他们的项目做出选择？

需要考虑项目复杂性、数据需求、开发团队经验和性能期望等因素。RESTful 可能更适合简单的项目，而 GraphQL 可能更适合复杂的、数据驱动的项目。

API 设计过程中常见的错误有哪些？如何避免这些错误？

文档不足、命名不一致、忽略安全漏洞、不必要的复杂性以及忽视版本管理等错误很常见。通过良好的规划、遵守标准并定期测试，可以避免这些错误。

除了使用 RESTful 或 GraphQL 之外，是否可以同时使用这两种方法？这样做有什么好处？

是的，在某些情况下，可以同时使用 RESTful 和 GraphQL。例如，RESTful API 可用于简单的数据交换，而 GraphQL 可用于复杂的查询和特定的数据需求。这种混合方法可以让您充分利用这两种技术的优势。

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