اگر نگاهی به معماری اپلیکیشن‌های جدید بیندازیم، رد پای APIها و میکروسرویس‌ها را در گوشه‌گوشه آنها مشاهده می‌کنیم. این برنامه‌ها برای ارائه تجربه‌ای کامل و بی‌نقص به مخاطبان خود نیازمند سرویس‌ها و داده‌های متعدد هستند؛ درخواست‌های پرتعدادی که می‌توانند به‌سرعت به یک کابوس برای توسعه‌دهندگان فرانت‌اند تبدیل شوند.

در چنین مواقعی، توسعه‌دهندگان حرفه‌ای به سراغ استراتژی «تجمیع API» یا API Aggregation می‌روند و سیل درخواست‌ها را به‌صورت یکپارچه مدیریت می‌کنند. در این مطلب، به توضیح کامل معماری API Aggregation می‌پردازیم، مزایا و معایب آن را بررسی می‌کنیم و با تفاوت‌های آن با API Gateway آشنا می‌شویم.

تجمیع API (API Aggregation) چیست؟

تجمیع API یا API Aggregation فرایندی است که در آن چندین فراخوانی (Call) مختلف از APIها در یک رابط کاربری واحد و یکپارچه ترکیب می‌شوند. در این معماری، به‌جای اینکه کلاینت (مانند اپلیکیشن موبایل یا وب‌سایت) مجبور باشد برای دریافت داده‌ها چندین درخواست جداگانه به سرورهای مختلف ارسال کند، تنها یک درخواست به «لایه تجمیع» ارسال می‌کند. در ادامه، لایه بک‌اند وظیفه مدیریت درخواست‌ها را برعهده می‌گیرد و با جمع‌آوری و ترکیب داده‌های مختلف، یک خروجی واحد به کلاینت برمی‌گرداند.

بیشتر بخوانید: ریسک‌های عملیاتی API خارجی در ایران

برای درک بهتر، یک اپلیکیشن موبایل را تصور کنید که باید اطلاعات پروفایل کاربر، تاریخچه سفارشات و پیشنهادهای شخصی‌سازی‌شده را نمایش دهد. بدون تجمیع API، نیاز است که اپلیکیشن سه درخواست جداگانه ارسال کند و همین مورد، میزان تأخیر (Latency) و پیچیدگی فرایند را افزایش می‌دهد. این در حالی است که با پیاده‌سازی API Aggregation، کلاینت تنها یک درخواست می‌فرستد و تمام داده‌های مورد نیاز را به‌صورت یکجا دریافت می‌کند.

چه زمانی باید از تجمیع APIها استفاده کنید؟

امروزه تجمیع API در سناریوها و معماری‌های مختلفی مورد استفاده قرار می‌گیرد که در ادامه، برخی از پرکاربردترینِ آنها را بررسی می‌کنیم.

• هماهنگ‌سازی میکروسرویس‌ها (Microservices Orchestration)

در نرم‌افزارهایی مانند میکروسرویس‌ها که هر بخش به‌صورت مستقل عمل می‌کنند، وجود یک ‌لایه تجمیع برای جمع‌آوری درخواست‌ها و ارائه یک پاسخ یکپارچه به کلاینت ضروری است. به‌طور مثال می‌توان به داشبوردهای کاربری اشاره کرد که داده‌های کاربران، سفارشات و آمارها را جمع‌آوری کرده و در اختیار کاربران قرار می‌دهد. بدون یک‌لایه تجمیع، کلاینت باید مستقیماً با چندین سرویس ارتباط برقرار کند که این موضوع هم پیچیدگی را افزایش می‌دهد و هم وابستگی میان لایه‌ها را بیشتر می‌کند.

• الگوی BFF (Backend for Frontend)

در الگوی BFF، یک سرویس بک‌اند اختصاصی برای فرانت‌اند (مثلاً اپلیکیشن موبایل) طراحی می‌شود تا داده‌ها را متناسب با نیاز آن پلتفرم تجمیع و بهینه‌سازی ‌کند. در این الگو، به‌جای اینکه یک API عمومی برای همه کلاینت‌ها طراحی شود، برای هر نوع رابط کاربری یک بک‌اند مجزا در نظر گرفته می‌شود. به عنوان مثال، نیازهای یک اپلیکیشن موبایل با نسخه وب متفاوت است. در چنین شرایطی، اگر از استراتژی API Aggregation در کنار الگوی BFF استفاده شود، هر کلاینت دقیقاً داده‌ای را دریافت می‌کند که به آن نیاز دارد.

• تجمیع داده‌ها از منابع پراکنده

یکی از کاربردهای کلیدی API Aggregation زمانی است که نیاز دارید داده‌ها را از دیتابیس‌های داخلی، APIهای شخص ثالث و سیستم‌های قدیمی (Legacy) به‌صورت یکجا دریافت کنید. این رویکرد به‌ویژه در پروژه‌های «تحول دیجیتال» (Digital Transformation) بسیار کاربردی است، چرا که بدون درگیر شدن فرانت‌اند با فرایندهای پیچیده، امکان هم‌زیستی سیستم‌های قدیمی و جدید را فراهم می‌کند.

• غنی‌سازی داده‌ها (Data Enrichment)

در بسیاری از سناریوها، داده‌ای که از یک سرویس دریافت می‌شود به‌تنهایی برای نمایش یا تحلیل کافی نیست. در این شرایط، لایه API Aggregation می‌تواند داده‌های خام را با اطلاعات تکمیلی از سایر سرویس‌ها ترکیب کرده و یک خروجی غنی‌تر و ارزشمندتر ایجاد کند. برای مثال، فرض کنید سرویس سفارش فقط شامل شناسه محصول (Product ID) و شناسه کاربر باشد. لایه تجمیع می‌تواند اطلاعات کامل محصول را از سرویس کاتالوگ دریافت کند، وضعیت ارسال را از سرویس لجستیک به دست آورد و همه این داده‌ها را در قالب یک پاسخ کامل نمایش دهد.

بیشتر بخوانید: اهمیت قابلیت دسترس‌پذیری (Accessibility) برای API ها

این موارد، تنها گوشه‌ای از ده‌ها کاربرد تجمیع API در پروژه‌های مختلف است. شما می‌توانید علاوه بر کاربردهای اشاره‌شده، از این الگو برای کاهش Over-fetching و Under-fetching، بهبود امنیت و کنترل دسترسی و همچنین بهینه‌سازی عملکرد و تجربه کاربری هم استفاده کنید.

تفاوت API Aggregation با API Gateway 

اگرچه مفاهیم KPI Aggregation و API Gateway گاهی با یکدیگر اشتباه گرفته می‌شوند و به‌جای هم مورد استفاده قرار می‌گیرند، اما هر یک نقش متفاوتی در طراحی معماری API دارند که در ادامه به آن می‌پردازیم:

• دروازه API (API Gateway)

API Gateway یک نقطه ورودی واحد برای تمام درخواست‌هایی است که توسط کلاینت به سیستم ارسال می‌شود. به بیان ساده، Gateway مسئول تسهیل ارتباط امن و سازمان‌یافته بین کلاینت و سرویس‌هاست و از ورود مستقیم کلاینت به میکروسرویس‌ها جلوگیری می‌کند.

وظایفی که API Gateway برعهده دارد عبارت‌اند از:

• مدیریت احراز هویت و مجوزدهی  (Authentication & Authorization)
• اعمال سیاست‌های امنیتی، محدودیت نرخ درخواست‌ها (Rate Limiting) و مانیتورینگ
• مسیردهی (Routing) درخواست‌ها به سرویس‌های مختلف
• ارائه پاسخ‌ بدون تغییر اساسی یا تجمیع

• تجمیع API (API Aggregation) 

برخلاف API Gateway، تجمیع API تمرکز خود را بر روی مدیریت داده‌ها و ایجاد پاسخ یکپارچه قرار داده است. به این ترتیب، کلاینت به جای ارسال چندین درخواست، تنها یک درخواست می‌فرستد و تمام اطلاعات مورد نیاز را دریافت می‌کند.

بیشتر بخوانید: از مدیریت تا هماهنگی؛ بررسی نقش API Gateway در مدیریت سرویس‌های متنوع

وظایفی که API Aggregation برعهده دارد عبارت‌اند از:

• ترکیب، غنی‌سازی و قالب‌بندی پاسخ‌ها مطابق نیاز کلاینت
• کاهش تعداد درخواست‌های کلاینت به بک‌اند
• ارائه یک پاسخ واحد و بهینه به‌جای چندین پاسخ پراکنده
• ترکیب چند API در یک Endpoint

به‌طورکلی، می‌توان گفت API Gateway و API Aggregation دو لایه مکمل در معماری‌های مدرن به شمار می‌روند که هر یک اهداف و مسئولیت‌های متفاوتی دارند. در حالی که Gateway بیشتر روی امنیت، مسیردهی و کنترل ترافیک متمرکز است، Aggregation  تلاش می‌کند تا داده‌ها را به‌صورت یکپارچه و بهینه‌سازی‌شده به کلاینت ارائه دهد.

آشنایی با نحوه عملکرد API Aggregation 

تا به اینجای کار با مفهوم تجمیع API و کاربردهای آن آشنا شده‌ایم. حال نوبت آن است که به نحوه عملکرد API Aggregation بپردازیم و مراحل پردازش آن را به‌ترتیب بررسی کنیم.

همان‌طور که پیش از این هم اشاره کردیم، API Aggregation بر پایه یک لایه واسط هوشمند بین کلاینت و سرویس‌ها بنا شده که مسئولیت جمع‌آوری، ترکیب و ارائه داده‌ها به شکل بهینه را برعهده دارد. یکی از ویژگی‌های مهم این لایه، هماهنگی و مدیریت هم‌زمانی درخواست‌ها (Concurrency Management) است. برای مثال، اگر نیاز است چندین سرویس به‌صورت هم‌زمان پاسخ دهند، لایه Aggregation معمولاً از فراخوانی‌های موازی استفاده می‌کند تا زمان پاسخ‌دهی کاهش یابد و Latency به حداقل برسد. پس از دریافت تمام داده‌ها، این لایه آن‌ها را ترکیب، فیلتر، غنی‌سازی و قالب‌بندی می‌کند تا خروجی نهایی دقیقاً مطابق نیاز کلاینت باشد.

مراحل پردازش در  API Aggregation

در این بخش به آموزش پیاده‌سازی API Aggregation به صورت مرحله‌به‌مرحله می‌پردازیم.

1. دریافت درخواست کلاینت

کلاینت تنها یک درخواست ساده ارسال می‌کند که معمولاً شامل اطلاعاتی درباره نوع داده مورد نیاز یا شناسه‌های مرتبط است. این درخواست می‌تواند در قالب REST، GraphQL و یا RPC باشد.

2. شناسایی سرویس‌های هدف

در گام بعدی، لایه Aggregation تحلیل می‌کند که برای پاسخ به درخواست، کدام سرویس‌ها و منابع باید فراخوانی شوند. این کار می‌تواند بر اساس یک نقشه مسیر داده‌ها (Data Mapping) یا یک پیکربندی داینامیک انجام شود.

3. فراخوانی موازی سرویس‌ها

برای بهینه‌سازی عملکرد، الگوی تجمیع API معمولاً از «فراخوانی موازی» (Parallel Calls) استفاده می‌کند. به این ترتیب، لایه Aggregation منتظر تکمیل هر سرویس به‌صورت ترتیبی نمی‌ماند و از این طریق، زمان کلی پاسخ‌دهی را به‌طور چشمگیری کاهش می‌دهد.

4. ادغام و غنی‌سازی داده‌ها

حال که پاسخ‌ها توسط لایه Aggregation دریافت شده‌اند، نوبت آن می‌رسد که داده‌ها به‌صورت یکپارچه با همدیگر ترکیب شوند. این مرحله ممکن است شامل اعمال محاسبات، فیلترها، حذف داده‌های تکراری، یا افزودن اطلاعات تکمیلی (Data Enrichment) باشد.

5. تولید پاسخ نهایی

در نهایت، داده‌های ترکیب‌شده به یک پاسخ واحد و منسجم تبدیل می‌شوند و در اختیار کلاینت قرار می‌گیرند. این پاسخ می‌تواند در قالب JSON ،XML یا دیگر فرمت‌های مورد نیاز کلاینت باشد.

نکات تخصصی در طراحی  API Aggregation

مراحل پنج‌گانه پردازش در تجمیع API اگر به ترتیب پیاده‌سازی شوند، ساختار کلی لایه‌ Aggregation را به وجود می‌آورند؛ اما نیاز است که علاوه‌بر این مراحل، نکات تخصصی دیگری هم رعایت شود تا این الگو به بهینه‌ترین شیوه ممکن به فعالیت بپردازد. این نکات شامل:

• کنترل خطا و Resilience

اگر یکی از سرویس‌ها نتواند به شیوه‌ای مناسب پاسخ دهد، لایه Aggregation باید با داده‌های ناقص یا  پیش‌فرض به کلاینت پاسخ دهد تا کل درخواست شکست نخورد.

•  Caching هوشمند

در فرایند Caching هوشمند، داده‌هایی که تغییرات کمی دارند در لایه Aggregation کش می‌شوند تا سرعت سیستم در پاسخگویی به درخواست‌های تکراری افزایش پیدا کند.

• پشتیبانی از Pagination و Filtering

پیشنهاد می‌شود برای داده‌های حجیم از قابلیت «پیمایش» (Pagination) و فیلترکردن داده‌ها در لایه Aggregation استفاده کنید تا از انتقال حجم بالای اطلاعات غیرضروری به کلاینت جلوگیری شود.

• مدیریت امنیت و دسترسی

هرچند که API Gateway وظیفه احراز هویت را بر عهده دارد، اما لایه Aggregation هم می‌تواند با کنترل‌های اضافی روی سطح داده‌ها و فیلترکردن محتوا، امنیت را در سطح عمیق‌تری اعمال کند. در واقع، Gateway معمولاً بررسی می‌کند که «کاربر مجاز است وارد سیستم شود یا نه»، اما Aggregation می‌تواند مشخص کند که «کاربر دقیقاً به کدام بخش از داده‌ها دسترسی دارد».

بیشتر بخوانید: Postman چیست؟ (نحوه نصب و کار با ابزار تست API)

با رعایت این نکات، API Aggregation نه‌تنها قادر است تجربه کاربری بهینه‌ای را برای مخاطبان رقم بزند، بلکه سطح امنیت و سرعت سیستم را هم به‌طور قابل‌توجهی ارتقا می‌دهد.

مزایا و معایب API Aggregation

شاید با خود تصور کنید که با توجه به کاربردهای ذکر شده برای این الگو، API Aggregation چیزی جز مزایا برای توسعه‌دهندگان به همراه ندارد؛ اما مانند هر معماری دیگری، تجمیع API هم با چالش‌هایی روبه‌روست. در ادامه، هر دو روی این سکه را موشکافی می‌کنیم.

مزایای  API Aggregation

• کاهش سربار شبکه (Network Overhead)

یکی از بزرگ‌ترین مزایای API Aggregation، کاهش تعداد درخواست‌هایی است که کلاینت باید به سرور ارسال کند. به‌جای اینکه فرانت‌اند برای دریافت هر قطعه داده یک درخواست جداگانه به سرویس‌های مختلف بفرستد، تمام درخواست‌ها از طریق یک لایه تجمیع عبور می‌کنند و یک پاسخ واحد دریافت می‌شود. این موضوع باعث کاهش مصرف پهنای باند، کاهش تأخیر در پاسخ‌دهی و کاهش فشار روی سرورها می‌شود و در نتیجه عملکرد سیستم به شکل محسوسی بهبود پیدا می‌کند.

• تجربه کاربری (UX) بهتر

با تجمیع API، کلاینت می‌تواند داده‌ها را به‌صورت یکپارچه و هماهنگ دریافت کند، بدون اینکه کاربر با تأخیرهای متعدد یا بارگذاری تدریجی اطلاعات مواجه شود. این یکپارچگی باعث می‌شود رابط کاربری در عین روان‌تر شدن، پاسخگویی سریع‌تری هم داشته باشد و در مجموع، تجربه‌ای حرفه‌ای و رضایت‌بخش برای کاربران رقم بزند.

• نگهداری آسان‌تر

لایه تجمیع به‌عنوان یک نقطه مرکزی برای مدیریت و هماهنگی داده‌ها عمل می‌کند و باعث می‌شود منطق فرانت‌اند ساده‌تر شود. با پیاده‌سازی API Aggregation، هرگونه تغییر در منابع داده یا سرویس‌ها را می‌توان در همین لایه اعمال کرد، بدون اینکه مجبور باشید تمام کلاینت‌ها را به‌روزرسانی کنید.

معایب API Aggregation

• نیاز به مدیریت خطای پیچیده

در معماری API Aggregation، چندین سرویس به‌صورت هم‌زمان در تولید یک پاسخ واحد نقش دارند. بنابراین مدیریت خطا به‌مراتب پیچیده‌تر از معماری‌های ساده است. اگر یکی از سرویس‌های وابسته دچار تأخیر یا خطا شود، لایه تجمیع باید تصمیم بگیرد که آیا پاسخ ناقص (Partial Response) ارائه دهد، داده پیش‌فرض جایگزین کند یا کل درخواست را با خطا بازگرداند. برای مقابله با این دست از چالش‌ها می‌بایست استراتژی‌های Timeout، Retry، Circuit Breaker  و FallBack به‌دقت پیاده‌سازی و اجرا شود.

• نظارت و Observability

با افزایش تعداد فراخوانی‌های داخلی در لایه Aggregation، رهگیری مسیر یک درخواست در میان سرویس‌های مختلف دشوارتر می‌شود. بدون ابزارهای مناسب برای لاگ‌برداری ساخت‌یافته (Structured Logging)، مانیتورینگ و Distributed Tracing، تشخیص منبع خطا یا گلوگاه عملکردی بسیار زمان‌بر خواهد بود. پیشنهاد می‌شود برای جلوگیری از خطاهای احتمالی، زیرساخت مشاهده‌پذیری (Observability) قدرتمند و منسجمی طراحی کنید تا عملکرد، زمان پاسخ، نرخ خطا و سلامت سرویس‌های وابسته به‌طور دقیق تحلیل و رصد شود. 

• ایجاد نقطه شکست واحد (Single Point of Failure)

از آنجا که تمام درخواست‌های کلاینت از طریق لایه تجمیع عبور می‌کنند، در صورت طراحی نامناسب، این لایه می‌تواند به یک نقطه شکست واحد تبدیل شود. درنتیجه، اگر سرویس Aggregator از دسترس خارج شود یا به‌درستی مقیاس‌پذیر نباشد، کل سیستم تحت تأثیر قرار می‌گیرد. البته می‌توان با طراحی این لایه به‌صورت مقیاس‌پذیر افقی (Horizontal Scaling) همراه با اجرای مکانیزم‌های Load Balancer و High Availability، از سد این چالش به سلامت عبور کرد.

بیشتر بخوانید: چطور امنیت داده را در APIهای هوش مصنوعی تضمین کنیم؟ 

چرا تیم‌ها از استراتژی تجمیع API استفاده می‌کنند؟

امروزه تیم‌های مهندسی و نرم‌افزاری بسیاری به استفاده از استراتژی تجمیع API در پروژه‌های خود روی آورده‌اند. اما دلیل این استقبال چیست و چه ویژگی‌هایی باعث شده تا محبوبیت این معماری روزبه‌روز نزد تیم‌های طراحی نرم‌افزار بیشتر شود. در ادامه، برخی از این موارد را بررسی می‌کنیم.

1. یکپارچه‌سازی‌های ساده‌تر

در استراتژی تجمیع API به‌جای آنکه هر کلاینت مستقیماً با چندین سرویس داخلی یا خارجی در ارتباط باشد، تنها با یک لایه تجمیع تعامل دارد. نتیجه این فرایند را می‌توان در ساده‌تر شدن اتصال و هماهنگی بین سرویس‌های مختلف به‌وضوح مشاهده کرد. 

2. کدهای سمت کلاینت تمیزتر

وقتی منطق ترکیب داده‌ها در لایه بک‌اند انجام می‌شود، کدهای فرانت‌اند بسیار ساده‌تر و خواناتر خواهند بود. از همین رو، کلاینت دیگر نیازی به مدیریت چندین درخواست، هماهنگی پاسخ‌ها یا ترکیب داده‌ها ندارد و تنها با یک API مشخص تعامل می‌کند.

3. کاهش وابستگی به تأمین‌کننده (Vendor Lock-In)

لایه تجمیع می‌تواند در قالب یک لایه انتزاعی بین کلاینت و سرویس‌های خارجی عمل کند. چنین رویکردی باعث می‌شود اگر در آینده نیاز به تغییر یک سرویس شخص ثالث یا جایگزینی یک تأمین‌کننده وجود داشته باشد، تغییرات تنها در لایه Aggregation اعمال شود و کلاینت‌ بدون نیاز به بازنویسی گسترده، همچنان به همان ساختار API قبلی دسترسی داشته باشد. این انعطاف‌پذیری ریسک وابستگی بلندمدت به یک Vendor خاص را کاهش می‌دهد. 

4. صرفه‌جویی چشمگیر در هزینه‌ها

یکی از مزایای مهمی که تیم‌های توسعه را به استفاده از رویکرد تجمیع API تشویق می‌کند، کاهش چشمگیر هزینه‌هاست. با کاهش تعداد درخواست‌های غیرضروری و جلوگیری از انتقال داده‌های اضافی، منابع سرور هم به‌صورت بهینه‌تری مصرف می‌شوند و در هزینه‌های پهنای باند تا حد زیادی صرفه‌جویی می‌شود. فراموش نکنیم که ساده‌تر شدن نگهداری و توسعه سیستم، کاهش هزینه‌های نیروی انسانی را با خود به دنبال خواهد داشت که در پروژه‌های بزرگ و با ترافیک بالا، این صرفه‌جویی بیشتر خودنمایی می‌کند.

جمع‌بندی

هر چند دنیای نرم‌افزارهای مدرن روزبه‌روز در حال پیچیده‌تر شدن است، اما جای نگرانی نیست؛ چرا که این اکوسیستم با راهکارهای هوشمندانه‌ای مانند API Aggregation به مقابله با چالش‌هایی از این دست می‌رود. تجمیع API با ایجاد یک لایه Aggregation هوشمند و مدیریت چند API در یک سیستم، سیل درخواست‌های پراکنده را به یک جریان منظم و بهینه تبدیل می‌کند؛ جریانی که هم سربار شبکه را کاهش می‌دهد وهم تجربه کاربری را به‌طور ملموسی بهبود می‌بخشد. درمجموع، API Aggregation را می‌توان پلی میان پیچیدگی‌های اجتناب‌ناپذیر بک‌اند و سادگی مورد انتظار کلاینت‌ها دانست.