APIは、アプリケーションが互いに通信するための重要な橋渡し役です。この記事では、APIの中でも主にWeb APIの基本概念から始め、RESTful、GraphQL、SOAPなど様々な種類のAPIとそれらの通信プロトコルについて徹底解説します。また、実際の活用事例を通じて、どのAPIをプロジェクトに適用すべきかを一緒に学んでいきましょう！

APIの種類をまずは一覧で紹介

API（Application Programming Interface）は、異なるソフトウェア間でのデータ交換や機能の利用を可能にする仕組みです。APIには様々な種類があり、それぞれ異なる用途や機能を持っています。以下は、主に使用されるAPIの種類の一覧です。

これらのAPIは、ソフトウェア開発において重要な役割を果たし、異なるシステムやアプリケーション間での連携とデータの流れをスムーズにします。そして、この中でもWeb APIはインターネットを介してサービスやデータにアクセスするためのインターフェースを提供します。これにより、異なるプラットフォームや言語で書かれたアプリケーション間でのデータのやり取りが可能になります。

例えば、天気情報、ソーシャルメディアの投稿、オンライン支払いサービスなど、多岐にわたるサービスがWeb APIを通じて提供されています。次のセクション以降は、Web APIについて詳しく見ていきます。

APIとは？基本を図解でわかりやすく解説！

Web APIはインターネット上でサービス間のデータ交換を可能にする技術です。このセクションでは、その通信の仕組みと動作プロセスを図解を使ってわかりやすく解説し、Web APIを使用することのメリットを紹介します。

Web APIの基本概念: 通信の仕組みを理解する

Web API（Web Application Programming Interface）は、異なるソフトウェア間で情報を交換し、機能を共有するための仕組みです。基本的に、インターネットを介してデータをリクエストし、レスポンスを受け取るプロセスによって機能します。

リクエストは、特定のURL（エンドポイント）に対してHTTPメソッド（GET、POST、PUT、DELETEなど）を使用して送信されます。

例えば、あるウェブサービスの天気情報を取得したい場合、そのサービスが提供するWeb APIのエンドポイントに対して「GET」リクエストを送り、天気データをJSONまたはXML形式でレスポンスとして受け取ります。

この仕組みにより、ウェブサイトやアプリケーションは、ユーザーにリアルタイムの情報を提供したり、他のサービスの機能を統合したりすることが可能になります。Web APIの使用により、開発の効率化、サービスの拡張性、ユーザーエクスペリエンスの向上が期待できます。

 図解で見るWeb APIの動作プロセス

Web APIの動作プロセスは、クライアントとサーバー間のやり取りによって成り立っています。このプロセスを簡単に図解すると、まずクライアント（例えば、ウェブブラウザやスマートフォンアプリ）がHTTPリクエストを用いてサーバーに対して情報の要求を行います。このリクエストには、欲しい情報が何か、どのような形式で受け取りたいかという情報が含まれています。

サーバー側では、このリクエストを受け取り、要求された処理を実行します。処理が完了すると、サーバーはクライアントに対してHTTPレスポンスを送信します。このレスポンスには、要求されたデータや処理結果が含まれており、通常はJSONやXMLの形式でエンコードされています。

クライアントはこのレスポンスを受け取り、データを解析・表示します。例えば、天気予報のWeb APIを利用している場合、レスポンスには天気予報データが含まれており、アプリケーションはこれをユーザーに表示します。この一連の流れにより、Web APIを介したアプリケーション間のデータ交換が実現されます。

Web APIを使用するメリット

Web APIを使用することには多くのメリットがあります。まず、異なるプラットフォーム間でのデータ共有と機能の統合が容易になります。Web APIはプラットフォームに依存しないため、異なる種類のデバイスやアプリケーション間で情報を交換することができます。これにより、開発者は一度の開発で複数のプラットフォームに対応するアプリケーションを作成することが可能になり、開発の効率化が図れます。

また、リアルタイムでのデータ更新が可能になるため、ユーザーに対して最新の情報を提供することができます。例えば、天気予報や株価情報など、常に更新されるデータを扱うアプリケーションにおいて、Web APIを通じてリアルタイムで情報を取得し、ユーザーに提供することができます。

さらに、既存のシステムやサービスを再利用し、新しい価値を創出することも可能です。例えば、地図情報を提供するWeb APIを使用して、位置情報に基づくサービスを開発したり、ソーシャルメディアのAPIを利用して、ユーザーのソーシャルメディア上の活動をアプリケーション内で利用したりすることができます。

これらのメリットにより、Web APIは多様なビジネスシーンで活用されており、柔軟かつ効率的なアプリケーション開発を実現しています。

まずはどんな種類のWeb APIがあるのか、いつくか例を一覧で見てみましょう。

RESTful APIの特徴と使用のタイミング

RESTful APIは、ウェブ上でリソース指向のアーキテクチャを採用したAPIです。これは、ウェブの基本的な原則に沿って設計されており、リソース（データやオブジェクト）に対して簡単にアクセスし、操作することができます。RESTful APIの最大の特徴は、ステートレスな通信であり、各リクエストが独立しており、セッション情報をサーバー側で保持する必要がない点です。これにより、大規模な分散システムでもスケーラビリティと信頼性が向上します。

RESTful APIは、HTTPメソッド（GET、POST、PUT、DELETE）を使用してリソースにアクセスします。このシンプルさが、開発者にとって大きなメリットとなり、ウェブサービスやアプリケーションの開発が容易になります。また、JSONやXMLといった標準的なデータフォーマットを用いるため、異なるプラットフォーム間での互換性が高いです。

公開APIやマイクロサービスアーキテクチャ、モバイルアプリケーションのバックエンドなど、幅広い分野でRESTful APIが活用されています。特に、データのCRUD（作成、読み取り、更新、削除）操作が必要な場合や、スケーラブルでメンテナンスしやすいシステムを構築したい場合に適しています。

RESTやRESTfulとはそもそも何？

REST（Representational State Transfer）は、Webアプリケーションやサービスを設計するためのアーキテクチャスタイルです。1999年にロイ・フィールディングによって提唱され、彼の博士論文で初めて詳述されました。RESTは、インターネット上での分散システム、特にハイパーテキストシステムを構築するためのガイドラインを提供します。

RESTの主な原則：

(1)クライアント-サーバー構造： クライアントとサーバーは独立しており、それぞれが個別に開発できます。

(2)ステートレスな通信： 各リクエストは独立しており、以前のリクエストからのコンテキストを持ちません。

(3)キャッシュ可能： リクエストされたリソースはキャッシュ可能であるべきです。これにより、効率とスケーラビリティが向上する。

(4)統一インターフェース： シンプルな統一インターフェースを通じてリソースにアクセスします。これには、リソースの識別、リソースの表現、自己記述メッセージ、アプリケーションの状態の操作などが含まれます。

(5)レイヤー化システム： クライアントは最終的にエンドポイントと通信しているかどうか知ることができず、中間レイヤーを通じてリクエストが可能です。

(6)コード・オン・デマンド（オプション）： サーバーからクライアントにコードを送信し、クライアント側で実行することができます。これはオプションであり、すべてのRESTサービスで使用されるわけではありません。

RESTfulとは、これらのREST原則に従って設計されたWebサービスやAPIを指します。RESTfulサービスは、リソースの状態や機能を表現するためにHTTPメソッド（GET、POST、PUT、DELETEなど）を利用し、Webの標準に基づいて効率的な通信を実現します。RESTfulアーキテクチャは、そのシンプルさとWebとの親和性の高さから、現代のWeb開発で広く採用されています。

GraphQL API: 柔軟なデータ取得の可能性

GraphQL APIは、Facebookによって開発され、2015年に公開されたデータクエリ言語であり、Web APIの設計における新たなアプローチを提供します。従来のRESTful APIと比較して、GraphQLはクライアントがサーバーに対して具体的に必要なデータの構造をリクエストできる点が最大の特徴です。これにより、過剰または不足なデータ取得の問題を解決し、アプリケーションのパフォーマンスを向上させることができます。

GraphQL APIを使用する主なメリット：

データ取得の柔軟性: クライアントは必要なデータのみを指定して取得できるため、不必要なデータの取得を避けることができます。

効率的なデータローディング: 複数のリソースからデータを1つのリクエストで取得できるため、ネットワーク利用の効率が向上します。

型システムによる自己文書化: GraphQLは型システムを持っており、APIのスキーマがそのままドキュメントとして機能します。

クエリ言語による強力なデータ検索: 複雑なクエリも簡単に記述でき、データの絞り込みやソートなどが直感的に行えます。

これらの特性により、GraphQLは特にモバイルアプリケーションや複雑なウェブアプリケーションの開発において、データを効率的に扱いたい場合に適した技術とされています。また、開発者はAPIからのデータ取得をより細かく制御できるため、ユーザー体験の向上にも寄与します。

SOAP API: セキュリティとトランザクションに強い

SOAP（Simple Object Access Protocol）APIは、XMLベースのプロトコルで、インターネット上での情報交換を目的として設計されています。SOAPは主に企業間（B2B）の通信で利用され、セキュリティ、トランザクション管理、メッセージングの信頼性などに対する強固なサポートを提供します。

SOAP APIの特徴：

セキュリティ： WS-Securityという仕様を通じて、メッセージレベルでのセキュリティを実現します。これにより、機密情報を含むデータの交換が安全に行われます。

トランザクション管理： WS-AtomicTransactionを使用して、分散トランザクションを管理し、処理の一貫性と完全性を保証します。

信頼性： WS-ReliableMessagingにより、メッセージの配信確認や重複排除など、信頼性の高いメッセージングを実現します。

拡張性： SOAPはプロトコルレベルでの拡張性が高く、さまざまなサービスとの統合が可能です。

これらの特性により、SOAP APIは銀行システムや医療情報システムなど、高度なセキュリティと信頼性が要求されるアプリケーションで広く利用されています。また、複雑なビジネスロジックやトランザクションが絡む場合にも適しており、堅牢なシステム構築を支援します。

API通信プロトコルとは？基礎から応用まで解説！

プロトコルは、通信の各層（アプリケーション層、トランスポート層、ネットワーク層など）で異なる役割を持ち、それぞれが特定の機能を果たします。例えば、HTTP（HyperText Transfer Protocol）はウェブページの送受信に用いられるアプリケーション層のプロトコルであり、TCP/IP（Transmission Control Protocol/Internet Protocol）はインターネット上でのデータ伝送を管理するトランスポート層とネットワーク層のプロトコルです。

API通信プロトコルは、Web APIがデータ交換を行う際のルールや規約です。このセクションでは、HTTP/HTTPSの基本、リアルタイム通信を可能にするWebSocket、そしてプロトコル選択時の重要な考慮点である性能、セキュリティ、互換性について解説します。

HTTPとHTTPS: Web APIの基盤

HTTP（HyperText Transfer Protocol）とHTTPS（HTTP Secure）は、Web APIの基礎となる通信プロトコルです。HTTPはウェブ上で情報をやり取りするための標準プロトコルで、クライアント（ブラウザやアプリ）からサーバーへのリクエスト送信と、サーバーからクライアントへのレスポンス返送の基本的な枠組みを提供します。一方、HTTPSはHTTPにセキュリティ層（SSL/TLS）を加えたもので、データの暗号化を通じて通信の安全性を高めます。これにより、情報漏洩や改ざん、中間者攻撃から保護された安全なデータ交換が可能になります。

HTTP/HTTPSは、Web APIを介したデータの取得や送信において、広く採用されています。特に、機密情報を扱う場合や、セキュリティを重視するアプリケーションではHTTPSが必須とされ、ユーザーの信頼性確保やSEO対策としても重要な役割を果たしています。また、HTTP/2の導入により、通信の効率化やパフォーマンスの向上が図られ、より高速なWeb体験の提供が可能になっています。

WebSocket API: リアルタイム通信の実現

WebSocketは、リアルタイムのウェブ通信を可能にする技術で、HTTPプロトコルとは異なり、サーバーとクライアント間で持続的な双方向通信チャネルを確立します。従来のHTTP通信ではクライアントからサーバーへのリクエストが必要でしたが、WebSocketを使用すると、サーバーからクライアントへも直接データをプッシュすることができます。

WebSocketプロトコルは、最初に「ハンドシェイク」と呼ばれるプロセスを通じてHTTP接続を確立し、その後、この接続をWebSocket接続に「アップグレード」します。これにより、一度の接続で複数のメッセージを送受信できるようになり、通信のオーバーヘッドを大幅に削減できます。

この特性により、WebSocketはチャットアプリケーション、オンラインゲーム、リアルタイムの金融取引プラットフォーム、ライブスポーツのスコア更新など、リアルタイムデータのやり取りが求められるウェブアプリケーションに適しています。WebSocketは、低遅延で効率的な通信を実現し、リアルタイムウェブの可能性を広げる重要な技術です。

プロトコルの選択が重要になるケースは？

多くの場合、HTTP/HTTPSといった基本的なWeb通信プロトコルが自動的に利用されます。これらのフレームワークやCMSは、一般的なWebアプリケーション開発のための標準的なプロトコルと設定を既に組み込んでいるため、開発者が個別にプロトコルを選択する必要はありませんが、プロトコルの選択が特に重要になるケースは、カスタムWebアプリケーションの開発や、特定の機能を実現するためのAPIの設計・実装に関わる場合です。

プロトコルの選択は、アプリケーションの性能、セキュリティ、開発の複雑さ、将来の拡張性などを総合的に考慮して行われるべきなので、プロジェクトの初期段階で要件をしっかりと分析し、目的に最も適したプロトコルを選択することが重要です。

WebAPIとプロトコルの関係性をもっとわかりやすく！

少々内容が、難しくなってきましたので例え話で説明してみましょう。インターネットを図書館に例えてみます。

Twitter APIなどWeb APIの活用方法とは？

Twitter APIなど、多くのソーシャルメディアプラットフォームやWebサービスが独自のAPIを提供しています。これらのAPIを利用することで、さまざまなデータの取得やアプリケーションの機能拡張が可能になります。以下に、主なAPIの例をいくつか紹介しますので、ぜひ参考にしてみて下さい。

Facebook Graph API

FacebookのデータにアクセスするためのAPIで、ユーザーのプロフィール情報、投稿、写真などを取得したり、アプリからFacebookにデータを投稿することができます。

Instagram Graph API

InstagramのビジネスアカウントやクリエイターアカウントのデータにアクセスするためのAPIです。投稿の取得、コメントやいいねの管理、ストーリーズのデータ分析などが可能です。

YouTube Data API

YouTubeの動画、プレイリスト、チャンネル情報を取得したり、動画のアップロードやコメントの管理などを行うためのAPIです。

Google Maps API

地図の表示、地理的な情報の検索、経路計算など、Google Mapsの機能をウェブサイトやアプリケーションに統合するためのAPI群です。

Spotify Web API

Spotifyの音楽ストリーミングサービスと連携するためのAPIで、楽曲やプレイリストの検索、音楽再生の制御、ユーザーの再生履歴や保存したコンテンツの取得などが可能です。

Slack API

Slackのメッセージングプラットフォームと連携するためのAPIで、メッセージの送受信、チャンネル管理、アプリケーションのSlackへの統合などが可能です。

GitHub API

GitHubのリポジトリ、イシュー、プルリクエストなどのデータにアクセスするためのAPIです。リポジトリの管理やコードの変更履歴の取得などが可能です。

これらのAPIを利用することで、さまざまなWebサービスのデータを取得したり、外部サービスとの連携機能をアプリケーションに組み込むことができます。APIを利用する際には、各サービスの利用規約やデータ保護のポリシーを遵守することが重要です。

これらのAPIを利用することで、さまざまなWebサービスのデータを取得したり、外部サービスとの連携機能をアプリケーションに組み込むことができます。APIを利用する際には、各サービスの利用規約やデータ保護のポリシーを遵守することが重要です。

まとめ

いかがでしたでしょうか？この記事を通して、APIの基本からさまざまな種類のAPI、そしてそれぞれの通信プロトコルまでを扱いました。Web APIの世界を広範囲にわたり理解していただけたのであれば幸いです。RESTful API、GraphQL API、SOAP APIといった異なるAPIの特徴を探り、それぞれがどのようなシナリオで最適であるかを明らかにしました。これらの情報をもとに、自分のプロジェクトやアプリケーションに最適なAPIを選択し、効率的に統合することができるでしょう。是非、APIを利用した開発も弊社にお任せ下さい！