Forrester Total Economic Impact™の調査によると、Edwin AIは複合組織において313%の投資対効果（ROI）を実現したことが判明しました。

続きを読む

Partners

ドキュメント

LMアカデミー

LMコミュニティ

価格

Platform
解決策
業種
職種
結果はありません。
無料トライアル

14日間フルアクセス LogicMonitor プラットフォーム

Forrester Total Economic Impact™の調査によると、Edwin AIは複合組織において313%の投資対効果（ROI）を実現したことが判明しました。

続きを読む

APIモニタリング

APIアーキテクチャのパターンとベストプラクティス

RESTからGraphQLまで、APIアーキテクチャは拡張性、速度、そして回復力を左右します。エンジニアが知っておくべきことを以下にまとめました。

9〜14分

デントン千倉

クイックダウンロード:

APIアーキテクチャは、その上で動作するすべてのものの設計図です。間違ったパターンを選択すると、大規模なシステムでその影響を実感することになります。

  • APIアーキテクチャは、データ、統合、アプリケーション、インタラクションという4つの異なるレイヤーで構成されており、それぞれが連携して機能する必要がある役割を担っています。

  • 本番環境では、主に5つのスタイルが主流となっている。シンプルさを重視するREST、スピードを重視するgRPC、リアルタイム性を重視するWebSocket、精度を重視するGraphQL、そして構造化されたエンタープライズワークフローを重視するSOAPである。

  • セキュリティ、バージョン管理、キャッシュ、およびドキュメント作成は、問題が発生した後に後付けするのではなく、最初からアーキテクチャに組み込んで設計する必要がある。

  • 実際のユースケースに合わせてアーキテクチャを設計し、初日からAPI監視に投資してください。トラフィックが増加すると、パフォーマンスの問題は急速に悪化します。

APIアーキテクチャとは、アプリケーションプログラミングインターフェース（API）の設計と構造を指し、異なるAPIコンポーネントがどのように相互作用し、通信するかを規定するものです。APIアーキテクチャは、APIコンシューマーに提供すべき機能を決定するルールで構成されます。

この記事では、APIアーキテクチャの本質とその構成要素、一般的なAPIアーキテクチャの種類、そしてより優れたAPIを開発するための重要な実践方法について掘り下げていきます。

主要なAPIアーキテクチャ概念の概要

概念 詳細説明
APIアーキテクチャAPIを作成するためのルールとガイドラインのセット。APIと利用者間のやり取りを規定する。
コンポーネントエンドポイント、リクエストとレスポンス、データモデル、HTTPメソッド、認証、レート制限、ミドルウェア、監視ツールなど。 
一般的なタイプREST、SOAP、gRPC、WebSocket、GraphQLなど
より良いAPIを構築するための重要な実践方法バージョン管理、命名規則、拡張性、パフォーマンス監視、適切なキャッシング、優れたセキュリティ対策、十分なドキュメント作成。

APIアーキテクチャとは何ですか？

アプリケーションプログラミングインターフェース（API）とは、バックエンドのデータとアプリケーション機能を新しいアプリケーションで利用できるようにするためのソフトウェアインターフェースです。APIアーキテクチャとは、APIが他のコンポーネントとどのように連携するかを定義する一連のルールと共通の手法です。これは、バックエンドサービスの設計、開発、提供のためのフレームワークを提供します。適切なAPIアーキテクチャを用いることで、モジュール化され再利用可能なアプリケーションを作成できます。 

概要

APIアーキテクチャは、大きく4つの層に分けることができます。

図：APIアーキテクチャの4層構造

データ層

データ層は、データの保存、取得、操作を担当します。通常、データベース、データストレージシステム、永続データコンポーネントなどが含まれます。データ層の主な役割は、情報が効率的に保存および取得されることを保証することです。

統合レイヤー

統合レイヤーは、さまざまなシステムやサービスの統合を管理することで相互運用性を向上させます。データレイヤーとアプリケーションレイヤーの間に位置し、データの通信と調整を円滑にします。また、データ変換、検証、異なるコンポーネント間の継続的な情報フローの確保といったタスクにおいても重要な役割を果たします。 

アプリケーション層

APIアーキテクチャの中核となるのはこの層です。この層は、APIの動作方法と、受信したリクエストに基づいて実行できる操作を定義します。ビジネスロジックと機能をホストし、受信リクエストを解釈・処理します。また、必要な操作を実行し、API全体の動作を統括します。 

インタラクションレイヤー

インタラクション層は、APIと外部システム、アプリケーション、またはユーザー間のインターフェースとして機能します。受信リクエストの管理、認証処理、およびレスポンスの伝達を行います。APIインタラクションのゲートウェイとして、セキュリティを提供し、外部との通信効率を向上させます。

コンポーネント

以下の表で、APIアーキテクチャの構成要素について説明します。

名前 詳細説明
Endpoints エンドポイントとは、APIとのやり取りの入り口を定義するURLまたはURIのことです。エンドポイントは、APIへのアクセス場所と方法を指定し、利用者がAPIと通信するための構造化された方法を提供します。
リクエストとレスポンスリクエストは、コンシューマーとAPI間の基本的な通信単位であり、アクションを開始し、レスポンスは結果を提供する。レスポンスには、ヘッダー、ボディ、ステータスコードなどの情報が含まれており、アプリケーション間の相互作用の基盤を形成する。
データモデルデータモデルは、APIとその利用者間で交換される情報の構造と形式を規定します。データ型、関係性、データの表現方法を定義することで、通信の一貫性を確保します。
HTTPメソッドGET、POST、PUT、DELETEなどのHTTPメソッドは、リソースに対して実行するアクションを指定します。これらはAPI上で実行できる操作を定義し、データとのやり取りを標準化された方法で提供します。
認証と承認認証はAPIにアクセスするユーザーまたはシステムの身元を確認し、認可は適切なアクセスレベルを付与します。これらのコンポーネントにより、認可されたエンティティのみがAPIとやり取りし、特定のアクションを実行できるようになります。
レート制限レート制限は、指定された時間間隔内に許可されるリクエスト数を制御します。これにより、不正利用を防止し、APIの安定性を維持し、利用者がリクエストを行うことができる頻度を制限することで、公平な利用を確保します。
ミドルウェアミドルウェアは中間層として機能し、異なるAPIコンポーネント間の通信を円滑にします。リクエスト処理、検証、認証、レスポンスのフォーマットといっ​​たタスクを処理します。
WebhooksWebhookは、APIが特定のイベントについて外部システムに通知することを可能にすることで、リアルタイムの通信と通知を実現します。また、非同期的な更新とやり取りのためのメカニズムを提供します。
プロキシとゲートウェイプロキシとゲートウェイは、ルーティング、トラフィックの分散、およびセキュリティを管理します。これらはクライアントとAPI間の仲介役として機能し、負荷分散、キャッシング、安全な通信の確保といったタスクを処理します。
ロードバランサーロードバランサーは、受信トラフィックを複数のサーバーに分散させることで、リソース利用率を最適化し、単一のサーバーに過負荷がかからないようにします。これにより、APIのスケーラビリティ、可用性、信頼性が向上します。
APIテストおよび監視ツールAPIテストおよび監視ツールは、APIの可用性、信頼性、および最適なパフォーマンスを保証します。これらのツールは、問題の特定と解決を支援し、APIエコシステム全体の健全性を向上させます。理想的なAPI監視ツールは、可用性、パフォーマンス、および長期的な回帰分析のためのカスタムKPIメトリクスを収集する必要があります。また、機能テストとデータ整合性の検証を行うためのペイロードを実行する必要もあります。
サーキットブレーカサーキットブレーカーは、APIが失敗する可能性が高い操作を繰り返し実行しようとするのを防ぐ安全機構です。サービス障害発生時にリクエストを一時的に停止することで、システムの回復力を高め、復旧のための時間を確保します。

一般的なAPIアーキテクチャの種類

さまざまな機能やパフォーマンス要件に対応するため、多様なAPIアーキテクチャが存在します。技術の進歩に伴う通信プロトコルの変更に適切に対応するために、いくつかのスタイルが生まれました。gRPCのように速度と効率性を重視するスタイルもあれば、パフォーマンスよりもデータの整合性を優先するスタイルもあります。以下では、一般的なスタイルについて説明します。

石鹸 

ワールドワイドウェブコンソーシアム（W3C）が管理するシンプルオブジェクトアクセスプロトコル（SOAP）は、最も初期のAPIアーキテクチャの一つです。メッセージのフォーマットにXMLを使用することで、アプリケーション間の通信における標準化されたアプローチを保証します。 

SOAPの用語では、クライアントはサービス要求者、サーバーはサービス提供者です。交換されるXMLメッセージは、「エンベロープ」要素を持つ標準化された構造で、通常は「ヘッダー」と「ボディ」セクションが含まれます。Webサービス記述言語（WSDL）はSOAP APIを定義し、その構造に関する包括的な設計図を提供します。

RESTは軽量なやり取りに重点を置いているのに対し、SOAPは構造化されたデータ交換と堅牢なセキュリティを優先します。SOAP APIは、セキュリティ、一貫性、耐久性が最優先されるシナリオで真価を発揮します。しかし、SOAP APIは古い技術であるため、現代のマイクロサービスアーキテクチャではあまり普及していません。

SOAP APIアーキテクチャ

REST

表現状態転送（REST）アーキテクチャに基づいて構築されたAPIは、そのシンプルさから開発者の間で人気があります。RESTful APIは、6つのアーキテクチャ原則に従います。

REST APIは、その設計と機能性を導く6つの重要な原則に従っています。

  1. 分離 ― クライアント（データを要求するアプリケーション）とAPIサーバー（データを提供する側）の分離。
  2. ステートレス性 ― クライアントからサーバーに送信される各リクエストには、処理に必要なすべての情報が含まれていなければならない。 
  3. リソースベース—REST APIは、URIを通じてアクセス可能なリソースとしてデータと機能を提供します。
  4. 統一インターフェース ― クライアントがサーバーリソースとやり取りする方法に関する一貫したルール。 
  5. キャッシュ可能 ― リクエストに対するレスポンスは、可能な限りクライアントとサーバーの両方でキャッシュ可能であるべきです。
  6. 階層型システム—このアーキテクチャでは、サーバーとクライアントの間にキャッシュやロードバランサーなどの中間層を設けることが可能です。

クライアントは、リソースにアクセスして操作するために、GET、POST、PUT、DELETEなどの標準的なHTTPメソッドを使用できます。すべてのリソースには、効率性を高めるために一意の識別子が割り当てられています。リクエストにヘッダーとパラメータを使用することで、開発者の柔軟性が向上します。

REST APIは拡張性が高いため、好まれています。クライアントからのリクエストが増加した場合でも、サーバーリソースや中間サーバーを柔軟に追加または削除できます。明確に定義された原則により、保守とアップグレードが容易になります。

REST APIアーキテクチャ

gRPC

gRPCGoogleが開発したAPIアーキテクチャスタイルは、APIとのやり取りにリモートプロシージャコールを使用します。サービスは機能をメソッドとして公開し、クライアントはローカル関数呼び出しと同様にそれらを呼び出すことができます。 

gRPCは、データ構造とメッセージを定義するための言語に依存しないフォーマットであるプロトコルバッファを採用しています。これにより、多様なプログラミング言語間での効率的な通信が可能になります。RESTと同様に、単一リクエスト、単一レスポンスの通信をサポートしていますが、より現代的なAPIスタイルであるため、サーバーストリーミング（継続的なサーバー更新）、クライアントストリーミング（データストリームの送信）、双方向ストリーミング（リアルタイム通信）も組み込まれています。 

gRPCは高速かつ効率的なデータ交換を最優先するため、レイテンシに敏感なアプリケーションに最適です。開発者はその拡張性と速度を高く評価しており、迅速かつ効率的なデータ交換が求められるシナリオに適しています。

gRPC APIアーキテクチャスタイル

WebSocketの

WebSocketは、クライアントとサーバー間で全二重のリアルタイム通信を可能にする通信プロトコルです。従来のHTTPリクエストとは異なり、WebSocketは双方向通信を可能にし、クライアントとサーバーの両方が必要に応じてメッセージの送受信を行うことができます。これにより、リアルタイムのデータ交換とインタラクティブな体験が実現します。

WebSocket APIは、メッセージごとに接続を開閉するのではなく、単一の永続的な接続を確立し、その上でデータが継続的に流れます。データは通常、伝送速度を最適化するためにJSONまたはProtocol Buffersで交換されます。これにより、ネットワークのオーバーヘッドが削減され、通信効率が向上します。

従来の要求応答型アーキテクチャとは異なり、WebSocket APIはクライアントとサーバー間のデータ転送を瞬時に行うことができます。そのため、ライブダッシュボード、チャット、オンラインゲーム、金融取引プラットフォームなど、低遅延の更新を必要とするアプリケーションに最適です。

GraphQL

REST APIは、API間のデータ交換において粒度が限られていました。例えば、顧客データが要求された場合、REST APIはサーバーレコード全体を返し、クライアントはサーバーから必要なデータをフィルタリングします。このため、データの過剰取得や不足が発生し、通信効率が低下することがあります。一方、GraphQLアーキテクチャでは、クライアントが必要なデータを正確に指定できます。これは、GraphQLスキーマ言語（SDL）のような柔軟な言語で記述されたクエリによって実現されます。 

APIの機能は、利用可能なデータ型、フィールド、およびそれらの関係を記述したスキーマによって定義されます。クライアントはこのスキーマを使用してクエリを生成します。クライアントは単一のクエリでネストされたデータ構造を要求し、関連データを一度に取得できます。これにより、データ取得が簡素化され、複数のサーバー呼び出しが不要になります。

GraphQLクエリは宣言型であり、必要なデータを指定しますが、データの取得方法は指定しません。これにより、サーバーは実行を最適化し、さまざまなデータソースを効率的に活用できます。また、GraphQLは構造化されたエラー処理メカニズムを提供し、クエリ実行中に発生したエラーに関する詳細情報を返します。 

クライアントのニーズが多様かつ動的で、複雑なデータ構造やデータ間の関係が存在し、ネットワークリソースが限られている場合は、GraphQLの利用を検討すると良いでしょう。

より良いAPIを構築するための重要な実践方法

より効率的なAPIアーキテクチャを開発するには、以下の方法を参考にしてください。

バージョン管理

 バージョン管理を導入することで、APIの変更時に後方互換性とスムーズな移行が確保されます。これにより、既存の利用者に影響を与えることなくAPIを進化させることが可能になり、より信頼性が高く適応性の高いエコシステムが構築されます。

一貫した命名

リソースとエンドポイントに統一された正確な名前を使用することで、明瞭性と予測可能性が向上します。命名規則の一貫性により理解が容易になり、開発者にとってAPIがより使いやすくなります。

リソースのグループ化

関連する機能をグループ化することで、リソースを論理的に整理します。これにより、APIの構造が改善され、一貫性のある直感的な機能配置が実現することで、開発者の利便性が向上します。

監視

APIテストおよび監視ツールを活用する。 LogicMonitor APIのパフォーマンスに関する洞察を得るのに役立つ優れたツールセットを提供します。包括的な監視、アラート、およびレポートメカニズムを設定して、問題を事前に特定して対処し、最適な可用性と応答性を確保します。また、透過的なHTTPステータスコードを使用し、APIレスポンスでメッセージを適切に表現することで、クライアントとサーバー間の通信効率を高めます。このプラクティスは、リクエストの理解と処理を促進し、API内でのより効率的で信頼性の高いやり取りに貢献します。

キャッシング

応答時間を短縮し、サーバー負荷を最小限に抑えるために、効果的なキャッシュ戦略を実装してください。キャッシュメカニズムを賢く活用して、頻繁にリクエストされるデータを保存および提供することで、API全体の効率を向上させます。また、適切なキャッシュ有効期限を設定し、キャッシュの使用頻度を抑えるよう特に注意してください。 

拡張性

APIアーキテクチャは、最初から拡張性を考慮して設計してください。拡張性の高いインフラストラクチャ、負荷分散、および分散戦略を採用することで、パフォーマンスと応答性を維持しながら、増加する需要に対応できるようにしてください。 

セキュリティ

堅牢な認証および認可メカニズムを導入することで、セキュリティを最優先事項とします。転送中のデータには暗号化を適用し、機密情報を安全に取り扱い、潜在的な脆弱性から保護するためにセキュリティのベストプラクティスに関する最新情報を常に把握してください。

ドキュメント

APIを徹底的に文書化し、エンドポイント、リクエスト/レスポンス形式、認証方法、使用例に関する明確かつ包括的な情報を提供してください。適切に文書化されたAPIは、統合作業を容易にし、開発者の満足度を高めます。

エラー処理

堅牢なエラー処理メカニズムを実装し、意味のあるエラーメッセージとステータスコードを提供します。明確で分かりやすいエラー応答は、開発者が問題を迅速にトラブルシューティングして解決するのに役立ち、ユーザーエクスペリエンス全体を向上させます。

テストと検証

APIエンドポイントの信頼性を確保するために、適切なテストを実施してください。また、LogicMonitorの包括的なテストツールを使用して、さまざまな負荷とシナリオを想定した負荷テストと適切な検証をすべてのエンドポイントで実行し、APIの健全性と回復力を維持してください。このアプローチにより、潜在的な問題を早期に特定し、最適なパフォーマンスと応答性を保証します。 

最後の考え

APIアーキテクチャは、ソフトウェアの統合、モジュール性、再利用性の基盤となります。この記事では、最適なAPI開発のための構成要素、レイヤー、タイプ、ベストプラクティスについて解説します。APIコンポーネントとレイヤーのモジュール構造を理解することは、一貫性のあるフレームワークの必要性を強調する上で非常に重要です。RESTfulからGraphQLまで、多様なタイプが存在することは、APIアーキテクチャが多様なアプリケーション要件に適応できることを示しています。 

重要なポイントとしては、堅牢なAPI開発において、シンプルさ、セキュリティ基準の遵守、そして包括的なドキュメント作成が重要であることが挙げられます。進化し続けるデジタル環境において、適切に設計されたAPIアーキテクチャは依然として極めて重要であり、システム間の効率的なコミュニケーションとコラボレーションを可能にします。

章

    ニュースレター

    最新情報のメール配信を登録

    最新のブログ、ホワイトペーパー、電子ガイドなどを直接受信ボックスにお届けします。

    シェア

    APIアーキテクチャの信頼性は、その内部構造を把握する能力に左右される。

    LogicMonitorは、APIインフラストラクチャのあらゆるレイヤーにおけるレイテンシ、エラー率、依存関係をリアルタイムで可視化し、フルスタックの可視性を提供します。これまで見落としていた問題点を明らかにしましょう。

    よくあるご質問

    APIアーキテクチャとAPI設計の違いは何ですか？

    APIアーキテクチャは、APIの構築方法を規定する構造パターンと制約（レイヤー、通信プロトコル、インタラクションモデルなど）を定義します。API設計は、そのフレームワーク内でエンドポイント、リクエスト/レスポンス形式、命名規則などを定義する、より詳細な作業です。アーキテクチャが先にあり、設計はその内部で行われます。

    マイクロサービスに最適なAPIアーキテクチャスタイルはどれですか？

    gRPCは、低遅延、効率的なプロトコルバッファによるシリアライゼーション、ストリーミングの組み込みサポートといった特長から、マイクロサービスにおいて広く好まれています。一方、RESTはそのシンプルさから、特に外部向けAPIにおいてよく用いられます。最適な選択は、パフォーマンス（gRPC）、幅広い互換性（REST）、柔軟なデータクエリ（GraphQL）のどれを優先するかによって異なります。

    APIアーキテクチャはスケーラビリティにどのような影響を与えるのか？

    アーキテクチャ上の決定は、APIのスケーラビリティに直接影響します。ステートレスなRESTアーキテクチャは、最小限の調整で水平スケーリングを可能にします。GraphQLは、複雑なクエリにおけるラウンドトリップを削減できます。gRPCは接続多重化をサポートします。トラフィックパターンに合わないアーキテクチャを選択すると、負荷が増加した際にコストのかかるリファクタリングを余儀なくされる可能性があります。

    APIアーキテクチャにおけるAPIゲートウェイの役割は何ですか？

    APIゲートウェイは、クライアントからのリクエストに対する単一のエントリポイントとして機能し、ルーティング、認証、レート制限、負荷分散、ログ記録を処理します。クライアント向けの契約とバックエンドサービスの実装を分離することで、既存のサービスに影響を与えることなく内部サービスを容易に進化させることができます。

    デントン千倉著

    テクニカルライター

    デントン・チクラは、テクニカルライターであり、長年にわたりオブザーバビリティを推進してきた人物です。彼は、サイト信頼性エンジニアやエンジニアリングチームがインターネットの回復力を強化するツールや機能を発見できるよう支援することに注力しています。監視、パフォーマンス、インフラストラクチャの交差点で活動し、複雑なシステムをより理解しやすく使いやすいものにすることで、高度な技術的詳細と実際の運用とのギャップを埋めています。彼の目標は、チームがより迅速に構築し、問題を早期に発見し、よりスマートに復旧できるよう支援し、最終的にはインターネットをすべての人にとってより良く、より信頼性の高い場所にすることです。

    免責事項: このブログで述べられている見解は著者の見解であり、LogicMonitor またはその関連会社の見解を必ずしも反映するものではありません。

    © LogicMonitor 2026 | 無断複写・転載を禁じます。 | ここで言及されているすべての商標、商号、サービス マーク、およびロゴは、それぞれの会社に帰属します。