不同系统间数据交换要通过 api 不能直接数据库访问

很多大数据开发提供数据给外部系统直接给表结构，这是不好的方式。在不同系统间进行数据交换时，通过API（应用程序编程接口）而非直接访问数据库是现代系统集成的一种最佳实践。

- - 为什么要通过API进行数据交换
  - 如何通过API进行数据交换
  - 实现步骤
  - 使用Flask构建RESTful API
  - - 安装Flask
    - API代码示例
    - 启动API服务器
  - 使用Spring Boot构建RESTful API
  - - 创建Spring Boot项目并添加依赖
    - 创建API控制器
    - 创建数据实体和仓库
    - 启动Spring Boot应用
  - 将大数据平台的数据提供给外部系统
  - - 使用PySpark读取数据
    - 将PySpark数据集成到Flask API
  - 总结

为什么要通过API进行数据交换

安全性：
- 控制访问：API可以通过认证和授权机制来控制谁可以访问数据。
- 隔离系统：通过API访问数据可以隔离不同系统，减少一个系统的漏洞或故障对其他系统的影响。
数据一致性：
- 统一接口：API提供了统一的数据访问接口，可以确保数据的一致性和完整性。
- 减少重复：通过API避免了在多个地方实现相同的数据逻辑，从而减少了重复代码和潜在的错误。

维护性和扩展性：
- 模块化设计：API使得系统更加模块化，便于维护和扩展。
- 易于升级：通过API可以更容易地进行系统的升级和更新，而不影响其他系统。
日志和监控：
- 跟踪访问记录：API可以记录所有的请求和响应，便于监控和审计。
- 性能监控：通过API可以更容易地监控系统性能，发现和解决瓶颈问题。

如何通过API进行数据交换

RESTful API：
- 定义资源：每个API端点代表一个资源，如用户、订单等。
- 使用HTTP方法：GET、POST、PUT、DELETE等方法对应于读取、创建、更新、删除操作。
SOAP API：
- 使用XML：SOAP（简单对象访问协议）使用XML格式来定义消息结构。
- 更严格的标准：SOAP提供了更严格的协议和标准，适用于需要高安全性和事务处理的场景。
GraphQL：
- 灵活查询：允许客户端指定需要的数据结构，减少数据传输量。
- 单个端点：通过单个端点提供数据查询和操作，简化接口管理。
消息队列：
- 异步通信：使用消息队列（如RabbitMQ、Kafka）可以实现系统间的异步数据传输。
- 解耦系统：通过消息队列可以解耦生产者和消费者，提升系统的扩展性和可靠性。

实现步骤

需求分析：
- 确定需要交换的数据和操作，设计API接口和数据模型。
API设计：
- 选择合适的API风格（RESTful、SOAP、GraphQL等）。
- 定义API端点、请求方法、参数和响应格式。
安全机制：
- 实现认证（如OAuth、JWT）和授权机制。
- 确保数据传输的安全性（如HTTPS）。
开发和测试：
- 开发API，并进行单元测试和集成测试。
- 使用工具（如Postman、Swagger）进行测试和文档编写。
部署和监控：
- 部署API服务，并设置日志和监控系统。
- 定期检查和优化API性能和安全性。

通过API进行数据交换不仅提高了系统的安全性和维护性，还增强了系统的扩展能力和灵活性，是现代系统架构设计中的重要实践。

其实开发接口也不难，以下是一些代码示例和步骤，展示如何使用不同技术栈实现API，并将大数据平台的数据提供给外部系统。

使用Flask构建RESTful API

安装Flask

pip install Flask

API代码示例

from flask import Flask, request, jsonify
import pandas as pd
import json

app = Flask(__name__)

# 示例数据，实际情况中应从大数据平台读取数据
data = {
    'id': [1, 2, 3],
    'name': ['Alice', 'Bob', 'Charlie'],
    'score': [85, 90, 78]
}

df = pd.DataFrame(data)

@app.route('/api/data', methods=['GET'])
def get_data():
    result = df.to_dict(orient='records')
    return jsonify(result)

@app.route('/api/data/<int:id>', methods=['GET'])
def get_data_by_id(id):
    result = df[df['id'] == id].to_dict(orient='records')
    if not result:
        return jsonify({'error': 'Data not found'}), 404
    return jsonify(result[0])

@app.route('/api/data', methods=['POST'])
def add_data():
    new_data = request.json
    df.append(new_data, ignore_index=True)
    return jsonify({'message': 'Data added successfully'}), 201

if __name__ == '__main__':
    app.run(debug=True)

启动API服务器

python app.py

使用Spring Boot构建RESTful API

创建Spring Boot项目并添加依赖

在pom.xml文件中添加以下依赖：

<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-data-jpa</artifactId>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>com.h2database</groupId>
        <artifactId>h2</artifactId>
        <scope>runtime</scope>
    </dependency>
</dependencies>

创建API控制器

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.web.bind.annotation.*;

import java.util.List;
import java.util.Optional;

@RestController
@RequestMapping("/api/data")
public class DataController {

    @Autowired
    private DataRepository dataRepository;

    @GetMapping
    public List<Data> getAllData() {
        return dataRepository.findAll();
    }

    @GetMapping("/{id}")
    public Data getDataById(@PathVariable Long id) {
        Optional<Data> data = dataRepository.findById(id);
        if (data.isPresent()) {
            return data.get();
        } else {
            throw new ResourceNotFoundException("Data not found with id " + id);
        }
    }

    @PostMapping
    public Data addData(@RequestBody Data data) {
        return dataRepository.save(data);
    }
}

创建数据实体和仓库

import javax.persistence.Entity;
import javax.persistence.GeneratedValue;
import javax.persistence.GenerationType;
import javax.persistence.Id;

@Entity
public class Data {

    @Id
    @GeneratedValue(strategy = GenerationType.AUTO)
    private Long id;
    private String name;
    private int score;

    // getters and setters
}

import org.springframework.data.jpa.repository.JpaRepository;

public interface DataRepository extends JpaRepository<Data, Long> {
}

启动Spring Boot应用

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;

@SpringBootApplication
public class Application {

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(Application.class, args);
    }
}

将大数据平台的数据提供给外部系统

假设数据存储在Hadoop HDFS中，我们可以使用PySpark读取数据并通过API提供给外部系统。

使用PySpark读取数据

from pyspark.sql import SparkSession

spark = SparkSession.builder \
    .appName("Data API") \
    .getOrCreate()

# 读取HDFS中的数据
df = spark.read.csv("hdfs://path/to/data.csv", header=True, inferSchema=True)

# 将数据转换为Pandas DataFrame以便使用Flask
pandas_df = df.toPandas()

将PySpark数据集成到Flask API

from flask import Flask, request, jsonify
import pandas as pd
import json
from pyspark.sql import SparkSession

app = Flask(__name__)

# 创建Spark会话
spark = SparkSession.builder \
    .appName("Data API") \
    .getOrCreate()

# 读取HDFS中的数据
df = spark.read.csv("hdfs://path/to/data.csv", header=True, inferSchema=True)
pandas_df = df.toPandas()

@app.route('/api/data', methods=['GET'])
def get_data():
    result = pandas_df.to_dict(orient='records')
    return jsonify(result)

@app.route('/api/data/<int:id>', methods=['GET'])
def get_data_by_id(id):
    result = pandas_df[pandas_df['id'] == id].to_dict(orient='records')
    if not result:
        return jsonify({'error': 'Data not found'}), 404
    return jsonify(result[0])

if __name__ == '__main__':
    app.run(debug=True)