I web service nascono dall'esigenza di far comunicare tra loro applicazioni diverse, spesso scritte in linguaggi differenti e distribuite su più macchine. Prima della loro diffusione, la comunicazione tra sistemi avveniva principalmente tramite protocolli proprietari, chiamate di procedura remota classiche e integrazioni punto a punto difficili da manutenere. Ogni nuovo sistema richiedeva collegamenti specifici con tutti gli altri, creando una rete rigida e fragile.
Negli anni Novanta, con la crescita di Internet e del World Wide Web, diventa naturale l'idea di sfruttare protocolli aperti come HTTP e formati di dati standard per creare un livello di interoperabilità tra applicazioni. Da questa esigenza nascono i primi concetti che porteranno ai web service moderni.
2. L'era dei web service basati su SOAP
Alla fine degli anni Novanta viene proposto SOAP, un protocollo basato su XML progettato per strutturare messaggi tra applicazioni. SOAP non è un semplice formato di dati, ma un vero e proprio modello di messaggistica che definisce come incapsulare richieste e risposte, come descrivere gli errori e come trasportare informazioni aggiuntive.
Intorno a SOAP si sviluppa un intero ecosistema di standard che mira a coprire tutte le esigenze tipiche dei sistemi enterprise. La descrizione formale delle operazioni offerte da un servizio viene affidata a documenti scritti in un linguaggio di descrizione che specifica operazioni, tipi di dati, endpoint e protocolli utilizzati. Per la scoperta automatica dei servizi vengono inoltre proposti registri dove un sistema può pubblicare e un altro può cercare servizi disponibili.
Questa famiglia di specifiche, spesso nota come architettura orientata ai servizi, mira a creare un ambiente in cui le aziende possano esporre funzionalità sotto forma di servizi ben definiti, riutilizzabili e componibili. I punti di forza di questo approccio sono la forte tipizzazione, la presenza di contratti formali e il supporto a scenari complessi, come transazioni distribuite e sicurezza avanzata.
3. La svolta REST e i web service leggeri
All'inizio degli anni Duemila emerge un approccio alternativo all'uso dei web service basati su SOAP. Questo approccio si ispira direttamente ai principi architetturali del Web e propone un modello più semplice, che fa leva sulle funzionalità già offerte dal protocollo HTTP. Il design non ruota più attorno alle operazioni, ma alle risorse: entità concettuali che possono essere identificate tramite URI e manipolate mediante le operazioni standard del protocollo.
In questo modello, un web service non espone soltanto funzioni remote, ma un insieme coerente di risorse. Le operazioni standard del protocollo vengono sfruttate per creare, leggere, aggiornare ed eliminare queste risorse, mentre i codici di stato assumono un ruolo centrale per comunicare il risultato delle richieste. I dati sono spesso serializzati in formati leggeri come JSON, più facile da leggere, analizzare e manipolare rispetto a XML.
Questo stile di progettazione privilegia semplicità, scalabilità e aderenza alle caratteristiche del Web. La minore dipendenza da specifiche complesse e strumenti pesanti ne favorisce l'adozione rapida, soprattutto nel mondo delle applicazioni web e mobili. Con il tempo, l'espressione "API REST" o "RESTful API" diventa quasi sinonimo di web service moderno, anche se spesso in modo impreciso rispetto ai principi originari.
4. Concetti chiave nel design dei web service
4.1 Interfaccia pubblica e contratto
Qualunque web service, indipendentemente dalla tecnologia impiegata, espone un'interfaccia pubblica che funge da contratto tra produttore e consumatore. Questo contratto definisce quali operazioni sono disponibili, quali dati devono essere inviati, quali verranno restituiti e in quali condizioni il servizio può fallire.
Nel caso di approcci fortemente tipizzati, il contratto viene descritto tramite linguaggi formali che permettono la generazione automatica di client e server. Nei servizi più leggeri, il contratto può essere documentato tramite specifiche in formato testuale o strutturato, eventualmente arricchite da descrizioni umane, esempi di richieste e risposte, vincoli e regole di validazione.
4.2 Risorse, rappresentazioni e ipertesto
Nei servizi che si ispirano ai principi del Web, il concetto di risorsa è fondamentale. Una risorsa rappresenta un’entità logica, come un utente, un ordine, un documento o un sensore. Ciò che circola tra client e server non è la risorsa in sé, ma la sua rappresentazione, ovvero una forma serializzata in un formato specifico.
Le rappresentazioni possono contenere link ad altre risorse, creando un grafo navigabile. Questo aspetto richiama la natura ipertestuale del Web e consente di progettare interfacce che guidano il client attraverso le possibili transizioni di stato. Anche se questo modello non sempre viene applicato in modo completo, offre strumenti potenti per realizzare sistemi evolvibili e auto-descrittivi.
4.3 Statelessness e gestione dello stato
Un principio spesso associato ai web service moderni è la mancanza di stato sul server in relazione alla sessione del client. In questo modello, ogni richiesta contiene tutte le informazioni necessarie per essere compresa ed elaborata, senza affidarsi a memorie temporanee di sessione. Questo semplifica la scalabilità orizzontale, poiché le richieste possono essere distribuite liberamente tra più istanze dello stesso servizio.
Lo stato dell'applicazione non scompare, ma viene spostato verso il client o verso sistemi di persistenza condivisi. Il design di un web service deve quindi chiarire dove risiede lo stato, come viene aggiornato e quali garantire di consistenza sono offerte. Le scelte variano a seconda del dominio applicativo: ad esempio, servizi finanziari potrebbero richiedere vincoli più rigorosi rispetto a servizi informativi.
4.4 Affidabilità, idempotenza e consistenza
Nei sistemi distribuiti, guasti e ritardi sono inevitabili. Il design dei web service deve tenere conto di possibili fallimenti di rete, richieste duplicate e risposte perse. Un concetto centrale è l'idempotenza, ovvero la proprietà per cui una stessa operazione, ripetuta più volte, ha lo stesso effetto della sua singola esecuzione. Le operazioni di lettura sono per loro natura idempotenti, ma il design può rendere idempotenti anche alcune operazioni di modifica, ad esempio identificando in modo univoco le richieste.
La consistenza dei dati attraverso più servizi e database rappresenta un'altra sfida. In molti casi, si preferisce un modello di consistenza finale, in cui le varie copie dei dati possono essere temporaneamente disallineate ma convergono nel tempo. Ciò influisce sulla progettazione delle API, sulla semantica delle risposte e sulle aspettative dei client.
4.5 Sicurezza e controllo degli accessi
I web service espongono spesso dati sensibili e funzionalità critiche, per cui la sicurezza è un elemento imprescindibile del loro design. I meccanismi di autenticazione identificano chi sta effettuando una richiesta, mentre l'autorizzazione stabilisce che cosa quella entità può o non può fare.
Nel corso del tempo sono emerse convenzioni ampiamente adottate per delegare l'accesso alle risorse, consentire a terze parti di agire per conto di un utente e limitare i privilegi in modo granulare. Il design di un web service deve integrare questi aspetti sin dall'inizio, definendo regole per la protezione dei dati in transito e a riposo, per la gestione delle chiavi e delle credenziali e per il monitoraggio degli accessi.
5. Evoluzione recente: API first, microservizi ed eventi
Negli ultimi anni è cambiato il ruolo dei web service all'interno dell'architettura complessiva del software. In molti contesti, l'interfaccia esposta dal servizio non viene più progettata come elemento secondario rispetto all'implementazione, ma come parte centrale del ciclo di sviluppo. L'approccio noto come API first prevede di definire e revisionare l'interfaccia prima di scrivere il codice applicativo, trattandola come un prodotto a sé stante.
Parallelamente, la diffusione dei microservizi ha portato a decomporre grandi applicazioni in molti servizi indipendenti, ciascuno responsabile di un insieme ristretto di funzionalità. In questo contesto, i web service non sono solo un punto di accesso verso l'esterno, ma anche il mezzo con cui i componenti interni comunicano tra loro. Questo accresce l'importanza di temi quali versionamento, osservabilità, resilienza e governance.
Accanto ai modelli di interazione basati su richiesta e risposta, si diffondono architetture orientate agli eventi, in cui i servizi comunicano tra loro tramite notifiche asincrone. Sebbene questi modelli non siano sempre classificati come web service in senso stretto, condividono molti principi con le API esposte via HTTP e spesso convivono nello stesso ecosistema.
6. Buone pratiche di design dei web service
Il design di un buon web service richiede la combinazione di principi architetturali, conoscenza del dominio e attenzione all'esperienza degli sviluppatori che lo utilizzeranno. Alcune pratiche diffuse includono:
- Definire in modo chiaro i confini del servizio, evitando di concentrare troppa logica in un'unica interfaccia difficile da evolvere.
- Scegliere con coerenza gli schemi di denominazione delle risorse e delle operazioni, in modo che l'interfaccia sia prevedibile e autoesplicativa.
- Curare la documentazione, includendo descrizioni, scenari d'uso, formati di richiesta e risposta, codici di errore e linee guida per l'integrazione.
- Prevedere meccanismi di versionamento che permettano di evolvere l'API senza interrompere i client esistenti, ad esempio introducendo nuove risorse invece di cambiare radicalmente quelle esistenti.
- Integrare test automatizzati, controlli di conformità e strumenti di monitoraggio per garantire che il comportamento del servizio rimanga stabile nel tempo.
7. Conclusioni
La storia dei web service è strettamente intrecciata con l'evoluzione del Web e delle architetture software distribuite. Dai primi protocolli complessi basati su XML alle interfacce leggere che sfruttano JSON, il filo conduttore resta l'esigenza di far dialogare sistemi eterogenei in modo affidabile e interoperabile.
Oggi i web service sono il fondamento delle applicazioni moderne, delle integrazioni tra piattaforme e dell'ecosistema del cloud. Conoscere la loro storia e i principi di design che li guidano aiuta a progettare interfacce più robuste, comprensibili e durature, in grado di adattarsi alle evoluzioni tecnologiche future senza perdere chiarezza e coerenza.