Was ist API-Testing?

API-Tests überprüfen die Daten- und Formatierungsgenauigkeit, die Fehlerbehandlung, die Einhaltung von Authentifizierung und Autorisierung, Kompatibilitätsprobleme, Ladeprobleme und mehr. Entwicklungsteams können wählen, ob sie diese Tests manuell ausführen möchten oder Software verwenden, um Tests zu automatisieren und die Prozesseffizienz zu maximieren. Unabhängig vom Ansatz erfordern umfassende API-Tests eine Reihe von Testmethoden, um die optimale Leistung und Sicherheit von APIs und Anwendungen zu gewährleisten.

Moderne Anwendungen haben in der Regel drei Ebenen: eine Datenebene, eine Dienstebene (oder Anwendungsebene) und eine Präsentationsebene. Die Dienstebene enthält die Geschäftslogik der Anwendung (und die Kernfunktionalität der API), die vorgibt, wie APIs mit anderen Komponenten und Funktionen der App kommunizieren.

In der Vergangenheit implementierten Entwickler am Ende des Lebenszyklus der Softwareentwicklung API-Ebenen-Tests. Heutzutage setzen viele Unternehmen jedoch auf eine API-orientierte Entwicklungsstrategie, bei der Entwicklungsteams Anwendungen als Netzwerk von Services erstellen, die über APIs bereitgestellt werden.

Die Aufrechterhaltung optimierter APIs ist für einen API-orientierten Ansatz von entscheidender Bedeutung. Daher entscheiden sich Entwickler oft dafür, API-Testpraktiken zu einem früheren Zeitpunkt in den Lebenszyklus zu integrieren. Dieser proaktive Ansatz – bekannt als „Shifting Left“ – hilft Teams, Probleme früher zu finden und zu beheben, kostspielige Fehler und Projektverzögerungen zu vermeiden und den gesamten Entwicklungsprozess zu optimieren.

Es ist jedoch zu beachten, dass die API-Tests auch nach der Bereitstellung fortgeführt werden können. Post-Production-Tests (oder Shift-Right-Tests) bieten Unternehmen einen ergänzenden Testansatz, der, wenn er zusammen mit Shift-Left-Strategien eingesetzt wird, eine kontinuierliche Feedbackschleife in DevOps und CI/CD-Pipelines integrieren kann.

API-Tests helfen nicht nur dabei, stabilere und zuverlässigere APIs zu erstellen, sondern bieten Unternehmen auch erhebliche Vorteile. Sie tragen dazu bei, die Qualität von Unternehmenssoftware-Anwendungen zu verbessern, Entwicklungskosten zu minimieren, die Software-Bereitstellung zu beschleunigen und vieles mehr.

APIs sind überall. Sie sind das Bindeglied für eine Reihe von Systemen und Prozessen, und Unternehmen und Anwender erwarten gleichermaßen viel von ihnen. API-Tests stellen sicher, dass sie so funktionieren, wie sie sollten. Sehen wir uns das einmal an.

APIs (einschließlich SOAP, GraphQL und REST-APIs) verbinden Anwendungen, Webdienste, Systeme und Datenbanken in der gesamten digitalen Welt. Sie ermöglichen es Unternehmen, Datenbanken zu integrieren, zentrale Legacy-Systeme mit modernen Plattformen zu verbinden und Deployments in verschiedenen Umgebungen zu verbinden. Sie ermöglichen es Organisationen außerdem, externen Entwicklern und Partnern Dienste anzubieten und vernetzte Erfahrungen zu ermöglichen.

Einzelne Nutzer kommen ständig mit APIs in Berührung, durchaus auch ohne ihr Wissen. Wenn Benutzer eine Stadt in eine Wetter-App eingeben, um die aktuellen Bedingungen nachzuschlagen, ruft die App eine Wetter-API auf, um Wetterdaten in Echtzeit abzurufen. Ebenso ruft das Backend der App, wenn ein Benutzer in einer Navigations-App auf „Route abrufen“ klickt, eine Routen-API auf, die die schrittweisen Wegbeschreibungen abruft und sie an den Benutzer zurücksendet.

Darüber hinaus erwarten Benutzer heutzutage zuverlässige, extrem reaktionsschnelle Anwendungen. Die Absprungraten von Nutzern steigen um 32 %, wenn die Ladezeit von einer Sekunde auf drei Sekunden erhöht wird.¹ Und 40 % der Benutzer verlassen die Website, wenn das Laden länger als drei Sekunden dauert.² Die Bedeutung der APIs hat viele Unternehmen dazu veranlasst, einen API-First-Ansatz zu ergreifen, bei dem APIs als primäre Bausteine einer Anwendung betrachtet werden (und entsprechende Aufmerksamkeit erhalten).

Probleme auf API-Ebene können zu Leistungsproblemen (wie erhöhter Latenz) für Benutzer führen und Unternehmensdaten Cyberangriffen aussetzen. Beides beeinträchtigt die Leistung eines Unternehmens. Um diese Probleme zu vermeiden, benötigen Anwendungen und API-First-Netzwerke sichere, leistungsstarke APIs. Und für die Erstellung und Wartung solcher APIs sind kontinuierliche Tests unerlässlich.

API-Tests überprüfen, ob APIs die erwarteten Ergebnisse liefern, und dass sie dies als konsistente Reaktion auf unterschiedliche Eingaben und Szenarien tun. Sie ermöglichen Teams, Probleme auf Serverebene anzugehen, bevor diese die Benutzeroberfläche erreichen und größere Probleme verursachen.

API-Tests helfen Teams, Szenarien sicher zu simulieren, deren Durchführung auf Schnittstellenebene riskant oder unpraktisch wäre (z. B. die Suche nach Sicherheitsschwachstellen). Und in Microservice-Architekturen, in denen jeder Microservice im Allgemeinen seinen eigenen Datenspeicher verwaltet und Funktionen über APIs verfügbar macht, tragen API-Tests dazu bei, sicherzustellen, dass Microservices effektiv und sicher interagieren.

Um einen vollständigen und genauen Überblick über den Zustand der APIs zu erhalten, müssen IT-Teams eine Reihe von Tests durchführen:

Funktionstests – einschließlich Unit-, Regression- und Integrationstests – tragen dazu bei, dass eine API die richtigen Antworten und Datenformate für eine bestimmte Anfrage bereitstellt. Das beinhaltet das Senden bestimmter Anfragen an API-Endgeräte und die Überprüfung, ob die erwarteten Statuscodes, Antworttexte und Datenstrukturen zurückgegeben werden.

Funktionstests zielen im Großen und Ganzen darauf ab, die Funktionalität in verschiedenen Testszenarien zu validieren; das beinhaltet z. B. Normal- und Edge-Fälle, Fehlerbehandlung und die Einhaltung von Business Rules.

Komponententests sind eine Softwaretesttechnik, bei der einzelne Einheiten oder Komponenten einer Anwendung (wie Funktionen, Methoden oder Klassen) separat getestet werden, um sicherzustellen, dass sie wie vorgesehen funktionieren. Für APIs bedeutet das, dass eine einzelne Anfrage an ein einzelnes API-Endgerät gesendet wird, um eine einzelne oder mehrere Antworten zu erhalten.  

Unit-API-Tests versuchen zu bestätigen, dass sich jeder Teil der Codebasis korrekt verhält, damit Entwickler Fehler frühzeitig erkennen und zuverlässigeren API-Code erstellen können.

Leistungstests bewerten die Geschwindigkeit, Reaktionsfähigkeit und den Durchsatz einer API in verschiedenen Situationen, einschließlich des Umgangs mit Traffic-Spitzen und zahlreichen gleichzeitigen API-Aufrufen. Teams können eine Reihe von Leistungstests (Lasttests, Stresstests und Dauertests) durchführen, um Datenverkehr-Engpässe zu erkennen und geringe Latenz sicherzustellen, insbesondere wenn die APIs Teil größerer dynamischer Systeme sind.

Beispielsweise möchten IT-Mitarbeiter möglicherweise überprüfen, wie schnell und zuverlässig eine Warenkorb-API auf einer E-Commerce-Website während eines großen Online-Shopping-Events, wie z. B. dem Weihnachtsausverkauf, reagiert.

Sicherheitstests tragen dazu bei, sicherzustellen, dass APIs vertrauliche Daten schützen und unbefugten Zugriff verhindern. Dazu gehört die Identifizierung von Endgerät-Schwachstellen wie Cross-Site-Scripting, SQL-Injection und Schwächen in Authentifizierungs- oder Autorisierungsprotokollen. Sicherheitstests können auch unverschlüsselte Datenübertragungen, die Verwendung schwacher Passwörter und eine unsichere Netzwerkarchitektur identifizieren.

Authentifizierungstests können beispielsweise die Wirksamkeit von API-Authentifizierungsmechanismen (wie API-Schlüssel, JSON Web Token (JWT), OAuth-Zugriffstoken und traditionelle Benutzername-Passwort-Paare) überprüfen. Und API-Penetrationstests – auch API-Pentests genannt – können Teams dabei helfen, Sicherheitslücken zu finden, indem sie reale Cyberangriffe simulieren und die Reaktion der API bewerten.

Integration Testing bewertet, wie verschiedene Komponenten oder Module eines Systems zusammenarbeiten, typischerweise nachdem APIs Unit-Tests unterzogen wurden. Es erfordert, dass Teams die Ein- und Ausgaben einer API testen, um die Interaktionen und Schnittstellen zwischen Modulen zu überprüfen.

Integrationstests helfen dabei, problematischen Datenaustausch, Kommunikationsprotokolle und externe Systemabhängigkeiten aufzudecken, die zu Schnittstellenproblemen führen und die Leistung einer Anwendung beeinträchtigen können. Teams können einen inkrementellen Ansatz verwenden (bei dem API-Komponenten nach und nach integriert und getestet werden), einen „Big-Bang“-Ansatz (bei dem alle Komponenten auf einmal integriert werden und das gesamte System gemeinsam getestet wird) oder andere Testmethoden.

Integration Testing wird bei der API-Entwicklung manchmal übersehen, aber es ist ein entscheidender Prozess für die Aufrechterhaltung des Anwendungszustands, insbesondere wenn eine App von externen APIs abhängt.

Stresstests und Lasttests haben ähnliche Ziele: die Ermittlung der Kapazität einer API.

Stresstests treiben APIs über ihre normalen Betriebsgrenzen hinaus, um ihre Belastungsgrenze zu ermitteln. Sie simulieren Situationen – wie begrenzte Ressourcen und extreme Belastungen –, um Engpässe, Skalierbarkeitsprobleme und die maximale Kapazität zu identifizieren, die eine API bewältigen kann, bevor Probleme auftreten.

Durch Lasttests wird die Leistung von APIs bei unterschiedlichen gleichzeitigen Anfragen oder Benutzeraktivitäten gemessen. Das hilft Entwicklungsteams zu verstehen, wie APIs auf unterschiedliche Datenverkehrslasten reagieren, sodass sie den API-Datenverkehr effektiv verwalten und Antwortzeiten und Fehlerraten minimieren können.  

Dokumentationstests helfen sicherzustellen, dass APIs klar dokumentiert sind und die Dokumentation ihre Funktionalität genau beschreibt. Außerdem wird die Integration von API-Funktionen validiert und überprüft, dass sich APIs wie in der Dokumentation angegeben verhalten.

Die Dokumentationstester können sich davon überzeugen, dass eine API die erwarteten Daten zurückgibt, dass ihre Parameter richtig definiert sind und dass die Datenformate mit der aktuellen Dokumentation übereinstimmen.

Interoperabilitätstests verifizieren, dass eine API effektiv mit verschiedenen Betriebssystemen, Frameworks und Hardwareumgebungen sowie Programmiersprachen kommunizieren kann. Eine API sollte per Definition interoperabel sein.

API-Interoperabilitätstests tragen dazu bei, dass APIs den Branchenstandards, Protokollen und Datenformaten entsprechen, sodass sie weitgehend mit verschiedenen Anwendungen und -diensten kompatibel sind. Sie bestätigen auch, dass APIs Standarddatenformate (z. B. JavaScript Object Notation (JSON), XML, Protocol Buffers), Kommunikationsprotokolle (z. B. HTTP, WebSockets, gRPC), Zeichenkodierungen, Lokalisierungs- und Authentifizierungsmechanismen unterstützen können.

Vertragstests erfassen die Interaktionen zwischen zwei Systemen oder Modulen (z. B. zwei Microservices), um die Kompatibilität und Effektivität ihrer Kommunikation zu bewerten. Sie verifizieren, dass API-Interaktionen vordefinierten Verträgen entsprechen und dass die Verträge über alle Bereitstellungen hinweg konsistent bleiben, was sie besonders nützlich für das Testen von APIs in Microservice-Architekturen macht.

Mithilfe von Vertragstests können Entwickler Probleme bei der Microservice- und API-Integration vermeiden und die Kommunikation zwischen Front-End-Entwicklern und Backend-Ingenieuren vereinfachen.

API-Fuzz-Tests oder API-Fuzzing bewertet die Sicherheit und Stabilität der APIs einer Anwendung. Dabei wird eine Reihe von fehlerhaften oder unerwarteten Eingaben an eine API gesendet, um Schwachstellen zu finden, z. B. Fehler bei der Eingabevalidierung, Pufferüberläufe, Injektionsfehler und andere Sicherheitsprobleme.

Fuzzing kann eine API dazu bringen, sich unvorhersehbar zu verhalten und Schwachstellen bei der Verarbeitung von Eingaben und Anfragesequenzen aufzudecken. Diese Übung hilft IT-Teams, Sicherheitsprobleme aufzudecken, die zur Kompromittierung der Anwendung ausgenutzt werden könnten.

End-to-End-Tests bewerten die vollständige Integration und Funktionalität einer API in ihrem Gesamtsystem oder ihrer Anwendung. Sie simulieren reale Szenarien, damit Entwickler verstehen, wie APIs mit Systemkomponenten, Datenbanken und externen Diensten interagieren.

Der End-to-End-Testprozess umfasst in der Regel die Einrichtung einer umfassenden Testumgebung, die Überprüfung der Authentifizierung und Autorisierung, die Vorbereitung relevanter Testdaten, das Senden von Datenanforderungen mit verschiedenen Parameterkonfigurationen und die Validierung der Antwort der API, um die Datenkonsistenz sicherzustellen.

Welches die besten Testmethoden für API-gesteuerte Umgebungen sind, hängt von der Art der APIs und ihrer Komplexität ab. Für einfache APIs, die hauptsächlich grundlegende „Erstellen, Lesen, Aktualisieren, Löschen“ -Operationen ausführen, kann manuelles Testen ausreichend sein. Manuelles Testen ist ein relativ einfacher Prozess, bei dem API-Anfragen gesendet und die Antworten anhand der Erwartungen überprüft werden.

Beim manuellen API-Testen ist es wichtig, einen Testplan zu erstellen und zu entscheiden, welche Szenarien und Kriterien getestet werden sollen. Die Teams können dann die erforderlichen Eingabeparameter vorbereiten, Datenanforderungen senden und die API-Antworten auf Fehler oder unerwartete Ergebnisse prüfen.

Wenn die API komplexer ist oder umfangreiche Datenbearbeitungen erfordert, kann die Automatisierung von API-Tests mit Open-Source- und Drittanbieter-Tools dazu beitragen, den Testprozess zu rationalisieren. Automatisierte Tests sind vor allem bei größeren Projekten, in stark regulierten Umgebungen und beim Umgang mit sensiblen Daten von Vorteil, da sie effizienter und skalierbarer sind als manuelle Tests.

API-Tests und API-Überwachung sollen sicherstellen, dass APIs optimal funktionieren und dass Anwendungen effektiv mit anderen Apps und Services kommunizieren können. Sie konzentrieren sich jedoch auf unterschiedliche Teile des Lebenszyklus der Anwendung.

Während API-Tests ein proaktiver Ansatz sind, der sich auf die Erkennung von Leistung, Sicherheit und Zuverlässigkeitsproblemen während der Entwicklung konzentriert, priorisiert die Überwachung die Erkennung von Problemen nach der Bereitstellung. API-Überwachungstools verfolgen und visualisieren auch API-Telemetrie im Laufe der Zeit, sodass Teams historische Daten analysieren und Leistungstrends für die gesamte Lebensdauer der API nach der Veröffentlichung identifizieren können.

Da sowohl Überwachungs- als auch Testpraktiken dazu beitragen, dass APIs und Anwendungen für Endbenutzer optimiert sind, benötigen Unternehmen beides, um ein gesundes API-Ökosystem aufrechtzuerhalten.

Die weit verbreitete Einführung von API-orientierter Softwareentwicklung, cloudnativen SaaS-Anwendungen und beschleunigten CI/CD-Pipelines bedeutet, dass APIs heute in der gesamten digitalen Geschäftswelt allgegenwärtig sind. Es bedeutet auch, dass sich APIs schneller entwickeln als je zuvor. Daher müssen Unternehmen, die der Konkurrenz immer einen Schritt voraus sein wollen, die Einführung innovativer API-Testtools und -praktiken in Betracht ziehen.

Beispiele für aufkommende Testtrends sind:

Durch die Implementierung strenger API-Testverfahren lässt sich Folgendes erreichen:

• Stabilisierung von APIs und Anwendungen. API-Tests helfen Entwicklern bei der Erstellung, Bereitstellung und Wartung stabiler, zuverlässiger Anwendungen.

• Verkürzung der mittleren Reparaturzeit (MTTR). API-Tests helfen DevOps-Teams dabei, API-Probleme frühzeitig im Software-Lebenszyklus zu erkennen und zu adressieren, bevor sie sich auf die Benutzer auswirken.

• Schnelles Feedback. API-Testtools interagieren direkt mit der Anwendung, sodass die Validierung schnell erfolgt und Entwickler schneller Feedback erhalten.

• Erhöhte API-Sicherheit. API-Tests helfen Teams, Schwachstellen zu finden (z. B. schwache Authentifizierungsprotokolle) und Sicherheitslücken zu schließen, bevor böswillige Akteure sie ausnutzen können.

• Beschleunigung der Softwareentwicklungszyklen. API-Testtools beschleunigen Feedbackzyklen und ermöglichen eine schnellere Software-Iteration, einfacheres Debugging und kontinuierliche Verbesserung. Diese Funktionen helfen Unternehmen, CI/CD-Pipelines zu verbessern und agile Entwicklungspraktiken aufrechtzuerhalten.

• Vereinfachte Testwartung. Da sich APIs nicht häufig ändern (im Gegensatz zu Benutzeroberflächen, die sich ändern, je nachdem, wann und wie Benutzer auf sie zugreifen), müssen API-Tests nicht so häufig aktualisiert oder gewartet werden, um wirksam zu bleiben.

• Erweiterung der Testabdeckung. Das Testen von Anwendungen auf API-Ebene bietet eine breitere Testabdeckung als Benutzeroberflächentests, bei denen Probleme von Backend-Anwendungen übersehen werden können.