Práticas recomendadas ao usar os serviços da Web da API Directions

Os serviços da Web da Plataforma Google Maps são uma coleção de interfaces HTTP com serviços do Google que fornecem dados geográficos para seus aplicativos de mapas.

Neste guia, descrevemos algumas práticas comuns que são úteis para configurar solicitações de serviço da Web e processar respostas de serviços. Consulte o guia do desenvolvedor para ver a documentação completa da Directions API.

O que é um serviço Web?

Os serviços da Web da Plataforma Google Maps são uma interface para solicitar dados da API Maps de serviços externos e usar os dados nos seus aplicativos do Maps. Esses serviços foram desenvolvidos para serem usados em conjunto com um mapa, conforme as Restrições de licença nos Termos de Serviço da Plataforma Google Maps.

Os serviços da Web das APIs Maps usam solicitações HTTP(S) para URLs específicos, passando parâmetros de URL e/ou dados POST no formato JSON como argumentos para os serviços. Geralmente, esses serviços retornam dados no corpo da resposta como JSON ou XML para análise e/ou processamento pelo aplicativo.

Uma solicitação típica da API Directions geralmente tem o seguinte formato:

https://maps.googleapis.com/maps/api/directions/output?parameters

em que output indica o formato da resposta (geralmente json ou xml).

Observação: todos os aplicativos da Directions API exigem autenticação. Veja mais informações sobre credenciais de autenticação.

Acesso SSL/TLS

O HTTPS é obrigatório para todas as solicitações da Plataforma Google Maps que usam chaves de API ou contêm dados do usuário. As solicitações feitas por HTTP que contêm dados confidenciais podem ser rejeitadas.

Criar um URL válido

Você pode achar que um URL "válido" é imediatamente identificável, mas não funciona assim. Um URL inserido em uma barra de endereço de um navegador, por exemplo, pode conter caracteres especiais (por exemplo, "上海+中國"). O navegador precisa converter internamente esses caracteres em uma codificação diferente antes de transmiti-los. Da mesma forma, qualquer código que gere ou aceite entrada UTF-8 pode tratar URLs com caracteres UTF-8 como "válidos", mas também precisa converter esses caracteres antes de enviá-los a um servidor da Web. Esse processo é chamado de codificação de URL ou codificação por cento.

Caracteres especiais

É necessário traduzir caracteres especiais porque todos os URLs precisam estar em conformidade com a sintaxe especificada pela especificação do localizador uniforme de recursos (URI, na sigla em inglês). Efetivamente, isso significa que os URLs devem conter apenas um subconjunto especial de caracteres ASCII: os familiares símbolos alfanuméricos e alguns caracteres reservados para uso como caracteres de controle em URLs. Esta tabela resume esses caracteres:

Ao criar um URL válido, você precisa garantir que ele contenha apenas os caracteres mostrados na tabela Resumo de caracteres de URL válidos. Conformar um URL ao uso desse conjunto de caracteres geralmente causa dois problemas, um de omissão e um de substituição.

• Caracteres que você quer processar existem fora desse conjunto. Por exemplo, os caracteres de idiomas estrangeiros como 上海+中國 precisam ser codificados como mostrado acima. Por convenção popular, os espaços (que não são permitidos nos URLs) também são geralmente representados pelo caractere do sinal de adição ('+').
• Caracteres existem no conjunto acima como caracteres reservados, mas precisam ser usados literalmente. Por exemplo, ? é usado em URLs para indicar o início da string de consulta. Se você quiser usar a string "? and the Mysterions", codifique o caractere '?'.

Todos os caracteres que precisam ser codificados para serem adicionados a URLs são codificados por meio do uso de um '%' e um valor hexadecimal de dois caracteres correspondente ao seu caractere UTF-8. Por exemplo, 上海+中國 em UTF-8 seria codificado como %E4%B8%8A%E6%B5%B7%2B%E4%B8%AD%E5%9C%8B para uso em URLs. A string ? and the Mysterians seria codificada em um URL como %3F+and+the+Mysterians ou %3F%20and%20the%20Mysterians.

Caracteres comuns que precisam de codificação

Alguns caracteres comuns que precisam ser codificados:

Converter um URL recebido de uma entrada do usuário pode ser complicado. Por exemplo, um usuário pode inserir um endereço como "5th&Main St". Geralmente, você precisa criar o URL das partes dele, tratando quaisquer entradas do usuário como caracteres literais.

Além disso, os URLs estão limitados a 8.192 caracteres para todos os serviços da Web da Plataforma Google Maps e APIs estáticas da Web. Para a maioria dos serviços, esse limite raramente é atingido. No entanto, alguns serviços têm diversos parâmetros que podem resultar em URLs longos.

Uso adequado das Google APIs

Clientes de API mal projetados podem colocar mais carga do que o necessário na Internet e nos servidores do Google. Esta seção contém algumas das melhores práticas para cliente das APIs. Seguir essas práticas recomendadas pode ajudar a evitar que o aplicativo seja bloqueado por abuso inadvertido das APIs.

Espera exponencial

Em casos raros, algo pode dar errado ao atender à sua solicitação. Você pode receber um código de resposta HTTP 4XX ou 5XX, ou a conexão TCP pode simplesmente falhar em algum lugar entre o cliente e o servidor do Google. Muitas vezes, vale a pena tentar novamente a solicitação, porque a solicitação de acompanhamento pode ser bem-sucedida quando a original falhar. No entanto, é importante não simplesmente fazer repetições de solicitações aos servidores do Google. Esse comportamento de loop pode sobrecarregar a rede entre o cliente e o Google, causando problemas para muitas partes.

Uma melhor abordagem é tentar novamente com intervalos maiores entre as tentativas. Normalmente, o atraso é aumentado por um fator multiplicativo com cada tentativa, uma abordagem conhecida como Retirada exponencial.

Por exemplo, considere um aplicativo que quer fazer essa solicitação à API Time Zone:

https://maps.googleapis.com/maps/api/timezone/json?location=39.6034810,-119.6822510&timestamp=1331161200&key=YOUR_API_KEY

O exemplo de Python a seguir mostra como fazer a solicitação com retirada exponencial:

import json
import time
import urllib.error
import urllib.parse
import urllib.request

# The maps_key defined below isn't a valid Google Maps API key.
# You need to get your own API key.
# See https://developers.google.com/maps/documentation/timezone/get-api-key
API_KEY = "YOUR_KEY_HERE"
TIMEZONE_BASE_URL = "https://maps.googleapis.com/maps/api/timezone/json"


def timezone(lat, lng, timestamp):

    # Join the parts of the URL together into one string.
    params = urllib.parse.urlencode(
        {"location": f"{lat},{lng}", "timestamp": timestamp, "key": API_KEY,}
    )
    url = f"{TIMEZONE_BASE_URL}?{params}"

    current_delay = 0.1  # Set the initial retry delay to 100ms.
    max_delay = 5  # Set the maximum retry delay to 5 seconds.

    while True:
        try:
            # Get the API response.
            response = urllib.request.urlopen(url)
        except urllib.error.URLError:
            pass  # Fall through to the retry loop.
        else:
            # If we didn't get an IOError then parse the result.
            result = json.load(response)

            if result["status"] == "OK":
                return result["timeZoneId"]
            elif result["status"] != "UNKNOWN_ERROR":
                # Many API errors cannot be fixed by a retry, e.g. INVALID_REQUEST or
                # ZERO_RESULTS. There is no point retrying these requests.
                raise Exception(result["error_message"])

        if current_delay > max_delay:
            raise Exception("Too many retry attempts.")

        print("Waiting", current_delay, "seconds before retrying.")

        time.sleep(current_delay)
        current_delay *= 2  # Increase the delay each time we retry.


if __name__ == "__main__":
    tz = timezone(39.6034810, -119.6822510, 1331161200)
    print(f"Timezone: {tz}")

Também é necessário ter cuidado para que não haja nova tentativa de código mais alto na cadeia de chamadas do aplicativo que leva a solicitações repetidas em rápida sucessão.

Solicitações sincronizadas

Um grande número de solicitações sincronizadas às APIs do Google pode parecer um ataque de negação de serviço distribuído (DDoS, na sigla em inglês) na infraestrutura do Google e ser tratado adequadamente. Para evitar isso, verifique se as solicitações da API não estão sincronizadas entre os clientes.

Por exemplo, considere um aplicativo que exibe a hora do fuso horário atual. Este aplicativo provavelmente definirá um alarme no sistema operacional cliente, ativando-o no início do minuto para que a hora exibida possa ser atualizada. O aplicativo não pode fazer chamadas de API como parte do processamento associado a esse alarme.

Fazer chamadas de API em resposta a um alarme fixo é ruim, já que resulta na sincronização das chamadas de API para o início do minuto, mesmo entre diferentes dispositivos, em vez de serem distribuídas uniformemente ao longo do tempo. Um aplicativo mal projetado que faça isso produzirá um pico de tráfego sessenta vezes maior que o normal no início de cada minuto.

Em vez disso, um bom possível design é ter um segundo alarme definido a um horário escolhido aleatoriamente. Quando esse segundo alarme dispara, o aplicativo chama todas as APIs necessárias e armazena os resultados. Quando o aplicativo quiser atualizar a tela no início do minuto, usará os resultados armazenados anteriormente em vez de chamar a API novamente. Com essa abordagem, as chamadas de API são distribuídas uniformemente ao longo do tempo. Além disso, as chamadas de API não atrasam a renderização quando a tela está sendo atualizada.

Além do início do minuto, outros momentos comuns de sincronização que você precisa ter cuidado para não segmentar são no início de uma hora e no início de cada dia à meia-noite.

Processar respostas

Esta seção discute como extrair esses valores das respostas dos serviços web de forma dinâmica.

Os serviços da Web do Google Maps fornecem respostas fáceis de entender, mas não exatamente fáceis de usar. Ao executar uma consulta, em vez de exibir um conjunto de dados, é recomendável extrair alguns valores específicos. Normalmente, convém analisar as respostas do serviço da Web e extrair apenas os valores do seu interesse.

O esquema de análise usado depende do retorno de saída em XML ou JSON. As respostas JSON, já na forma de objetos JavaScript, podem ser processadas no próprio JavaScript no cliente. As respostas XML precisam ser processadas usando um processador XML e uma linguagem de consulta XML para abordar elementos dentro do formato XML. Usamos XPath nos exemplos a seguir, já que ele é normalmente compatível com bibliotecas de processamento XML.

Processar XML com XPath

XML é um formato de informações estruturado e relativamente avançado usado para troca de dados. Embora não seja tão leve quanto JSON, o XML oferece mais suporte de idioma e ferramentas mais robustas. O código para processar XML em Java, por exemplo, é integrado aos pacotes javax.xml.

Ao processar respostas XML, você precisa usar uma linguagem de consulta apropriada para selecionar nós no documento XML, em vez de presumir que os elementos residem em posições absolutas dentro da marcação XML. XPath é uma sintaxe de linguagem para descrever exclusivamente nós e elementos em um documento XML. As expressões XPath permitem identificar conteúdo específico no documento de resposta XML.

Expressões XPath

Algum conhecimento sobre XPath ajuda muito no desenvolvimento de um esquema de análise robusto. Esta seção se concentra em como os elementos em um documento XML são abordados com o XPath, permitindo que você lide com vários elementos e construa consultas complexas.

O XPath usa expressões para selecionar elementos em um documento XML, com uma sintaxe semelhante à usada em caminhos de diretório. Essas expressões identificam elementos dentro de uma árvore de documentos XML, que é uma árvore hierárquica parecida com a de um DOM. Geralmente, as expressões XPath são gananciosas, indicando que corresponderão a todos os nós que correspondem aos critérios fornecidos.

Usaremos o seguinte XML abstrato para ilustrar nossos exemplos:

<WebServiceResponse>
 <status>OK</status>
 <result>
  <type>sample</type>
  <name>Sample XML</name>
  <location>
   <lat>37.4217550</lat>
   <lng>-122.0846330</lng>
  </location>
 </result>
 <result>
  <message>The secret message</message>
 </result>
</WebServiceResponse>

Seleção de nós em expressões

As seleções de XPath selecionam nós. O nó raiz abrange todo o documento. Selecione esse nó usando a expressão especial "/". Observe que o nó raiz não é o nó de nível superior do seu documento XML. Na verdade, ele está um nível acima desse elemento de nível superior e o inclui.

Os nós de elementos representam os vários elementos da árvore de documentos XML. Um elemento <WebServiceResponse>, por exemplo, representa o elemento de nível superior retornado no exemplo de serviço acima. Você seleciona nós individuais por meio de caminhos absolutos ou relativos, indicados pela presença ou ausência de um caractere "/" inicial.

• Caminho absoluto: a expressão "/WebServiceResponse/result" seleciona todos os nós <result> que são filhos do nó <WebServiceResponse>. Observe que os dois elementos descendem do nó raiz "/".
• Caminho relativo do contexto atual: a expressão "result" corresponderia a qualquer elemento <result> no contexto atual. Normalmente, você não precisa se preocupar com o contexto, já que normalmente está processando resultados de serviços da Web por meio de uma única expressão.

Qualquer uma dessas expressões pode ser aumentada com a adição de um caminho curinga, indicado por uma barra dupla ("//"). Esse caractere curinga indica que zero ou mais elementos podem corresponder ao caminho intermediário. A expressão XPath "//formatted_address", por exemplo, corresponderá a todos os nós com esse nome no documento atual. A expressão //viewport//lat corresponderia a todos os elementos <lat> que podem rastrear <viewport> como pai.

Por padrão, as expressões XPath correspondem a todos os elementos. Você pode restringir a expressão para corresponder a um determinado elemento fornecendo um predicado, que está entre colchetes ([]). A expressão XPath "/GeocodeResponse/result[2]" sempre retorna o segundo resultado, por exemplo.

    <WebServiceResponse>
     <status>OK</status>
     <result>
      <type>sample</type>
      <name>Sample XML</name>
      <location>
       <lat>37.4217550</lat>
       <lng>-122.0846330</lng>
      </location>
     </result>
     <result>
      <message>The secret message</message>
     </result>
    </WebServiceResponse>
    

    <result>
     <type>sample</type>
     <name>Sample XML</name>
     <location>
      <lat>37.4217550</lat>
      <lng>-122.0846330</lng>
     </location>
    </result>
    <result>
     <message>The secret message</message>
    </result>
    

    <location>
     <lat>37.4217550</lat>
     <lng>-122.0846330</lng>
    </location>
    

    <message>The secret message</message>
    

     <type>sample</type>
     <name>Sample XML</name>
     <location>
      <lat>37.4217550</lat>
      <lng>-122.0846330</lng>
     </location>
    

    Sample XML
    

É importante observar que, ao selecionar elementos, você seleciona nós, não apenas o texto dentro desses objetos. Normalmente, convém iterar em todos os nós correspondentes e extrair o texto. Também é possível fazer a correspondência de nós de texto diretamente. Consulte Nós de texto abaixo.

O XPath também é compatível com nós de atributos. No entanto, todos os serviços da Web do Google Maps exibem elementos sem atributos, portanto, a correspondência de atributos não é necessária.

Seleção de texto em expressões

O texto dentro de um documento XML é especificado nas expressões XPath por meio de um operador de nó de texto. Esse operador "text()" indica a extração de texto do nó indicado. Por exemplo, a expressão XPath "//formatted_address/text()" retornará todo o texto nos elementos <formatted_address>.

    sample
    Sample XML

    37.4217550
    -122.0846330
    The secret message
    

    The secret message
    

    Sample XML
    

Como alternativa, você pode avaliar uma expressão e retornar um conjunto de nós e, em seguida, iterar nesse "conjunto de nós", extraindo o texto de cada nó. Usamos essa abordagem no exemplo abaixo.

Para mais informações sobre XPath, consulte a especificação XPath W3C.

Como avaliar XPath em Java

O Java tem ampla compatibilidade com a análise de XML e o uso de expressões XPath no pacote javax.xml.xpath.*. Por esse motivo, o código de exemplo nesta seção usa Java para ilustrar como lidar com XML e analisar dados de respostas de serviço XML.

Para usar o XPath no código Java, primeiro é necessário instanciar uma instância de XPathFactory e chamar newXPath() nessa fábrica para criar um objeto XPath . Esse objeto poderá processar expressões XML e XPath transmitidas usando o método evaluate().

Ao avaliar expressões XPath, certifique-se de iterar em todos os "conjuntos de nós" que possam ser retornados. Como esses resultados são retornados como nós DOM no código Java, capture esses valores em um objeto NodeList e itere nesse objeto para extrair qualquer texto ou valores desses nós.

O código a seguir ilustra como criar um objeto XPath, atribuir XML e uma expressão XPath a ele e avaliar a expressão para imprimir o conteúdo relevante.

import org.xml.sax.InputSource;
import org.w3c.dom.*;
import javax.xml.xpath.*;
import java.io.*;

public class SimpleParser {

  public static void main(String[] args) throws IOException {

	XPathFactory factory = XPathFactory.newInstance();

    XPath xpath = factory.newXPath();

    try {
      System.out.print("Web Service Parser 1.0\n");

      // In practice, you'd retrieve your XML via an HTTP request.
      // Here we simply access an existing file.
      File xmlFile = new File("XML_FILE");

      // The xpath evaluator requires the XML be in the format of an InputSource
	  InputSource inputXml = new InputSource(new FileInputStream(xmlFile));

      // Because the evaluator may return multiple entries, we specify that the expression
      // return a NODESET and place the result in a NodeList.
      NodeList nodes = (NodeList) xpath.evaluate("XPATH_EXPRESSION", inputXml, XPathConstants.NODESET);

      // We can then iterate over the NodeList and extract the content via getTextContent().
      // NOTE: this will only return text for element nodes at the returned context.
      for (int i = 0, n = nodes.getLength(); i < n; i++) {
        String nodeString = nodes.item(i).getTextContent();
        System.out.print(nodeString);
        System.out.print("\n");
      }
    } catch (XPathExpressionException ex) {
	  System.out.print("XPath Error");
    } catch (FileNotFoundException ex) {
      System.out.print("File Error");
    }
  }
}