Best practice per l'utilizzo dei servizi web dell'API Distance Matrix

I servizi web di Google Maps Platform sono una raccolta di interfacce HTTP per i servizi Google che forniscono dati geografici per le applicazioni di mappe.

Questa guida descrive alcune pratiche comuni utili per configurare le richieste di servizi web ed elaborare le risposte dei servizi. Consulta la guida per gli sviluppatori per la documentazione completa dell'API Distanza Matrix.

Che cos'è un servizio web?

I servizi web di Google Maps Platform sono un'interfaccia per richiedere i dati dell'API di Google Maps da servizi esterni e utilizzare i dati all'interno delle applicazioni Maps. Questi servizi sono progettati per essere utilizzati insieme a una mappa, in conformità alle limitazioni di licenza nei Termini di servizio di Google Maps Platform.

I servizi web delle API di Google Maps utilizzano richieste HTTP(S) a URL specifici, trasmettendo parametri URL e/o dati POST in formato JSON come argomenti ai servizi. In genere, questi servizi restituiscono i dati nel corpo della risposta come JSON o XML per l'analisi e/o l'elaborazione da parte della tua applicazione.

Una tipica richiesta API Distance Matrix ha generalmente il seguente formato:

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

dove output indica il formato della risposta (di solito json o xml).

Nota: tutte le applicazioni dell'API Distanza Matrix richiedono l'autenticazione. Leggi ulteriori informazioni sulle credenziali di autenticazione.

Accesso SSL/TLS

HTTPS è obbligatorio per tutte le richieste di Google Maps Platform che utilizzano chiavi API o contengono dati utente. Le richieste effettuate tramite HTTP che contengono dati sensibili potrebbero essere rifiutate.

Creazione di un URL valido

Puoi pensare che un URL "valido" sia ovvio, ma non è esattamente così. Un URL inserito all'interno di una barra degli indirizzi di un browser, ad esempio, potrebbe contenere caratteri speciali (ad es. "上海+中國"); il browser deve tradurre internamente questi caratteri in una codifica diversa prima della trasmissione. Per lo stesso token, qualsiasi codice che genera o accetta input UTF-8 potrebbe considerare gli URL con caratteri UTF-8 come "validi", ma dovrebbe anche tradurli prima di inviarli a un server web. Questa procedura è chiamata codifica degli URL o codifica percentuale.

Caratteri speciali

Dobbiamo tradurre i caratteri speciali perché tutti gli URL devono essere conformi alla sintassi specificata dalla specifica URI (Uniform Resource Identifier). Ciò significa che gli URL devono contenere solo un sottoinsieme speciale di caratteri ASCII, ovvero i normali simboli alfanumerici e alcuni caratteri riservati da utilizzare come caratteri di controllo negli URL. Questa tabella riassume questi caratteri:

Riepilogo dei caratteri validi per gli URL
ImpostacaratteriUtilizzo degli URL
Alfanumerico a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z Stringhe di testo, utilizzo dello schema (http), porta (8080) e così via.
Non prenotato - _ . ~ Stringhe di testo
Riservata ! * ' ( ) ; : @ & = + $ , / ? % # [ ] Caratteri di controllo e/o stringhe di testo

Quando crei un URL valido, devi assicurarti che contenga solo i caratteri mostrati nella tabella Riepilogo dei caratteri URL validi. La conformità di un URL per utilizzare questo insieme di caratteri generalmente causa due problemi, uno di omissione e uno di sostituzione:

  • I caratteri che vuoi gestire esistono al di fuori del set precedente. Ad esempio, i caratteri in lingue straniere come 上海+中國 devono essere codificati utilizzando i caratteri precedenti. Secondo una convenzione più comune, gli spazi (non consentiti all'interno degli URL) sono spesso rappresentati utilizzando anche il carattere più '+'.
  • Questi caratteri esistono all'interno del set precedente come caratteri riservati, ma devono essere utilizzati letteralmente. Ad esempio, ? viene utilizzato all'interno degli URL per indicare l'inizio della stringa di query; se vuoi utilizzare la stringa "? e i Mysterions", devi codificare il carattere '?'.

Tutti i caratteri da codificare nell'URL vengono codificati utilizzando un carattere '%' e un valore esadecimale a due caratteri corrispondente al relativo carattere UTF-8. Ad esempio, 上海+中國 in UTF-8 verrebbe codificato nell'URL come %E4%B8%8A%E6%B5%B7%2B%E4%B8%AD%E5%9C%8B. La stringa ? and the Mysterians verrebbe codificata come URL come %3F+and+the+Mysterians o %3F%20and%20the%20Mysterians.

Caratteri comuni che richiedono la codifica

Ecco alcuni caratteri comuni che devono essere codificati:

Carattere non sicuro Valore codificato
Spazio %20
" %22
< %3C
> %3E
# %23
% %25
| %7C

La conversione di un URL che ricevi dall'input utente a volte è complessa. Ad esempio, un utente può inserire un indirizzo come "Via Roma". In genere, devi creare l'URL a partire dalle sue parti, trattando gli input utente come caratteri letterali.

Inoltre, gli URL possono avere una lunghezza massima di 16.384 caratteri per tutti i servizi web e le API web statiche di Google Maps Platform. Per la maggior parte dei servizi, questo limite di caratteri verrà affrontato raramente. Tuttavia, alcuni servizi hanno diversi parametri che possono generare URL lunghi.

Uso educato delle API di Google

I client API mal progettati possono caricare più carico del necessario sia su Internet che sui server di Google. Questa sezione contiene alcune best practice per i client delle API. Seguendo queste best practice, puoi evitare che la tua applicazione venga bloccata per uso illecito involontario delle API.

Backoff esponenziale

In rari casi, si potrebbe verificare un errore nel soddisfare la tua richiesta: potresti ricevere un codice di risposta HTTP 4XX o 5XX oppure la connessione TCP potrebbe semplicemente non riuscire da qualche parte tra il tuo client e il server di Google. Spesso vale la pena ritentare la richiesta poiché la richiesta di follow-up potrebbe avere esito positivo quando l'originale non è andato a buon fine. Tuttavia, è importante non limitarsi a ripetere ripetutamente le richieste ai server di Google. Questo comportamento di loop può sovraccaricare la rete tra il client e Google, causando problemi a molte parti.

Un approccio migliore è riprovare con un aumento dei ritardi tra un tentativo e l'altro. Di solito il ritardo viene aumentato di un fattore moltiplicativo a ogni tentativo, un approccio noto come backoff esponenziale.

Ad esempio, considera un'applicazione che vuole effettuare questa richiesta all'API Time Zone:

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

L'esempio Python seguente mostra come effettuare la richiesta con backoff esponenziale:

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}")

Devi inoltre fare attenzione a non trovare codice di nuovo tentativo più in alto nella catena di chiamate dell'applicazione che porta a richieste ripetute in rapida successione.

Richieste sincronizzate

Un numero elevato di richieste sincronizzate alle API di Google può sembrare un attacco Distributed DoS (DDoS) sull'infrastruttura di Google ed essere gestito di conseguenza. Per evitare questo problema, devi assicurarti che le richieste API non siano sincronizzate tra i client.

Ad esempio, considera un'applicazione che mostra l'ora nel fuso orario corrente. È probabile che questa applicazione imposti una sveglia nel sistema operativo client per riattivarla all'inizio dell'ora, in modo che l'ora visualizzata possa essere aggiornata. L'applicazione non deve effettuare chiamate API nell'ambito dell'elaborazione associata all'allarme.

L'esecuzione di chiamate API in risposta a un allarme fisso non è corretta, perché le chiamate API vengono sincronizzate all'inizio del minuto, anche tra dispositivi diversi, invece di essere distribuite in modo uniforme nel tempo. Un'applicazione progettata male all'inizio di ogni minuto produrrà un picco di traffico sessanta volte superiore al normale.

È consigliabile, invece, impostare una seconda sveglia su un orario scelto in modo casuale. Quando questo secondo allarme si attiva, l'applicazione chiama le API di cui ha bisogno e archivia i risultati. Se l'applicazione vuole aggiornare la visualizzazione all'inizio, utilizza i risultati archiviati in precedenza anziché chiamare di nuovo l'API. Con questo approccio, le chiamate API sono distribuite in modo uniforme nel tempo. Inoltre, le chiamate API non ritardano il rendering quando il display viene aggiornato.

A parte l'inizio del minuto, altri orari di sincronizzazione comuni che dovresti non scegliere come target sono l'inizio dell'ora e l'inizio di ogni giorno a mezzanotte.

Elaborazione risposte

Questa sezione illustra come estrarre questi valori in modo dinamico dalle risposte del servizio web.

I servizi web di Google Maps forniscono risposte facili da capire, ma non esattamente facili da usare. Quando esegui una query, anziché visualizzare un insieme di dati, probabilmente vorrai estrarre alcuni valori specifici. In genere, vorrai analizzare le risposte del servizio web ed estrarre solo i valori che ti interessano.

Lo schema di analisi utilizzato dipende dal fatto che tu restituisca l'output in XML o JSON. Le risposte JSON, essendo già sotto forma di oggetti JavaScript, possono essere elaborate all'interno di JavaScript stesso sul client. Le risposte XML devono essere elaborate utilizzando un processore XML e un linguaggio di query XML per gestire gli elementi in questo formato. Utilizziamo XPath negli esempi seguenti, poiché è comunemente supportato nelle librerie di elaborazione XML.

Elaborazione di XML con XPath

XML è un formato di informazioni strutturate relativamente mature utilizzato per lo scambio di dati. Anche se non è leggero come JSON, XML offre un maggiore supporto linguistico e strumenti più solidi. Il codice per l'elaborazione di XML in Java, ad esempio, è incorporato nei pacchetti javax.xml.

Durante l'elaborazione delle risposte XML, devi utilizzare un linguaggio di query appropriato per selezionare i nodi all'interno del documento XML, anziché presumere che gli elementi risiedano in posizioni assolute all'interno del markup XML. XPath è una sintassi del linguaggio per descrivere in modo univoco nodi ed elementi all'interno di un documento XML. Le espressioni XPath ti consentono di identificare contenuti specifici all'interno del documento di risposta XML.

Espressioni XPath

Una certa familiarità con XPath consente di sviluppare uno schema di analisi efficace. Questa sezione si concentrerà su come gli elementi all'interno di un documento XML vengono gestiti con XPath, consentendoti di gestire più elementi e creare query complesse.

XPath utilizza espressioni per selezionare elementi all'interno di un documento XML, con una sintassi simile a quella utilizzata per i percorsi delle directory. Queste espressioni identificano gli elementi all'interno della struttura di un documento XML, che è una struttura gerarchica simile a quella di un DOM. In genere, le espressioni XPath sono greedy e corrispondono a tutti i nodi che corrispondono ai criteri specificati.

Utilizzeremo il seguente codice XML astratto per illustrare i nostri esempi:

<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>

Selezione dei nodi nelle espressioni

Le selezioni XPath consentono di selezionare i nodi. Il nodo radice comprende l'intero documento. Puoi selezionare questo nodo utilizzando l'espressione speciale "/". Tieni presente che il nodo radice non è il nodo di primo livello del documento XML, poiché si trova a un livello superiore a questo elemento di primo livello e lo include.

I nodi dell'elemento rappresentano i vari elementi all'interno della struttura ad albero dei documenti XML. Un elemento <WebServiceResponse>, ad esempio, rappresenta l'elemento di primo livello restituito nel servizio di esempio riportato sopra. Puoi selezionare singoli nodi tramite percorsi assoluti o relativi, indicati dalla presenza o dall'assenza di un carattere "/" iniziale.

  • Percorso assoluto: l'espressione "/WebServiceResponse/result" seleziona tutti i nodi <result> che sono figlio del nodo <WebServiceResponse>. (Tieni presente che entrambi gli elementi discendono dal nodo radice "/".)
  • Percorso relativo dal contesto corrente: l'espressione "result" corrisponderebbe a qualsiasi elemento <result> all'interno del contesto corrente. In genere, non devi preoccuparti del contesto, poiché di solito i risultati del servizio web vengono elaborati tramite una singola espressione.

Ognuna di queste espressioni può essere aumentata tramite l'aggiunta di un percorso con caratteri jolly, indicato con una doppia barra ("//"). Questo carattere jolly indica che nel percorso di intervento potrebbero essere presenti zero o più elementi corrispondenti. Ad esempio, l'espressione XPath "//formatted_address" corrisponderà a tutti i nodi con quel nome nel documento corrente. L'espressione //viewport//lat corrisponderà a tutti gli elementi <lat> in grado di tracciare <viewport> come padre.

Per impostazione predefinita, le espressioni XPath corrispondono a tutti gli elementi. Puoi limitare l'espressione in modo che corrisponda a un determinato elemento fornendo un predicate, racchiuso tra parentesi quadre ([]). L'espressione XPath "/GeocodeResponse/result[2] restituisce sempre il secondo risultato, ad esempio.

Tipo di espressione
Nodo principale
Espressione XPath:  "/"
Selezione:
    <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>
    
Percorso assoluto
Espressione XPath:  "/WebServiceResponse/result"
Selezione:
    <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>
    
Percorso con carattere jolly
Espressione XPath:  "/WebServiceResponse//location"
Selezione:
    <location>
     <lat>37.4217550</lat>
     <lng>-122.0846330</lng>
    </location>
    
Percorso con predicato
Espressione XPath:  "/WebServiceResponse/result[2]/message"
Selezione:
    <message>The secret message</message>
    
Tutti i figli diretti del primo result
Espressione XPath:  "/WebServiceResponse/result[1]/*"
Selezione:
     <type>sample</type>
     <name>Sample XML</name>
     <location>
      <lat>37.4217550</lat>
      <lng>-122.0846330</lng>
     </location>
    
name di un result il cui testo type è "sample".
Espressione XPath:  "/WebServiceResponse/result[type/text()='sample']/name"
Selezione:
    Sample XML
    

È importante notare che, quando selezioni gli elementi, selezioni i nodi, non solo il testo al loro interno. In genere, conviene eseguire l'iterazione su tutti i nodi corrispondenti ed estrarre il testo. Puoi anche associare direttamente i nodi di testo; consulta Nodi di testo di seguito.

Tieni presente che XPath supporta anche i nodi degli attributi. Tuttavia, tutti i servizi web di Google Maps pubblicano elementi senza attributi, quindi la corrispondenza degli attributi non è necessaria.

Selezione del testo nelle espressioni

Il testo all'interno di un documento XML viene specificato nelle espressioni XPath tramite un operatore di nodo di testo. L'operatore "text()" indica l'estrazione di testo dal nodo indicato. Ad esempio, l'espressione XPath "//formatted_address/text()" restituirà tutto il testo all'interno degli elementi <formatted_address>.

Tipo di espressione
Tutti i nodi di testo (spazio vuoto incluso)
Espressione XPath:  "//text()"
Selezione:
    sample
    Sample XML

    37.4217550
    -122.0846330
    The secret message
    
Selezione del testo
Espressione XPath:  "/WebServiceRequest/result[2]/message/text()"
Selezione:
    The secret message
    
Selezione sensibile al contesto
Espressione XPath:  "/WebServiceRequest/result[type/text() = 'sample']/name/text()"
Selezione:
    Sample XML
    

In alternativa, puoi valutare un'espressione e restituire un insieme di nodi, quindi eseguire l'iterazione su quel "insieme di nodi", estraendo il testo da ciascun nodo. Questo approccio viene utilizzato nell'esempio riportato di seguito.

Per ulteriori informazioni su XPath, consulta la specifica W3C di XPath.

Valutazione di XPath in Java

Java offre un ampio supporto per l'analisi del codice XML e l'utilizzo di espressioni XPath all'interno del pacchetto javax.xml.xpath.*. Per questo motivo, il codice campione in questa sezione utilizza Java per spiegare come gestire XML e analizzare i dati delle risposte del servizio XML.

Per utilizzare XPath nel tuo codice Java, dovrai prima creare un'istanza di un'istanza XPathFactory e chiamare newXPath() su quella fabbrica per creare un oggetto XPath . Questo oggetto può quindi elaborare le espressioni XML e XPath trasferite utilizzando il metodo evaluate().

Quando valuti le espressioni XPath, assicurati di eseguire l'iterazione su tutti i possibili "set di nodi" che potrebbero essere restituiti. Poiché questi risultati vengono restituiti come nodi DOM nel codice Java, devi acquisire più valori di questo tipo all'interno di un oggetto NodeList ed eseguire l'iterazione dell'oggetto per estrarre testo o valori da questi nodi.

Il codice seguente illustra come creare un oggetto XPath, assegnargli un XML e un'espressione XPath e valutare l'espressione per stampare i contenuti pertinenti.

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");
    }
  }
}