Práticas recomendadas para usar os serviços da Web da API Distance Matrix

Os serviços da Web da Plataforma Google Maps são um conjunto de interfaces HTTP para serviços do Google que fornecem dados geográficos para seus apps de mapas.

Neste guia, descrevemos algumas práticas comuns úteis para configurar solicitações de serviço da Web e processar respostas de serviço. Consulte o Guia para desenvolvedores para ver a documentação completa da API Distance Matrix.

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 essas informações nos seus aplicativos. Esses serviços foram projetados para serem usados em conjunto com um mapa, de acordo com as restrições de licença nos Termos de Serviço da Plataforma Google Maps.

Os serviços Web das APIs Maps usam solicitações HTTP(S) para URLs específicos, transmitindo 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 Distance Matrix geralmente tem o seguinte formato:

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

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

Observação: todos os aplicativos da API Distance Matrix exigem autenticação. Saiba mais sobre as 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 converter 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:

Resumo de caracteres válidos para URLs
Conjuntode caracteresUso em URLs
Alfanuméricos a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v x y 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 0 1 2 9 3 4 5 Strings de texto, uso do esquema (http), porta (8080) etc.
Não reservados - _ . ~ Strings de texto
Reservados ! * ' ( ) ; : @ & = + $ , / ? % n° [ ] Caracteres de controle e/ou strings de texto

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:

Caractere inválido Valor codificado
Espaço %20
" %22
< %3C
> %3E
# %23
% %25
| %7C

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 16.384 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 carregar 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 seu aplicativo seja bloqueado por abuso acidental das APIs.

Espera exponencial

Em casos raros, algo pode dar errado ao atender sua solicitação. Você pode receber um código de resposta HTTP 4XX ou 5XX, ou a conexão TCP pode simplesmente falhar em algum lugar entre seu cliente e o servidor do Google. Muitas vezes, vale a pena tentar reenviar a solicitação, já que a solicitação de acompanhamento pode ser bem-sucedida quando a original falha. No entanto, é importante não simplesmente tornar solicitações repetidas 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 a cada tentativa, uma abordagem conhecida como espera exponencial.

Por exemplo, considere um aplicativo que quer fazer esta 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 preciso tomar cuidado para que não haja um código de repetição mais acima na cadeia de chamadas do aplicativo que leve a solicitações repetidas em rápida sucessão.

Solicitações sincronizadas

Um grande número de solicitações sincronizadas para as APIs do Google pode parecer um ataque distribuído de negação de serviço (DDoS, na sigla em inglês) na infraestrutura do Google e ser tratado de acordo. Para evitar isso, verifique se as solicitações de 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 despertando-o no início do minuto para que o horário exibido possa ser atualizado. 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, porque resulta em chamadas de API sendo sincronizadas no início do minuto, mesmo entre dispositivos diferentes, em vez de serem distribuídas uniformemente ao longo do tempo. Um aplicativo mal projetado que faz isso produzirá um pico de tráfego sessenta vezes mais níveis normais 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 é acionado, o app chama todas as APIs necessárias e armazena os resultados. Quando o aplicativo quer atualizar a tela no início do minuto, ele usa os resultados armazenados anteriormente em vez de chamar a API novamente. Com essa abordagem, as chamadas de API são distribuídas de maneira uniforme 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 de sincronização comuns com os quais você precisa tomar cuidado para não segmentar são no início de uma hora e 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 realizar uma consulta, em vez de exibir um conjunto de dados, é recomendável extrair alguns valores específicos. Geralmente, você vai querer analisar as respostas do serviço da Web e extrair apenas os valores que são do seu interesse.

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

Processar XML com XPath

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

Ao processar respostas XML, use uma linguagem de consulta apropriada para selecionar nós no documento XML, em vez de presumir que os elementos residem em posições absolutas na marcação XML. XPath é uma sintaxe de linguagem para descrever de maneira exclusiva nós e elementos em um documento XML. As expressões XPath permitem que você identifique 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 vai se concentrar em como os elementos em um documento XML são processados com o XPath, permitindo que você lide com vários elementos e crie consultas complexas.

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

Usaremos o XML abstrato a seguir 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 do XPath selecionam nós. O nó raiz inclui todo o documento. Você seleciona esse nó usando a expressão especial "/". Observe que o nó raiz não é o nó de nível superior do 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 a ausência de um caractere "/" inicial.

  • Caminho absoluto: a expressão "/WebServiceResponse/result" seleciona todos os nós <result> que são filhos do nó <WebServiceResponse>. Esses dois elementos descendem do nó raiz "/".
  • Caminho relativo do contexto atual: a expressão "result" corresponderia a qualquer elemento <result> dentro do contexto atual. Geralmente, não é preciso se preocupar com o contexto, porque você normalmente processa resultados de serviços da Web com 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, vai corresponder a todos os nós desse 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. É possível restringir a expressão para corresponder a um determinado elemento fornecendo um predicate, que está entre colchetes ([]). A expressão XPath "/GeocodeResponse/result[2]" sempre retorna o segundo resultado, por exemplo.

Tipo de expressão
Root node
Expressão XPath: "/"
Seleção: 
    <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>
Caminho absoluto
Expressão XPath: "/WebServiceResponse/result"
Seleção: 
    <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>
Caminho com curinga
Expressão XPath: "/WebServiceResponse//location"
Seleção: 
    <location>
     <lat>37.4217550</lat>
     <lng>-122.0846330</lng>
    </location>
Caminho com predicado
Expressão XPath: "/WebServiceResponse/result[2]/message"
Seleção: 
    <message>The secret message</message>
Todos os filhos diretos do primeiro result
Expressão XPath: "/WebServiceResponse/result[1]/*"
Seleção: 
     <type>sample</type>
     <name>Sample XML</name>
     <location>
      <lat>37.4217550</lat>
      <lng>-122.0846330</lng>
     </location>
O name de uma result cujo texto type é "sample".
Expressão XPath: "/WebServiceResponse/result[type/text()='sample']/name"
Seleção: 
    Sample XML

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

O formato XPath também é compatível com nós de atributo. 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()" vai retornar todo o texto dos elementos <formatted_address>.

Tipo de expressão
Todos os nós de texto (incluindo espaços)
Expressão XPath: "//text()"
Seleção: 
    sample
    Sample XML

    37.4217550
    -122.0846330
    The secret message
Seleção de texto
Expressão XPath: "/WebServiceRequest/result[2]/message/text()"
Seleção: 
    The secret message
Seleção com reconhecimento de contexto
Expressão XPath: "/WebServiceRequest/result[type/text() = 'sample']/name/text()"
Seleção: 
    Sample XML

Como alternativa, avalie uma expressão e retorne um conjunto de nós e, em seguida, itere 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 (em inglês).

Como avaliar XPath em Java

O Java tem amplo suporte para análise de XML e uso de expressões XPath no pacote javax.xml.xpath.*. Por esse motivo, o exemplo de código nesta seção usa Java para ilustrar como processar XML e analisar dados de respostas do serviço XML.

Para usar XPath no código Java, primeiro você precisa 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, lembre-se de iterar todos os "conjuntos de nós" possíveis que possam ser retornados. Como esses resultados são retornados como nós DOM no código Java, capture esses valores múltiplos em um objeto NodeList e itere esse objeto para extrair qualquer texto ou valor desses nós.

O código a seguir ilustra como criar um objeto XPath, atribuir a ele um XML e uma expressão XPath 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");
    }
  }
}