深入理解 RESTful Api 架构

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一些常见的误解

不要以为 RESTful Api 就是设计得像便于 SEO 的伪静态,例如一个 Api 的 URL 类似于 http://xxx.com/blog/1 ,我们可以通过浏览器访问该 URL 而读取文章,但是这并不代表着它就是 RESTful Api 。
也不要认为URL 里有 queryString 就不是 RESTful Api ,例如 http://xxx.com/users/?page=10&page_size=30
更不要认为 HTTP + JSON 就是 RESTful ApI 了。

REST 和 HTTP/1.1

Roy Fielding (Apache HTTP 服务器的核心开发者,Apache 软件基金会的合作创始人,HTTP/1.1 协议专家组的负责人)总结了一套理论框架,然后使用这套理论框架中的指导原则,来指导HTTP/1.1协议的设计方向。后来他在其的博士学位论文 Architectural Styles and the Design of Network-based Software Architectures 中更为系统、严谨地阐述了这套理论框架,并且使用这套理论框架推导出了一种新的架构风格,并且为这种架构风格取了一个令人轻松愉快的名字 REST。
想必通过这个你已经明白了 REST 和 HTTP/1.1 的密不可分的关系了吧。HTTP/1.1 的很多特性就是 REST 的特性,比如连接的无状态性。还有后面说的 REST 五大特性都和 HTTP/1.1 协议密不可分。

RESTful Api 与 SOAP Web API 在 URL 形式上的对比

从设计一个删除评论的 api 说起

我们可以这样设计成类似于:
http://mengkang.net/?method=comment.del&id=x ①
http://mengkang.net/comment/del/id/x ②
或者其他形式的 url。

而 RESTful Api 则是:
[DELETE] http://mengkang.net/comments/1 ③

我们对比可以发现①和② URL 中,都有del的动作指示。

SOAP Web API采用RPC风格,它采用面向功能的架构,所以我们在设计SOAP Web API的时候首相考虑的是应高提供怎样的功能(或者操作)。
而 RESTful Api 是面向资源的架构。是查询、新增、修改、删除,都该资源无关。

所以我们在③ URL 中没有看到del的关键字,对比②和③最为明显。

进一步认识 RESTful Api

我们知道 URL 全称为“统一资源定位符(Uniform Resource Locator)”,用于描述 Web 资源所在的位置。RESTful Api 是以 HTTP 协议为强烈依托的,将类似于①和②这种以功能为主导的URL风格舍弃,还原 URL 的本质,它的宗旨就是一个 URL 就应该是一个资源,不能包含任何动作。

    [POST]     http://mengkang.net/users   // 新增
    [GET]      http://mengkang.net/users/1 // 查询
    [PATCH]    http://mengkang.net/users/1 // 更新
    [PUT]      http://mengkang.net/users/1 // 覆盖,全部更新
    [DELETE]   http://mengkang.net/users/1 // 删除

PUTPATCH的功能都可以代表更新,但略有不同,PUT大多时候表示更新该资源的全部信息,而PATCH则更新部分信息。
PUTPOST又一些功能的重叠,都可以是新建一个资源,POST时,新建资源的地址是由服务器返回给客户端的。也就是说客户端在发送POST请求资源之前还无法预知该资源的地址,这在我们的 Api 开发中非常常见,新建一个帖子,新建一条评论,都如此。
而资源的地址是客户端预先知道的情况则比较少。也有人如此设计而使用PUT,比如需要对 github 上的某人的项目 star ,则可能会设计成:http://github.com/xxx/zhoumengkang/projectname/star 这里把“对这个项目已经点赞过”看成了一个资源,那么就可以用PUT,因为要删除这个资源时,还是访问这个 URL。
关于这些功能上有交集的地方,可能后面会有一些更加标准的规范或者协议吧。
最后说下HEADOPTIONS,HEAD请求的是资源的元数据,比如一张照片,的元数据则可能包含了,照片拍摄的设备,地点,时间等。服务器一般将对应资源的元数据置于响应的报头集合返回给客户端,这样的响应一般不具有主体部分。OPTIONS则是发送一种“探测”请求以确定针对某个目标地址的请求必须具有怎样的约束(比如应该采用怎样的HTTP方法以及自定义的请求报头),然后根据其约束发送真正的请求。

关于过滤筛选,排序和 token 等 query string 是支持使用,和唯一资源的概念并不冲突。

我所理解的无状态性和唯一资源对 Api Url 的设计指导

举一个实际的例子,用户黑名单的 CURD。我们可是设计成

    [GET]      /blacklist
    [PUT]       /blacklist/{id} #把 id 加入到当前授权用户的黑名单中
    [DELETE]   /blacklist/{id}

如上的 api 设计中,首先如上的 url 设计中,通过授权码中获取登录用户 uid。则是有状态的了,其次因为所有的用户访问的资源都是同一个地址,这与唯一资源的概念是相违背的。如果是无状态的,那么就与唯一资源的概念相吻合了。(这只是 restful 所建议的,实际是否需要完全遵守视情况而定)

    [GET]      /user/{uid}/blacklist
    [PUT]       /user/{uid}/blacklist/{id}  #把 id 加入到当前授权用户的黑名单中
    [DELETE]   /user/{uid}/blacklist/{id}

REST的五大特性

1. 资源(Resource)
2.资源的表述(Representation)
3.状态转移(State Transfer)
4.统一接口(Uniform Interface)
5.超文本驱动(Hypertext Driven)

资源的概念是 RESTful 里面最重要的一个概念,很容易被我们忽视和误解,所以就重点阐述了这一特性。
而其他特性,我们日常开发应该都是遵守的,就不再展开说了,需要了解的可以看我的这篇笔记 REST的五个特性 。

Server 端代码的基本设计思想

按照 RESTful Api 的规范,严格来说根据endpoint找到在 server 端映射成一个资源对象,例如通过 http://mengkang.net/users/1 找到UserResource对象

而在这个对象里对应着该资源支持的 Http 协议的方法。如果一个对象支持7种方式的请求,则类似于:

    public class UserResource {     
        private User user;     
        public UserResource() {     
        }     
        public UserResource(int id) {            //从数据查询处该用户的数据
            String name = "xxx";
            short age = 23;
            user = new User(id,name,age);
        }
 
        /**
         * 获取单个用户
         * 从 new UserResource(int) 开始
         * @return
         */
        public User get(){
            return user;
        }
 
        /**
         * 覆盖用户的全部信息
         * 从 new UserResource(int) 开始
         * @return
         */
        public boolean put(){
            return true;
        }
 
        /**
         * 只更新用户的部分信息
         * 从 new UserResource(int) 开始
         * @return
         */
        public boolean patch(){
            return true;
        }
 
        /**
         * 创建一个 UserResource
         * @return
         */
        public int post(){
            return 1;
        }
 
        /**
         * 删除用户
         * @return
         */
        public boolean delete(){
            return true;
        }
 
    }

如果有关注的 api 那么对于该用户的 star 操作则应新建一个UserStarResource资源对象,因为每个资源最多只有这7中方法,构造方法除外,而不能有其他的相关的动作方法。

假如我们规定 URL 为 http://mengkang.net/user/1/star 表示是访问者对 id 为 1 的这个用户的 star 状态的一个资源。(当前访问者的信息通过 query string 传递 auth token 的形式获取)

    public class UserStarResource {     
        public boolean get(){
            return true;
        }
 
        public boolean post(){
            return true;
        }
        public boolean delete(){
            return true;
        }
    }

REST 状态码

理论上来说我们应该以 Http response status code 作为客户端的标准,而不是在 Http body 体里面定义。这样客户端的能够更快速的获取服务端的响应状态码。

但是由于国内某些网络商会劫持状态码非200的请求,跳转到他们的广告地址。所以大家还是考虑国内的实际情况。

REST 架构风格约束

客户-服务器(Client-Server)通信只能由客户端单方面发起,表现为请求-响应的形式。
无状态(Stateless)通信的会话状态(Session State)应该全部由客户端负责维护。
缓存(Cache)响应内容可以在通信链的某处被缓存,以改善网络效率。
统一接口(Uniform Interface)通信链的组件之间通过统一的接口相互通信,以提高交互的可见性。
分层系统(Layered System)通过限制组件的行为(即,每个组件只能“看到”与其交互的紧邻层),将架构分解为若干等级的层。

文字比较学院派,仔细一想,想必也发现我们实际工作都已经遵守这五条架构风格了。

短短的一篇文章无法涵盖所有内容,这里推荐下 Github Api, 可以作为大家设计 RSETful Api 的最佳范例。
一个基于 netty 的轻量级的 RESTful Api Server https://github.com/zhoumengkang/netty-restful-server
更多更详细的信息可以阅读下面两篇文章
http://www.cnblogs.com/artech/p/restful-web-api-02.html
http://www.infoq.com/cn/articles/understanding-restful-style/

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