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深入理解 RESTful Api 架构

周梦康 发表于 2016-01-03 分类于 笔记 61818 次浏览 标签 : REST

 

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。

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

PUT和PATCH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。

PUT和POST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HEAD和OPTIONS，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

1. [GET]      /blacklist
2. [PUT]       /blacklist/{id} #把 id 加入到当前授权用户的黑名单中
3. [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）

1. [GET]      /user/{uid}/blacklist
2. [PUT]       /user/{uid}/blacklist/{id}  #把 id 加入到当前授权用户的黑名单中
3. [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：

1. public class UserResource {
2.     private User user;
3.     public UserResource() {
4.     }
5.     public UserResource(int id) {
6.         //从数据查询处该用户的数据
7.         String name = "xxx";
8.         short age = 23;
9.         user = new User(id,name,age);
10.     }
11.     /**
12.      * 获取单个用户
13.      * 从 new UserResource(int) 开始
14.      * @return
15.      */
16.     public User get(){
17.         return user;
18.     }
19.     /**
20.      * 覆盖用户的全部信息
21.      * 从 new UserResource(int) 开始
22.      * @return
23.      */
24.     public boolean put(){
25.         return true;
26.     }
27.     /**
28.      * 只更新用户的部分信息
29.      * 从 new UserResource(int) 开始
30.      * @return
31.      */
32.     public boolean patch(){
33.         return true;
34.     }
35.     /**
36.      * 创建一个 UserResource
37.      * @return
38.      */
39.     public int post(){
40.         return 1;
41.     }
42.     /**
43.      * 删除用户
44.      * @return
45.      */
46.     public boolean delete(){
47.         return true;
48.     }
49. }

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）

1. public class UserStarResource {
2.     public boolean get(){
3.         return true;
4.     }
5.     public boolean post(){
6.         return true;
7.     }
8.     public boolean delete(){
9.         return true;
10.     }
11. }

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

1. 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。

2. 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。

3. 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。

4. 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。

5. 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/

书籍推荐

RESTful Web Services Cookbook