100、RESTful API

本篇导航：

• RESTful
• RESTful API设计
• 基于django实现
• 基于Django Rest Framework框架实现

一、RESTful

REST与技术无关，代表的是一种软件架构风格，REST是Representational State Transfer的简称，中文翻译为“表征状态转移”

REST从资源的角度类审视整个网络，它将分布在网络中某个节点的资源通过URL进行标识，客户端应用通过URL来获取资源的表征，获得这些表征致使这些应用转变状态

REST与技术无关，代表的是一种软件架构风格，REST是Representational State Transfer的简称，中文翻译为“表征状态转移”

所有的数据，不过是通过网络获取的还是操作（增删改查）的数据，都是资源，将一切数据视为资源是REST区别与其他架构风格的最本质属性

对于REST这种面向资源的架构风格，有人提出一种全新的结构理念，即：面向资源架构（ROA：Resource Oriented Architecture）

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二、RESTful API设计

网络应用程序，分为前端和后端两个部分。当前的发展趋势，就是前端设备层出不穷（手机、平板、桌面电脑、其他专用设备......）。

因此，必须有一种统一的机制，方便不同的前端设备与后端进行通信。这导致API构架的流行，甚至出现"API First"的设计思想。RESTful API是目前比较成熟的一套互联网应用程序的API设计理论。

API就是接口，提供的url。接口有两个用途：

- 为别人提供服务

- 前后端分离，一个写vue，一个写后端，他们之间都是通过ajax请求

1、协议

API与用户的通信协议，总是使用HTTPs协议。

2、域名

https://api.example.com                         尽量将API部署在专用域名（会存在跨域问题）
https://example.org/api/                        API很简单

3、版本（Versioning）

应该将API的版本号放入URL。

https://api.example.com/v1/

另一种做法是，将版本号放在HTTP头信息中，但不如放入URL方便和直观。Github采用这种做法。

4、路径（Endpoint）

路径又称"终点"（endpoint），表示API的具体网址。

在RESTful架构中，每个网址代表一种资源（resource），所以网址中不能有动词，只能有名词，而且所用的名词往往与数据库的表格名对应。一般来说，数据库中的表都是同种记录的"集合"（collection），所以API中的名词也应该使用复数。

举例来说，有一个API提供动物园（zoo）的信息，还包括各种动物和雇员的信息，则它的路径应该设计成下面这样。

https://api.example.com/v1/zoos
https://api.example.com/v1/animals
https://api.example.com/v1/employees

5、HTTP动词（method）

对于资源的具体操作类型，由HTTP动词表示。

常用的HTTP动词有下面五个（括号里是对应的SQL命令）。

GET（SELECT）：从服务器取出资源（一项或多项）。
POST（CREATE）：在服务器新建一个资源。
PUT（UPDATE）：在服务器更新资源（客户端提供改变后的完整资源）。
PATCH（UPDATE）：在服务器更新资源（客户端提供改变的属性）。
DELETE（DELETE）：从服务器删除资源。

还有两个不常用的HTTP动词。

HEAD：获取资源的元数据。
OPTIONS：获取信息，关于资源的哪些属性是客户端可以改变的。

下面是一些例子。

GET /zoos：列出所有动物园
POST /zoos：新建一个动物园
GET /zoos/ID：获取某个指定动物园的信息
PUT /zoos/ID：更新某个指定动物园的信息（提供该动物园的全部信息）
PATCH /zoos/ID：更新某个指定动物园的信息（提供该动物园的部分信息）
DELETE /zoos/ID：删除某个动物园
GET /zoos/ID/animals：列出某个指定动物园的所有动物
DELETE /zoos/ID/animals/ID：删除某个指定动物园的指定动物

6、过滤信息（Filtering）

如果记录数量很多，服务器不可能都将它们返回给用户。API应该提供参数，过滤返回结果。

下面是一些常见的参数。

?limit=10：指定返回记录的数量
?offset=10：指定返回记录的开始位置。
?page=2&per_page=100：指定第几页，以及每页的记录数。
?sortby=name&order=asc：指定返回结果按照哪个属性排序，以及排序顺序。
?animal_type_id=1：指定筛选条件

参数的设计允许存在冗余，即允许API路径和URL参数偶尔有重复。比如，GET /zoo/ID/animals 与 GET /animals?zoo_id=ID 的含义是相同的。

7、状态码（Status Codes）

服务器向用户返回的状态码和提示信息，常见的有以下一些（方括号中是该状态码对应的HTTP动词）。

200 OK - [GET]：服务器成功返回用户请求的数据，该操作是幂等的（Idempotent）。
201 CREATED - [POST/PUT/PATCH]：用户新建或修改数据成功。
202 Accepted - [*]：表示一个请求已经进入后台排队（异步任务）
204 NO CONTENT - [DELETE]：用户删除数据成功。
400 INVALID REQUEST - [POST/PUT/PATCH]：用户发出的请求有错误，服务器没有进行新建或修改数据的操作，该操作是幂等的。
401 Unauthorized - [*]：表示用户没有权限（令牌、用户名、密码错误）。
403 Forbidden - [*] 表示用户得到授权（与401错误相对），但是访问是被禁止的。
404 NOT FOUND - [*]：用户发出的请求针对的是不存在的记录，服务器没有进行操作，该操作是幂等的。
406 Not Acceptable - [GET]：用户请求的格式不可得（比如用户请求JSON格式，但是只有XML格式）。
410 Gone -[GET]：用户请求的资源被永久删除，且不会再得到的。
422 Unprocesable entity - [POST/PUT/PATCH] 当创建一个对象时，发生一个验证错误。
500 INTERNAL SERVER ERROR - [*]：服务器发生错误，用户将无法判断发出的请求是否成功。

状态码的完全列表见：http://www.w3.org/Protocols/rfc2616/rfc2616-sec10.html

8、错误处理（Error handling）

如果状态码是4xx，就应该向用户返回出错信息。一般来说，返回的信息中将error作为键名，出错信息作为键值即可。

{
    error: "Invalid API key"
}

9、返回结果

针对不同操作，服务器向用户返回的结果应该符合以下规范。

GET /collection：返回资源对象的列表（数组）
GET /collection/resource：返回单个资源对象
POST /collection：返回新生成的资源对象
PUT /collection/resource：返回完整的资源对象
PATCH /collection/resource：返回完整的资源对象
DELETE /collection/resource：返回一个空文档

10、Hypermedia API

RESTful API最好做到Hypermedia，即返回结果中提供链接，连向其他API方法，使得用户不查文档，也知道下一步应该做什么。

比如，当用户向api.example.com的根目录发出请求，会得到这样一个文档。

{"link": {
  "rel":   "collection https://www.example.com/zoos",
  "href":  "https://api.example.com/zoos",
  "title": "List of zoos",
  "type":  "application/vnd.yourformat+json"
}}

11、其他

1）API的身份认证应该使用OAuth 2.0框架。

2）服务器返回的数据格式，应该尽量使用JSON，避免使用XML。

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三、基于django实现

1、FBV模式

全局url

from django.contrib import admin

from django.conf.urls import url, include

urlpatterns = [
    url('admin/', admin.site.urls),
    url('api/', include('api.urls'))
]

api.urls

from api import views
from django.conf.urls import url
urlpatterns = [
    url('^users/', views.users),
    url('^user/(\d+)', views.user),
]

views

from django.shortcuts import render,HttpResponse

# Create your views here.
import json

def users(request):
    response = {'code':1000,'data':None}  #code用来表示状态，比如1000代表成功，1001代表
    response['data'] = [
        {'name':'haiyan','age':22},
        {'name':'haidong','age':10},
        {'name':'haixiyu','age':11},
    ]
    return HttpResponse(json.dumps(response))  #返回多条数据

def user(request,pk):
    if request.method =='GET':
        return HttpResponse(json.dumps({'name':'haiyan','age':11}))  #返回一条数据
    elif request.method =='POST':
        return HttpResponse(json.dumps({'code':1111}))  #返回一条数据
    elif request.method =='PUT':
        pass
    elif request.method =='DELETE':
        pass

2、CBV模式

api.urls

from api import views
from django.conf.urls import url

urlpatterns = [
    url('^users/', views.UsersView.as_view()),
    url('^user/', views.UserView.as_view()),
]

views

from django.views import View
class UsersView(View):
    def get(self,request):
        response = {'code':1000,'data':None}
        response['data'] = [
            {'name': 'haiyan', 'age': 22},
            {'name': 'haidong', 'age': 10},
            {'name': 'haixiyu', 'age': 11},
        ]
        return HttpResponse(json.dumps(response),stutas=200)

class UserView(View):
    def get(self,request,pk):
        return HttpResponse(json.dumps({'name':'haiyan','age':11}))  #返回一条数据
    def post(self,request,pk):
        return HttpResponse(json.dumps({'code':1111}))  #返回一条数据
    def put(self,request,pk):
        pass
    def delete(self,request,pk):
        pass

基于django实现的API许多功能都需要我们自己开发，这时候Django Rest Framework框架就给我们提供了方便。

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四、基于Django Rest Framework框架实现

url.py

from django.conf.urls import url, include
from web.views.s1_api import TestView

urlpatterns = [
    url(r'^test/', TestView.as_view()),
]

views.py

from rest_framework.views import APIView
from rest_framework.response import Response

class TestView(APIView):
    def dispatch(self, request, *args, **kwargs):
        """
        请求到来之后，都要执行dispatch方法，dispatch方法根据请求方式不同触发 get/post/put等方法

        注意：APIView中的dispatch方法有好多好多的功能
        """
        return super().dispatch(request, *args, **kwargs)

    def get(self, request, *args, **kwargs):
        return Response('GET请求，响应内容')

    def post(self, request, *args, **kwargs):
        return Response('POST请求，响应内容')

    def put(self, request, *args, **kwargs):
        return Response('PUT请求，响应内容')

上述是rest framework框架基本流程，重要的功能是在APIView的dispatch中触发。

首先没有Django rest_Framework框架用django也是可以做出来的，只不过它为我们提供一些API常用的功能，比如：（认证，权限，限流，有了这些我们只需要写个类已配置，它就能当都市图用，还能全局配置，如果自己写还得写中间件，写装饰器来实现，通过Django rest_Framework框架，他已经把规则写好，只需要写类，只需实现方法，返回值就可以）实现了一部分功能。