1 什么是RESTREST全稱是Representational State Transfer，中文意思是表述性狀態(tài)轉(zhuǎn)移。 它首次出現(xiàn)在2000年Roy Fielding的博士論文中，Roy Fielding是 HTTP 規(guī)范的主要編寫者之一。 他在論文中提到:“我這篇文章的寫作目的，就是想在符合架構(gòu)原理的前提下，理解和評估以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的應(yīng)用軟件的架構(gòu)設(shè)計(jì)，得到一個(gè)功能強(qiáng)、性能好、適宜通信的架構(gòu)。REST指的是一組架構(gòu)約束條件和原則。” 如果一個(gè)架構(gòu)符合REST的約束條件和原則，我們就稱它為RESTful架構(gòu)。 REST本身并沒有創(chuàng)造新的技術(shù)、組件或服務(wù)，而隱藏在RESTful背后的理念就是使用Web的現(xiàn)有特征和能力， 更好地使用現(xiàn)有Web標(biāo)準(zhǔn)中的一些準(zhǔn)則和約束。雖然REST本身受Web技術(shù)的影響很深， 但是理論上REST架構(gòu)風(fēng)格并不是綁定在HTTP上，只不過目前HTTP是唯一與REST相關(guān)的實(shí)例。 所以我們這里描述的REST也是通過HTTP實(shí)現(xiàn)的REST。 2 理解RestFul要理解RESTful架構(gòu)，需要理解Representational State Transfer這個(gè)詞組到底是什么意思，它的每一個(gè)詞都有些什么涵義。 下面我們結(jié)合REST原則，圍繞資源展開討論，從資源的定義、獲取、表述、關(guān)聯(lián)、狀態(tài)變遷等角度，列舉一些關(guān)鍵概念并加以解釋:
2.1 資源與URIREST全稱是表述性狀態(tài)轉(zhuǎn)移，那究竟指的是什么的表述? 其實(shí)指的就是資源。任何事物，只要有被引用到的必要，它就是一個(gè)資源。資源可以是實(shí)體(例如手機(jī)號碼)，也可以只是一個(gè)抽象概念(例如價(jià)值) 。下面是一些資源的例子:
要讓一個(gè)資源可以被識(shí)別，需要有個(gè)唯一標(biāo)識(shí)，在Web中這個(gè)唯一標(biāo)識(shí)就是URI(Uniform Resource Identifier)。 URI既可以看成是資源的地址，也可以看成是資源的名稱。如果某些信息沒有使用URI來表示，那它就不能算是一個(gè)資源， 只能算是資源的一些信息而已。URI的設(shè)計(jì)應(yīng)該遵循可尋址性原則，具有自描述性，需要在形式上給人以直覺上的關(guān)聯(lián)。這里以github網(wǎng)站為例，給出一些還算不錯(cuò)的URI：
下面讓我們來看看URI設(shè)計(jì)上的一些技巧:
曾經(jīng)Web上的URI都是冰冷的數(shù)字或者無意義的字符串，但現(xiàn)在越來越多的網(wǎng)站使用_或-來分隔一些單詞，讓URI看上去更為人性化。 例如國內(nèi)比較出名的開源中國社區(qū)，它上面的新聞地址就采用這種風(fēng)格， 如http://www.oschina.net/news/38119/oschina-translate-reward-plan。
例如上述/git/git/commit/e3af72cdafab5993d18fae056f87e1d675913d08就表示了一個(gè)多級的資源， 指的是git用戶的git項(xiàng)目的某次提交記錄,又例如/orders/2012/10可以用來表示2012年10月的訂單記錄。
很多人只是把?簡單的當(dāng)做是參數(shù)的傳遞，很容易造成URI過于復(fù)雜、難以理解?？梢园?用于對資源的過濾， 例如/git/git/pulls用來表示git項(xiàng)目的所有推入請求，而/pulls?state=closed用來表示git項(xiàng)目中已經(jīng)關(guān)閉的推入請求， 這種URL通常對應(yīng)的是一些特定條件的查詢結(jié)果或算法運(yùn)算結(jié)果。
有時(shí)候我們需要表示同級資源的關(guān)系時(shí)，可以使用,或;來進(jìn)行分割。例如哪天github可以比較某個(gè)文件在隨意兩次提交記錄之間的差異， 或許可以使用/git/git /block-sha1/sha1.h/compare/e3af72cdafab5993d18fae056f87e1d675913d08; bd63e61bdf38e872d5215c07b264dcc16e4febca作為URI。 不過，現(xiàn)在github是使用…來做這個(gè)事情的，例如/git/git/compare/master…next。 2.2 統(tǒng)一資源接口RESTFul架構(gòu)應(yīng)該遵循統(tǒng)一接口原則，統(tǒng)一接口包含了一組受限的預(yù)定義的操作，不論什么樣的資源，都是通過使用相同的接口進(jìn)行資源的訪問。接口應(yīng)該使用標(biāo)準(zhǔn)的HTTP方法如GET，PUT和POST，并遵循這些方法的語義。 如果按照HTTP方法的語義來暴露資源，那么接口將會(huì)擁有安全性和冪等性的特性，例如GET和HEAD請求都是安全的， 無論請求多少次，都不會(huì)改變服務(wù)器狀態(tài)。而GET、HEAD、PUT和DELETE請求都是冪等的，無論對資源操作多少次， 結(jié)果總是一樣的，后面的請求并不會(huì)產(chǎn)生比第一次更多的影響。 下面列出了GET，DELETE，PUT和POST的典型用法: GET
POST
PUT
DELETE
下面我們來看一些實(shí)踐中常見的問題:
POST和PUT在創(chuàng)建資源的區(qū)別在于，所創(chuàng)建的資源的名稱(URI)是否由客戶端決定。 例如為我的博文增加一個(gè)java的分類，生成的路徑就是分類名/categories/java，那么就可以采用PUT方法。 不過很多人直接把POST、GET、PUT、DELETE直接對應(yīng)上CRUD，例如在一個(gè)典型的rails實(shí)現(xiàn)的RESTFul應(yīng)用中就是這么做的。 我認(rèn)為，這是因?yàn)閞ails默認(rèn)使用服務(wù)端生成的ID作為URI的緣故，而不少人就是通過rails實(shí)踐REST的，所以很容易造成這種誤解。
的確有這種情況，特別是一些比較古老的基于瀏覽器的客戶端，只能支持GET和POST兩種方法。 在實(shí)踐上，客戶端和服務(wù)端都可能需要做一些妥協(xié)。例如rails框架就支持通過隱藏參數(shù)_method=DELETE來傳遞真實(shí)的請求方法, 而像Backbone這樣的客戶端MVC框架則允許傳遞_method傳輸和設(shè)置X-HTTP-Method-Override頭來規(guī)避這個(gè)問題。
統(tǒng)一接口并不阻止你擴(kuò)展方法，只要方法對資源的操作有著具體的、可識(shí)別的語義即可，并能夠保持整個(gè)接口的統(tǒng)一性。 像WebDAV就對HTTP方法進(jìn)行了擴(kuò)展，增加了LOCK、UPLOCK等方法。而github的API則支持使用PATCH方法來進(jìn)行issue的更新，例如: PATCH /repos/:owner/:repo/issues/:number 不過，需要注意的是，像PATCH這種不是HTTP標(biāo)準(zhǔn)方法的，服務(wù)端需要考慮客戶端是否能夠支持的問題。
統(tǒng)一資源接口要求使用標(biāo)準(zhǔn)的HTTP方法對資源進(jìn)行操作，所以URI只應(yīng)該來表示資源的名稱，而不應(yīng)該包括資源的操作。 通俗來說，URI不應(yīng)該使用動(dòng)作來描述。例如，下面是一些不符合統(tǒng)一接口要求的URI:
安全性不代表請求不產(chǎn)生副作用，例如像很多API開發(fā)平臺(tái)，都對請求流量做限制。像github，就會(huì)限制沒有認(rèn)證的請求每小時(shí)只能請求60次。 但客戶端不是為了追求副作用而發(fā)出這些GET或HEAD請求的,產(chǎn)生副作用是服務(wù)端“自作主張”的。 另外，服務(wù)端在設(shè)計(jì)時(shí)，也不應(yīng)該讓副作用太大，因?yàn)榭蛻舳苏J(rèn)為這些請求是不會(huì)產(chǎn)生副作用的。
即使你按各個(gè)動(dòng)詞的原本意圖來使用它們，你仍可以輕易禁止緩存機(jī)制。 最簡單的做法就是在你的HTTP響應(yīng)里增加這樣一個(gè)報(bào)頭： Cache-control: no-cache。 但是，同時(shí)你也對失去了高效的緩存與再驗(yàn)證的支持(使用Etag等機(jī)制)。 對于客戶端來說，在為一個(gè)REST式服務(wù)實(shí)現(xiàn)程序客戶端時(shí)，也應(yīng)該充分利用現(xiàn)有的緩存機(jī)制，以免每次都重新獲取表示。
如上圖所示，HTTP的響應(yīng)代碼可用于應(yīng)付不同場合，正確使用這些狀態(tài)代碼意味著客戶端與服務(wù)器可以在一個(gè)具備較豐富語義的層次上進(jìn)行溝通。 例如，201（“Created”）響應(yīng)代碼表明已經(jīng)創(chuàng)建了一個(gè)新的資源，其URI在Location響應(yīng)報(bào)頭里。 假如你不利用HTTP狀態(tài)代碼豐富的應(yīng)用語義，那么你將錯(cuò)失提高重用性、增強(qiáng)互操作性和提升松耦合性的機(jī)會(huì)。 如果這些所謂的RESTFul應(yīng)用必須通過響應(yīng)實(shí)體才能給出錯(cuò)誤信息，那么SOAP就是這樣的了，它就能夠滿足了。 2.3 資源的表述上面提到，客戶端通過HTTP方法可以獲取資源，是吧? 不，確切的說，客戶端獲取的只是資源的表述而已。 資源在外界的具體呈現(xiàn)，可以有多種表述(或成為表現(xiàn)、表示)形式,在客戶端和服務(wù)端之間傳送的也是資源的表述，而不是資源本身。 例如文本資源可以采用html、xml、json等格式，圖片可以使用PNG或JPG展現(xiàn)出來。 資源的表述包括數(shù)據(jù)和描述數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)，例如，HTTP頭“Content-Type” 就是這樣一個(gè)元數(shù)據(jù)屬性。 那么客戶端如何知道服務(wù)端提供哪種表述形式呢? 答案是可以通過HTTP內(nèi)容協(xié)商，客戶端可以通過Accept頭請求一種特定格式的表述，服務(wù)端則通過Content-Type告訴客戶端資源的表述形式。 以github為例，請求某組織資源的json格式的表述形式:
假如github也能夠支持xml格式的表述格式，那么結(jié)果就是這樣的:
下面我們來看一些實(shí)踐上常見的設(shè)計(jì):
有些API在URI里邊帶上版本號，例如:
如果我們把版本號理解成資源的不同表述形式的話，就應(yīng)該只是用一個(gè)URL，并通過Accept頭部來區(qū)分，還是以github為例,它的Accept的完整格式是 application/vnd.github[.version].param[+json] 對于v3版本的話，就是Accept: application/vnd.github.v3。對于上面的例子，同理可以使用使用下面的頭部:
像rails框架，就支持使用/users.xml或/users.json來區(qū)分不同的格式。 這樣的方式對于客戶端來說，無疑是更為直觀，但混淆了資源的名稱和資源的表述形式。 我個(gè)人認(rèn)為，還是應(yīng)該優(yōu)先使用內(nèi)容協(xié)商來區(qū)分表述格式。
當(dāng)服務(wù)器不支持所請求的表述格式，那么應(yīng)該怎么辦？若服務(wù)器不支持，它應(yīng)該返回一個(gè)HTTP 406響應(yīng)，表示拒絕處理該請求。下面以github為例，展示了一個(gè)請求XML表述資源的結(jié)果：
2.4 資源的鏈接我們知道REST是使用標(biāo)準(zhǔn)的HTTP方法來操作資源的，但僅僅因此就理解成帶CURD的Web數(shù)據(jù)庫架構(gòu)就太過于簡單了。 這種反模式忽略了一個(gè)核心概念: “超媒體即應(yīng)用狀態(tài)引擎（hypermedia as the engine of application state）”。 超媒體是什么? 當(dāng)你瀏覽Web網(wǎng)頁時(shí)，從一個(gè)連接跳到一個(gè)頁面，再從另一個(gè)連接跳到另外一個(gè)頁面，就是利用了超媒體的概念: 把一個(gè)個(gè)把資源鏈接起來. 要達(dá)到這個(gè)目的，就要求在表述格式里邊加入鏈接來引導(dǎo)客戶端。在《RESTFul Web Services》一書中，作者把這種具有鏈接的特性成為連通性。下面我們具體來看一些例子。 下面展示的是github獲取某個(gè)組織下的項(xiàng)目列表的請求，可以看到在響應(yīng)頭里邊增加Link頭告訴客戶端怎么訪問下一頁和最后一頁的記錄。 而在響應(yīng)體里邊，用url來鏈接項(xiàng)目所有者和項(xiàng)目地址。
又例如下面這個(gè)例子，創(chuàng)建訂單后通過鏈接引導(dǎo)客戶端如何去付款。
上面的例子展示了如何使用超媒體來增強(qiáng)資源的連通性。很多人在設(shè)計(jì)RESTFul架構(gòu)時(shí)，使用很多時(shí)間來尋找漂亮的URI,而忽略了超媒體。所以，應(yīng)該多花一些時(shí)間來給資源的表述提供鏈接，而不是專注于“資源的CRUD”。 2.5 狀態(tài)的轉(zhuǎn)移有了上面的鋪墊，再討論REST里邊的狀態(tài)轉(zhuǎn)移就會(huì)很容易理解了。 不過，我們先來討論一下REST原則中的無狀態(tài)通信原則。初看一下，好像自相矛盾了，既然無狀態(tài)，何來狀態(tài)轉(zhuǎn)移一說? 其實(shí)，這里說的無狀態(tài)通信原則，并不是說客戶端應(yīng)用不能有狀態(tài)，而是指服務(wù)端不應(yīng)該保存客戶端狀態(tài)。 2.5.1 應(yīng)用狀態(tài)與資源狀態(tài)實(shí)際上，狀態(tài)應(yīng)該區(qū)分應(yīng)用狀態(tài)和資源狀態(tài)，客戶端負(fù)責(zé)維護(hù)應(yīng)用狀態(tài)，而服務(wù)端維護(hù)資源狀態(tài)。 客戶端與服務(wù)端的交互必須是無狀態(tài)的，并在每一次請求中包含處理該請求所需的一切信息。 服務(wù)端不需要在請求間保留應(yīng)用狀態(tài)，只有在接受到實(shí)際請求的時(shí)候，服務(wù)端才會(huì)關(guān)注應(yīng)用狀態(tài)。 這種無狀態(tài)通信原則，使得服務(wù)端和中介能夠理解獨(dú)立的請求和響應(yīng)。 在多次請求中，同一客戶端也不再需要依賴于同一服務(wù)器，方便實(shí)現(xiàn)高可擴(kuò)展和高可用性的服務(wù)端。 但有時(shí)候我們會(huì)做出違反無狀態(tài)通信原則的設(shè)計(jì)，例如利用Cookie跟蹤某個(gè)服務(wù)端會(huì)話狀態(tài)，常見的像J2EE里邊的JSESSIONID。 這意味著，瀏覽器隨各次請求發(fā)出去的Cookie是被用于構(gòu)建會(huì)話狀態(tài)的。 當(dāng)然，如果Cookie保存的是一些服務(wù)器不依賴于會(huì)話狀態(tài)即可驗(yàn)證的信息（比如認(rèn)證令牌），這樣的Cookie也是符合REST原則的。 2.5.2 應(yīng)用狀態(tài)的轉(zhuǎn)移狀態(tài)轉(zhuǎn)移到這里已經(jīng)很好理解了， “會(huì)話”狀態(tài)不是作為資源狀態(tài)保存在服務(wù)端的，而是被客戶端作為應(yīng)用狀態(tài)進(jìn)行跟蹤的?？蛻舳藨?yīng)用狀態(tài)在服務(wù)端提供的超媒體的指引下發(fā)生變遷。服務(wù)端通過超媒體告訴客戶端當(dāng)前狀態(tài)有哪些后續(xù)狀態(tài)可以進(jìn)入。 這些類似“下一頁”之類的鏈接起的就是這種推進(jìn)狀態(tài)的作用–指引你如何從當(dāng)前狀態(tài)進(jìn)入下一個(gè)可能的狀態(tài)。 3 總結(jié)現(xiàn)在廣東XXX版本、XXX等項(xiàng)目中均使用傳統(tǒng)的RPC、SOAP方式的Web服務(wù)，而移動(dòng)南方基地XXXX項(xiàng)目的后臺(tái), 雖然采用了JSON格式進(jìn)行交互，但還是屬于RPC風(fēng)格的。本文從資源的定義、獲取、表述、關(guān)聯(lián)、狀態(tài)變遷等角度， 試圖快速理解RESTFul架構(gòu)背后的概念。RESTFul架構(gòu)與傳統(tǒng)的RPC、SOAP等方式在理念上有很大的不同，希望本文能對各位理解REST有所幫助。 |
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