深入理解RESTful

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通过阅读阮一峰老师的两篇文章，进行笔记的抄录，来加深自己对于 RESTful的理解

深入理解RESTful

RESTful 架构是目前最流行的一种互联网软件架构，它结构清晰、符合标准、易于理解、扩展方便，所以得到越来越多网站的采用。那么，到底什么叫做 RESTful 架构呢？

RESTful 架构

起源

REST这个词，是Roy Thomas Fielding在他2000年的博士论文中提出的。

名称

Fielding将他对互联网软件的架构原则，定名为REST，即Representational State Transfer的缩写。我对这个词组的翻译是”表现层状态转化”。

资源（Resources）

REST的名称”表现层状态转化”中，省略了主语。”表现层”其实指的是”资源”（Resources）的”表现层”。

所谓的“资源”，就是网络上的一个实体，或者说是网络上的一个具体信息，它可以是一段文本、一张图片，一首歌，一种服务，总之就是一个具体的存在。可以用一个 URI （统一资源定位符）指向它，每种资源对应一个特定的 URI ，要获取这个资源，访问它的 URI 就可以，因而 URI 就成了每一个资源的地址或者收拾独一无二的识别符。

表现层（Representation）

“资源”是一种消息实体，可以有多种外在表现形式，把“资源”具体呈现出来的形式，叫做它的“表现层”

例如：文本可以用 txt 格式表现，也可以用 HTML 格式、XML 格式、JSON 格式表现，甚至可以采用二进制格式，图片可以用 JPG 格式表现，也可以用 PNG 格式表现。

URI 只代表资源的实体，不代表它的形式，严格地说，有些网站最后的“.html”后缀名是不必要的，因为这个后缀名表示格式，属于“表现层”的范畴，而 URI 应该只代表“资源”的位置。它的具体表现形式，应该在 HTTP 请求的头部信息中用 Accept 和 Content-Type 字段来指定，这两个字段才是对“表现层”的描述。

状态转化（state Transfer）

访问一个网站，就代表了客户端和服务器的一个互动的过程，在这个过程中，就会涉及到数据和状态的变化。

互联网通信协议 HTTP 协议，是一个无状态协议。这意味着，所有的状态都保存在服务器端，因此，如果客户端想要操作服务器，必须通过某种手段，让服务器端发生“状态转化（State Transfer）” 。而这种转化是建立在表现层之上的，所以就是“表现层状态转化”

客户端用到的手段，只能是 HTTP 协议，具体来说，就是 HTTP 协议里面，四个表示操作的动词： GET/POST/PUT/DELETE。它们分别对应四种基本操作：获取/新建（更新）/更新/删除 资源

综述

RESTful 就是

  1. 每一个 URI 代表一个资源
  2. 客户端与服务器之间，传递这种资源的某种表现层
  3. 客户端通过四个 HTTP 动词，对服务端资源进行操作，实现”表现层状态转化“

误区

RESTful 架构有一些典型的设计误区

最常见的设计误区，就是 URI 中包含动词。因为“资源”是一种实体，所以应该是名称，URI 不应该有动词，动词应该放在 HTTP 协议中。

例子：

URI: /posts/show/1

其中 show 是动词，这个 URI 设计就错误了，正确的应该是

URI: /posts/1

然后用 GET 表示 show

如果某些动作是HTTP动词表示不了的，你就应该把动作做成一种资源。比如网上汇款，从账户1向账户2汇款500元，错误的URI是：

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POST /accounts/1/transfer/500/to/2

正确的写法是把动词transfer改成名词transaction，资源不能是动词，但是可以是一种服务：

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POST /transaction HTTP/1.1
Host: 127.0.0.1
from=1&to=2&amount=500.00

另一个设计误区，就是在URI中加入版本号：

　　http://www.example.com/app/1.0/foo

　　http://www.example.com/app/1.1/foo

　　http://www.example.com/app/2.0/foo

因为不同的版本，可以理解成同一种资源的不同表现形式，所以应该采用同一个URI。版本号可以在HTTP请求头信息的Accept字段中进行区分（参见Versioning REST Services）：

　　Accept: vnd.example-com.foo+json; version=1.0

　　Accept: vnd.example-com.foo+json; version=1.1

　　Accept: vnd.example-com.foo+json; version=2.0

RESTful API 最佳实践

URI 设计

动词 + 宾语

RESTful 的 核心思想就是，客户端发出的数据操作指令都是 “动词+宾语”的结构，比如

GET/articles这个命令，GET是动词，/articles是宾语

动词通常就是五种 HTTP 方法，对应 CRUD（Create增加|Retrieve读取查询|Update更新|Delete删除） 操作

  • GET ：读取（Read）
  • POST：新建（Create）
  • PUT：更新（Update）
  • PATCH：更新（Update），通常是部分更新
  • DELETE：删除（Delete）

根据 HTTP 规范，动词一律大写。

动词的覆盖

有些客户端只能使用 GET和 POST这两种方法，服务器必须接受 POST模拟其他三个方法（PUT、PATCH、DELETE）

这时客户端发出的 HTTP 请求，要加上 X-HTTP-Method-Override属性，告诉服务器应该使用哪一个动词，覆盖 POST方法

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POST /api/Person/4 HTTP/1.1
X-HTTP-Method-Override: PUT

上面代码中，X-HTTP-Method-Override指定本次请求的方法是PUT，而不是POST。

宾语必须是名词

宾语就是 API 的URI ，是 HTTP 动词作用的对象，它应该是名词，不能是动词，比如 /articles这个 URL 就是正确的，而下面的 URL 不是名词，所以都是错误的

  • /getAllCars
  • /createNewCar
  • /deleteAllRedCars

复数 URL

既然 URL 是名词，那么应该使用复数，还是单数？

这没有统一的规定，但是常见的操作是读取一个集合，比如GET /articles（读取所有文章），这里明显应该是复数。

为了统一起见，建议都使用复数 URL，比如GET /articles/2要好于GET /article/2。

避免多级 URL

常见的情况是，资源需要多级分类，因此很容易写出多级的 URL，比如获取某个作者的某一类文章。

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GET /authors/12/categories/2

这种 URL 不利于扩展，语义也不明确，往往要想一会，才能明白含义。

更好的做法是，除了第一级，其他级别都用查询字符串表达。

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GET /authors/12?categories=2

下面是另一个例子，查询已发布的文章。你可能会设计成下面的 URL。

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GET /articles/published

查询字符串的写法明显更好。

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GET /articles?published=true

状态码

状态码必须精确

客户端的每一次请求，服务器都必须给出回应。回应包括 HTTP 状态码和数据两部分。

HTTP 状态码就是一个三位数，分成五个类别。

  • 1xx：相关信息
  • 2xx：操作成功
  • 3xx：重定向
  • 4xx：客户端错误
  • 5xx：服务器错误

2xx 状态码

200状态码表示操作成功，但是不同的方法可以返回更精确的状态码。

  • GET: 200 OK
  • POST: 201 Created
  • PUT: 200 OK
  • PATCH: 200 OK
  • DELETE: 204 No Content

上面代码中，POST返回201状态码，表示生成了新的资源；DELETE返回204状态码，表示资源已经不存在。

此外，202 Accepted状态码表示服务器已经收到请求，但还未进行处理，会在未来再处理，通常用于异步操作。下面是一个例子。

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HTTP/1.1 202 Accepted

{
  "task": {
    "href": "/api/company/job-management/jobs/2130040",
    "id": "2130040"
  }
}

3xx 状态码

API 用不到301状态码（永久重定向）和302状态码（暂时重定向，307也是这个含义），因为它们可以由应用级别返回，浏览器会直接跳转，API 级别可以不考虑这两种情况。

API 用到的3xx状态码，主要是303 See Other，表示参考另一个 URL。它与302和307的含义一样，也是”暂时重定向”，区别在于302和307用于GET请求，而303用于POST、PUT和DELETE请求。收到303以后，浏览器不会自动跳转，而会让用户自己决定下一步怎么办。下面是一个例子。

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HTTP/1.1 303 See Other
Location: /api/orders/12345

4xx 状态码

4xx状态码表示客户端错误，主要有下面几种。

400 Bad Request：服务器不理解客户端的请求，未做任何处理。

401 Unauthorized：用户未提供身份验证凭据，或者没有通过身份验证。

403 Forbidden：用户通过了身份验证，但是不具有访问资源所需的权限。

404 Not Found：所请求的资源不存在，或不可用。

405 Method Not Allowed：用户已经通过身份验证，但是所用的 HTTP 方法不在他的权限之内。

410 Gone：所请求的资源已从这个地址转移，不再可用。

415 Unsupported Media Type：客户端要求的返回格式不支持。比如，API 只能返回 JSON 格式，但是客户端要求返回 XML 格式。

422 Unprocessable Entity ：客户端上传的附件无法处理，导致请求失败。

429 Too Many Requests：客户端的请求次数超过限额。

5xx 状态码

5xx状态码表示服务端错误。一般来说，API 不会向用户透露服务器的详细信息，所以只要两个状态码就够了。

500 Internal Server Error：客户端请求有效，服务器处理时发生了意外。

503 Service Unavailable：服务器无法处理请求，一般用于网站维护状态。

服务器回应

不要返回纯本文

API 返回的数据格式，不应该是纯文本，而应该是一个 JSON 对象，因为这样才能返回标准的结构化数据。所以，服务器回应的 HTTP 头的Content-Type属性要设为application/json。

客户端请求时，也要明确告诉服务器，可以接受 JSON 格式，即请求的 HTTP 头的ACCEPT属性也要设成application/json。下面是一个例子。

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GET /orders/2 HTTP/1.1
Accept: application/json

发生错误时，不要返回 200 状态码

有一种不恰当的做法是，即使发生错误，也返回200状态码，把错误信息放在数据体里面，就像下面这样。

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HTTP/1.1 200 OK
Content-Type: application/json

{
  "status": "failure",
  "data": {
    "error": "Expected at least two items in list."
  }
}

上面代码中，解析数据体以后，才能得知操作失败。

这张做法实际上取消了状态码，这是完全不可取的。正确的做法是，状态码反映发生的错误，具体的错误信息放在数据体里面返回。下面是一个例子。

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HTTP/1.1 400 Bad Request
Content-Type: application/json

{
  "error": "Invalid payoad.",
  "detail": {
     "surname": "This field is required."
  }
}

提供链接

API 的使用者未必知道，URL 是怎么设计的。一个解决方法就是，在回应中，给出相关链接，便于下一步操作。这样的话，用户只要记住一个 URL，就可以发现其他的 URL。这种方法叫做 HATEOAS。

举例来说，GitHub 的 API 都在 api.github.com 这个域名。访问它，就可以得到其他 URL。

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{
  ...
  "feeds_url": "https://api.github.com/feeds",
  "followers_url": "https://api.github.com/user/followers",
  "following_url": "https://api.github.com/user/following{/target}",
  "gists_url": "https://api.github.com/gists{/gist_id}",
  "hub_url": "https://api.github.com/hub",
  ...
}

上面的回应中，挑一个 URL 访问，又可以得到别的 URL。对于用户来说，不需要记住 URL 设计，只要从 api.github.com 一步步查找就可以了。

HATEOAS 的格式没有统一规定，上面例子中，GitHub 将它们与其他属性放在一起。更好的做法应该是，将相关链接与其他属性分开。

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HTTP/1.1 200 OK
Content-Type: application/json

{
  "status": "In progress",
   "links": {[
    { "rel":"cancel", "method": "delete", "href":"/api/status/12345" } ,
    { "rel":"edit", "method": "put", "href":"/api/status/12345" }
  ]}
}

想了解更多详情的，可以点击

参考链接

  1. 理解RESTful架构-阮一峰
  2. RESTful API 最佳实践
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