理解RESTful架构
越来越多的人开始意识到,网站即软件,而且是一种新型的软件。这种"互联网软件"采用客户端/服务器模式,建立在分布式体系上,通过互联网通信,具有高延时(high latency)、高并发等特点。网站开发,完全可以采用软件开发的模式。但是传统上,软件和网络是两个不同的领域,很少有交集;软件开发主要针对单机环境,网络则主要研究系统之间的通信。互联网的兴起,使得这两个领域开始融合,现在我们必须考虑,如何开发在互联网环境中使用的软件。
RESTful架构,就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,所以正得到越来越多网站的采用。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"。如果一个架构符合REST原则,就称它为RESTful架构。
1、协议
API与用户的通信协议,总是使用HTTPs协议。
2、域名
应该尽量将API部署在专用域名之下。
https://api.example.com
如果确定API很简单,不会有进一步扩展,可以考虑放在主域名下。
https://example.org/api/
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
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。 # 加注释的必须记住
状态码的完全列表参见这里。
8、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
9、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" }}
上面代码表示,文档中有一个link属性,用户读取这个属性就知道下一步该调用什么API了。rel表示这个API与当前网址的关系(collection关系,并给出该collection的网址),href表示API的路径,title表示API的标题,type表示返回类型。
Hypermedia API的设计被称为HATEOAS。Github的API就是这种设计,访问api.github.com会得到一个所有可用API的网址列表。
{ "current_user_url": "https://api.github.com/user", "authorizations_url": "https://api.github.com/authorizations", // ... }
从上面可以看到,如果想获取当前用户的信息,应该去访问api.github.com/user,然后就得到了下面结果。
{ "message": "Requires authentication", "documentation_url": "https://developer.github.com/v3" }
10、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。