Restful API学习总结

Restful是什么

本质：一种软件架构风格
核心：面向资源
资源：网络上的一个实体，网络上的一个具体信息
解决的问题：1、降低开发的复杂性；2、提高系统的可伸缩性

也可以总结为一句话：Restful是所有Web应用都应该遵守的架构设计指导原则。

Restful中HTTP协议介绍

http协议-url

http是一个属于应用层的协议,特点是简捷、快速。

schema://host[:port]/path[?query-string][#anchor]

==scheme== 指定低层使用的的协议(例如：http,https,ftp)
==host== 服务器的IP地址或域名
==port== 服务器端口,默认为80
==path== 访问资源的路径
==query-string== 发送给http服务器的数据
==anchor== 锚

http协议-请求

组成格式：请求行、消息报头、请求报文

请求行

格式如下：Method Request-URL HTTP-Version CRLF

举例

GET / HTTP/1.1 CRLF

请求方法

==GET== 请求获取Requesr-URI所标识的资源
==POST== 在Request-URI所标识的资源后附加薪的数据
==HEAD== 请求获取由Request-URI所标识的资源的响应消息报头
==PUT== 请求服务器存储一个资源,并用Request-URI作为其标识
==DELETE== 请求服务器删除Request-URI所标识的资源
==OPTIONS== 请求查询服务器的性能,或者查询与资源相关的选项和需求

http协议-响应

组成格式：状态行、消息报头、响应正文

状态行

HTTP-Version Status-Code Reason-Phrase CRLF
例如：HTTP /1.1 200 OK

常用状态码

200 OK //客户端请求成功
400 Bad Request //客户端请求有语法错误，不能被服务器所理解
401 Unauthorized //服务器收到请求,但是拒绝提供服务
404 Not Found //请求资源不存在
500 Internal Server Error //服务器发送不可预期的错误
503 Server Unavailable //服务器当前不能处理客户端的请求

Restful架构与其他架构的区别

SOAP WebService

WebService是一种跨编程语言和跨操作系统平台的远程调用技术。
WebService通过HTTP协议发送请求和接收结果时采用XML格式封装，并增加了一些特定的HTTP消息头，这些特定的HTTP消息头和XML内容格式就是SOAP协议。

效率和易用性

SOAP由于各种需求不断扩充其本身协议的内容，导致在SOAP处理方面的性能有所下降。同时在易用性方面以及学习成本上也有所增加。
Restful由于其面向资源接口设计以及操作抽象简化了开发者的不良设计，同时也最大限度的利用了Http最初的应用协议设计理念。

安全性
Restful对于资源型服务接口来说很合适，同时特别适合对于效率要求很高，但是对于安全要求不高的场景。
SOAP的成熟性可以给需要提供给多开发语言的，对于安全性要求较高的接口设计带来便利。所以我觉得纯粹说什么设计模式将会占据主导地位没有什么意义，关键还是看应用场景。

如何设计Restful API

协议

API与用户的通信协议，总是使用HTTPS协议。

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/

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。

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

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

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。

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。

状态码的完全列表参见这里。

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"
}

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

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"
}

上面代码表示，服务器给出了提示信息，以及文档的网址。

HTTP其他

API的身份认证应该使用OAuth 2.0框架。
服务器返回的数据格式，应该尽量使用JSON，避免使用XML。

参考资料

Restful API实战 RESTful API 设计指南理解RESTful架构 [RESTful API 设计参考文献列表](