1、什么是REST:
REST全称是Representational State Transfer,中文意思是表征性状态转移。 它首次出现在2000年Roy Fielding的博士论文中,Roy Fielding是HTTP规范的主要编写者之一。 他在论文中提到:"我这篇文章的写作目的,就是想在符合架构原理的前提下,理解和评估以网络为基础的应用软件的架构设计,得到一个功能强、性能好、适宜通信的架构。REST指的是一组架构约束条件和原则。" 如果一个架构符合REST的约束条件和原则,我们就称它为RESTful架构。
REST本身并没有创造新的技术、组件或服务,而隐藏在RESTful背后的理念就是使用Web的现有特征和能力, 更好地使用现有Web标准中的一些准则和约束。虽然REST本身受Web技术的影响很深, 但是理论上REST架构风格并不是绑定在HTTP上,只不过目前HTTP是唯一与REST相关的实例。 所以我们这里描述的REST也是通过HTTP实现的REST。
2、如何理解RESTful架构:
要理解RESTful架构,需要理解Representational State Transfer这个词组到底是什么意思,它的每一个词都有些什么涵义。
下面我们结合REST原则,围绕资源展开讨论,从资源的定义、获取、表述、关联、状态变迁等角度,列举一些关键概念并加以解释。
- 资源与URI
- 统一资源接口
- 资源的表述
- 资源的链接
- 状态的转移
2.1资源与URI
REST全称是表述性状态转移,那究竟指的是什么的表述? 其实指的就是资源。任何事物,只要有被引用到的必要,它就是一个资源。资源可以是实体(例如手机号码),也可以只是一个抽象概念(例如价值) 。下面是一些资源的例子:
- 某用户的手机号码
- 某用户的个人信息
- 最多用户订购的GPRS套餐
- 两个产品之间的依赖关系
- 某用户可以办理的优惠套餐
- 某手机号码的潜在价值
要让一个资源可以被识别,需要有个唯一标识,在Web中这个唯一标识就是URI(Uniform Resource Identifier)。
URI既可以看成是资源的地址,也可以看成是资源的名称。如果某些信息没有使用URI来表示,那它就不能算是一个资源, 只能算是资源的一些信息而已。URI的设计应该遵循可寻址性原则,具有自描述性,需要在形式上给人以直觉上的关联。这里以github网站为例,给出一些还算不错的URI:
- https://github.com/git
- https://github.com/git/git
- https://github.com/git/git/blob/master/block-sha1/sha1.h
- https://github.com/git/git/commit/e3af72cdafab5993d18fae056f87e1d675913d08
- https://github.com/git/git/pulls
- https://github.com/git/git/pulls?state=closed
- https://github.com/git/git/compare/master…next
下面让我们来看看URI设计上的一些技巧:
- 使用_或-来让URI可读性更好
曾经Web上的URI都是冰冷的数字或者无意义的字符串,但现在越来越多的网站使用_或-来分隔一些单词,让URI看上去更为人性化。 例如国内比较出名的开源中国社区,它上面的新闻地址就采用这种风格, 如http://www.oschina.net/news/38119/oschina-translate-reward-plan。
- 使用/来表示资源的层级关系
例如上述/git/git/commit/e3af72cdafab5993d18fae056f87e1d675913d08就表示了一个多级的资源, 指的是git用户的git项目的某次提交记录,又例如/orders/2012/10可以用来表示2012年10月的订单记录。
- 使用?用来过滤资源
很多人只是把?简单的当做是参数的传递,很容易造成URI过于复杂、难以理解。可以把?用于对资源的过滤, 例如/git/git/pulls用来表示git项目的所有推入请求,而/pulls?state=closed用来表示git项目中已经关闭的推入请求, 这种URL通常对应的是一些特定条件的查询结果或算法运算结果。
- ,或;可以用来表示同级资源的关系
有时候我们需要表示同级资源的关系时,可以使用,或;来进行分割。例如哪天github可以比较某个文件在随意两次提交记录之间的差异,或许可以使用/git/git /block-sha1/sha1.h/compare/e3af72cdafab5993d18fae056f87e1d675913d08;bd63e61bdf38e872d5215c07b264dcc16e4febca作为URI。 不过,现在github是使用…来做这个事情的,例如/git/git/compare/master…next。
2.2、统一资源接口
RESTful架构应该遵循统一接口原则,统一接口包含了一组受限的预定义的操作,不论什么样的资源,都是通过使用相同的接口进行资源的访问。接口应该使用标准的HTTP方法如GET,PUT和POST,并遵循这些方法的语义。
如果按照HTTP方法的语义来暴露资源,那么接口将会拥有安全性和幂等性的特性,例如GET和HEAD请求都是安全的, 无论请求多少次,都不会改变服务器状态。而GET、HEAD、PUT和DELETE请求都是幂等的,无论对资源操作多少次, 结果总是一样的,后面的请求并不会产生比第一次更多的影响。
下面列出了GET,DELETE,PUT和POST的典型用法:
get
- 安全且幂等
- 获取表示
- 变更时获取表示(缓存)
- 200(OK) - 表示已在响应中发出
- 204(无内容) - 资源有空表示
- 301(Moved Permanently) - 资源的URI已被更新
- 303(See Other) - 其他(如,负载均衡)
- 304(not modified)- 资源未更改(缓存)
- 400 (bad request)- 指代坏请求(如,参数错误)
- 404 (not found)- 资源不存在
- 406 (not acceptable)- 服务端不支持所需表示
- 500 (internal server error)- 通用错误响应
- 503 (Service Unavailable)- 服务端当前无法处理请求
post
- 不安全且不幂等
- 使用服务端管理的(自动产生)的实例号创建资源
- 创建子资源
- 部分更新资源
- 如果没有被修改,则不过更新资源(乐观锁)
- 200(OK)- 如果现有资源已被更改
- 201(created)- 如果新资源被创建
- 202(accepted)- 已接受处理请求但尚未完成(异步处理)
- 301(Moved Permanently)- 资源的URI被更新
- 303(See Other)- 其他(如,负载均衡)
- 400(bad request)- 指代坏请求
- 404 (not found)- 资源不存在
- 406 (not acceptable)- 服务端不支持所需表示
- 409 (conflict)- 通用冲突
- 412 (Precondition Failed)- 前置条件失败(如执行条件更新时的冲突)
- 415 (unsupported media type)- 接受到的表示不受支持
- 500 (internal server error)- 通用错误响应
- 503 (Service Unavailable)- 服务当前无法处理请求
put
- 不安全但幂等
- 用客户端管理的实例号创建一个资源
- 通过替换的方式更新资源
- 如果未被修改,则更新资源(乐观锁)
- 200 (OK)- 如果已存在资源被更改
- 201 (created)- 如果新资源被创建
- 301(Moved Permanently)- 资源的URI已更改
- 303 (See Other)- 其他(如,负载均衡)
- 400 (bad request)- 指代坏请求
- 404 (not found)- 资源不存在
- 406 (not acceptable)- 服务端不支持所需表示
- 409 (conflict)- 通用冲突
- 412 (Precondition Failed)- 前置条件失败(如执行条件更新时的冲突)
- 415 (unsupported media type)- 接受到的表示不受支持
- 500 (internal server error)- 通用错误响应
- 503 (Service Unavailable)- 服务当前无法处理请求
delete
- 不安全但幂等
- 删除资源
- 200 (OK)- 资源已被删除
- 301 (Moved Permanently)- 资源的URI已更改
- 303 (See Other)- 其他,如负载均衡
- 400 (bad request)- 指代坏请求
- 404 (not found)- 资源不存在
- 409 (conflict)- 通用冲突
- 500 (internal server error)- 通用错误响应
- 503 (Service Unavailable)- 服务端当前无法处理请求
下面我们来看一些实践中常见的问题:
- post和put用于创建资源时有什么区别?
post和put在创建资源的区别在于,所创建的资源的名称(URI)是否由客户端决定。 例如为我的博文增加一个java的分类,生成的路径就是分类名/categories/java,那么就可以采用PUT方法。不过很多人直接把post、get、put、delete直接对应上CRUD,例如在一个典型的rails实现的RESTful应用中就是这么做的。
我认为,这是因为rails默认使用服务端生成的ID作为URI的缘故,而不少人就是通过rails实践REST的,所以很容易造成这种误解。
- 客户端不一定都支持这些HTTP方法吧?
的确有这种情况,特别是一些比较古老的基于浏览器的客户端,只能支持get和post两种方法。
在实践上,客户端和服务端都可能需要做一些妥协。例如rails框架就支持通过隐藏参数_method=DELETE来传递真实的请求方法, 而像Backbone这样的客户端MVC框架则允许传递_method传输和设置X-HTTP-Method-Override头来规避这个问题。
- 统一接口是否意味着不能扩展带特殊语义的方法?
统一接口并不阻止你扩展方法,只要方法对资源的操作有着具体的、可识别的语义即可,并能够保持整个接口的统一性。
像WebDAV就对HTTP方法进行了扩展,增加了LOCK、UPLOCK等方法。而github的API则支持使用PATCH方法来进行issue的更新,
例如:
PATCH /repos/:owner/:repo/issues/:number
2.3、资源的表述
上面提到,客户端通过HTTP方法可以获取资源,是吧? 不,确切的说,客户端获取的只是资源的表述而已。 资源在外界的具体呈现,可以有多种表述(或成为表现、表示)形式,在客户端和服务端之间传送的也是资源的表述,而不是资源本身。 例如文本资源可以采用html、xml、json等格式,图片可以使用PNG或JPG展现出来。
资源的表述包括数据和描述数据的元数据,例如,HTTP头"Content-Type" 就是这样一个元数据属性。
那么客户端如何知道服务端提供哪种表述形式呢?
答案是可以通过HTTP内容协商,客户端可以通过Accept头请求一种特定格式的表述,服务端则通过Content-Type告诉客户端资源的表述形式。
以github为例,请求某组织资源的json格式的表述形式:
假如github也能够支持xml格式的表述格式,那么结果就是这样的:
2.4、资源的链接
我们知道REST是使用标准的HTTP方法来操作资源的,但仅仅因此就理解成带CURD的Web数据库架构就太过于简单了。
这种反模式忽略了一个核心概念:"超媒体即应用状态引擎(hypermedia as the engine of application state)"。 超媒体是什么?
当你浏览Web网页时,从一个连接跳到一个页面,再从另一个连接跳到另外一个页面,就是利用了超媒体的概念:把一个个把资源链接起来.
要达到这个目的,就要求在表述格式里边加入链接来引导客户端。在《RESTful Web Services》一书中,作者把这种具有链接的特性成为连通性。下面我们具体来看一些例子。
下面展示的是github获取某个组织下的项目列表的请求,可以看到在响应头里边增加Link头告诉客户端怎么访问下一页和最后一页的记录。 而在响应体里边,用url来链接项目所有者和项目地址。
又例如下面这个例子,创建订单后通过链接引导客户端如何去付款。
上面的例子展示了如何使用超媒体来增强资源的连通性。很多人在设计RESTful架构时,使用很多时间来寻找漂亮的URI,而忽略了超媒体。所以,应该多花一些时间来给资源的表述提供链接,而不是专注于"资源的CRUD"。
2.5、状态的转移
实际上,状态应该区分应用状态和资源状态,客户端负责维护应用状态,而服务端维护资源状态。
客户端与服务端的交互必须是无状态的,并在每一次请求中包含处理该请求所需的一切信息。
服务端不需要在请求间保留应用状态,只有在接受到实际请求的时候,服务端才会关注应用状态。
这种无状态通信原则,使得服务端和中介能够理解独立的请求和响应。
在多次请求中,同一客户端也不再需要依赖于同一服务器,方便实现高可扩展和高可用性的服务端。
但有时候我们会做出违反无状态通信原则的设计,例如利用Cookie跟踪某个服务端会话状态,常见的像J2EE里边的JSESSIONID。
这意味着,浏览器随各次请求发出去的Cookie是被用于构建会话状态的。
当然,如果Cookie保存的是一些服务器不依赖于会话状态即可验证的信息(比如认证令牌),这样的Cookie也是符合REST原则的。
状态转移到这里已经很好理解了, "会话"状态不是作为资源状态保存在服务端的,而是被客户端作为应用状态进行跟踪的。客户端应用状态在服务端提供的超媒体的指引下发生变迁。服务端通过超媒体告诉客户端当前状态有哪些后续状态可以进入。
这些类似"下一页"之类的链接起的就是这种推进状态的作用——指引你如何从当前状态进入下一个可能的状态。