RESTful架构风格的理解

 

  • 什么是RESTful
    1. Representational State Transfer 具象状态传输
    2. 是一种软件架构风格,设计风格,提供一种设计原则和约束规范。
    3. 用户客户端和服务器之间的软件交互。
    4. 优点:简洁,有层次,易于实现缓存。
  •  设计原则
    1. 以资源为中心设计
    2. 无状态的网络协议
    3. 分层系统
    4. 可缓存
    5. 统一接口
  • 深入理解设计原则
    1. 无状态的网络协议
      1. 在基于状态的Web服务中,Client与Server交互的信息(如:用户登录状态)会保存在Server的Session中。再这样的前提下,Client中的用户请求只能被保存有此用户相关状态信息的服务器所接受和理解,这也就意味着在基于状态的Web系统中的Server无法对用户请求进行负载均衡等自由的调度(一个Client请求只能由一个指定的Server处理)。同时这也会导致另外一个容错性的问题,如果指定的Server在Client的用户发出请求的过程中宕机,那么此用户最近的所有交互操作将无法被转移至别的Server上,即此请求将无效化
      2. 好处,降低延迟,负载均衡设计,易于扩展
      3. 解决资源授权问题,用户自己带着状态(token等)访问资源。
  • 设计规范
    1. 以资源为中心的URL设计
    2. 尽量使用https
    3. 注明api地址和版本 https://api.github.com/v3
    4. 使用正确的http方法,get,post,put,delete
    5. URL不包含动作,仅指明资源路径地址,添加动作或者方法可能会导致后期出现大量的接口,导致混乱而且难以维护。不符合crud的情况,用post方法
    6. 资源状态可控,limit,page,field等字段控制资源输出
    7. 返回合适的状态码,200(成功)300(重定向)400(请求错误)500(服务器错误)
    8. 返回详细的错误信息,用户名错误,密码错误等
    9. 返回适当的解释码,6000,7000,8000等
    10. 验证和授权,没通过验证401,无授权404(这是为了防止私有存储库意外泄露给未经授权的用户)
    11. 限流,登陆限制,短信、支付等限制。防止ddos攻击,保重用户数据安全。
    12. 开发中完全不必为了RESTful而RESTful,不是所有真理都适合所有情况,取其精华即可。

RESTful 架构风格概述

参考博客: https://www.cnblogs.com/chinajava/p/5871305.html

1. RESTful架构风格

RESTful架构风格最初由Roy T. Fielding(HTTP/1.1协议专家组负责人)在其2000年的博士学位论文中提出。HTTP就是该架构风格的一个典型应用。从其诞生之日开始,它就因其可扩展性和简单性受到越来越多的架构师和开发者们的青睐。一方面,随着云计算和移动计算的兴起,许多企业愿意在互联网上共享自己的数据、功能;另一方面,在企业中,RESTful API(也称RESTful Web服务)也逐渐超越SOAP成为实现SOA的重要手段之一。时至今日,RESTful架构风格已成为企业级服务的标配。

REST即Representational State Transfer的缩写,可译为"表现层状态转化”。REST最大的几个特点为:资源、统一接口、URI和无状态。

1.1 RESTful架构风格的特点

1.1.1 资源

所谓"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、一首歌曲、一种服务,总之就是一个具体的实在。资源总要通过某种载体反应其内容,文本可以用txt格式表现,也可以用HTML格式、XML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;JSON是现在最常用的资源表示格式。

结合我的开发实践,我对资源和数据理解如下:

资源是以json(或其他Representation)为载体的、面向用户的一组数据集,资源对信息的表达倾向于概念模型中的数据:

  • 资源总是以某种Representation为载体显示的,即序列化的信息
  • 常用的Representation是json(推荐)或者xml(不推荐)等
  • Represntation 是REST架构的表现层

相对而言,数据(尤其是数据库)是一种更加抽象的、对计算机更高效和友好的数据表现形式,更多的存在于逻辑模型中

资源和数据关系如下:

resource vs data

1.1.2 统一接口

RESTful架构风格规定,数据的元操作,即CRUD(create, read, update和delete,即数据的增删查改)操作,分别对应于HTTP方法:

GET用来获取资源, 相当于select操作

POST用来新建资源(也可以用于更新资源), 相当于insert或者update操作

PUT用来更新资源, 相当于update操作

DELETE用来删除资源, 相当于delete操作

这样就统一了数据操作的接口,仅通过HTTP方法,就可以完成对数据的所有增删查改工作。

即:

  • 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(客户端提供完整资源数据)。
  • PATCH(UPDATE):在服务器更新资源(客户端提供需要修改的资源数据)。
  • DELETE(DELETE):从服务器删除资源。

1.1.3 URI

可以用一个URI(统一资源定位符)指向资源,即每个URI都对应一个特定的资源。要获取这个资源,访问它的URI就可以,因此URI就成了每一个资源的地址或识别符。

一般的,每个资源至少有一个URI与之对应,最典型的URI即URL。

1.1.4 无状态

所谓无状态的,即所有的资源,都可以通过URI定位,而且这个定位与其他资源无关,也不会因为其他资源的变化而改变。有状态和无状态的区别,举个简单的例子说明一下。如查询员工的工资,如果查询工资是需要登录系统,进入查询工资的页面,执行相关操作后,获取工资的多少,则这种情况是有状态的,因为查询工资的每一步操作都依赖于前一步操作,只要前置操作不成功,后续操作就无法执行;如果输入一个url即可得到指定员工的工资,则这种情况是无状态的,因为获取工资不依赖于其他资源或状态,且这种情况下,员工工资是一个资源,由一个url与之对应,可以通过HTTP中的GET方法得到资源,这是典型的RESTful风格。

state

stateless

1.2 ROA、SOA、REST与RPC

ROA即Resource Oriented Architecture,RESTful 架构风格的服务是围绕资源展开的,是典型的ROA架构(虽然“A”和“架构”存在重复,但说无妨),虽然ROA与SOA并不冲突,甚至把ROA看做SOA的一种也未尝不可,但由于RPC也是SOA,比较久远一点点论文、博客或图书也常把SOA与RPC混在一起讨论,因此,RESTful 架构风格的服务通常被称之为ROA架构,很少提及SOA架构,以便更加显式的与RPC区分。

RPC风格曾是Web Service的主流,最初是基于XML-RPC协议(一个远程过程调用(remote procedure call,RPC)的分布式计算协议),后来渐渐被SOAP协议(简单对象访问协议(Simple Object Access Protocol))取代;RPC风格的服务,不仅可以用HTTP,还可以用TCP或其他通信协议。但RPC风格的服务,受开发服务采用语言的束缚比较大,如.NET框架中,开发web service的传统方式是使用WCF,基于WCF开发的服务即RPC风格的服务,使用该服务的客户端通常要用C#来实现,如果使用python或其他语言,很难实现可以直接与服务通信客户端;进入移动互联网时代后,RPC风格的服务很难在移动终端使用,而RESTful风格的服务,由于可以直接以jsonxml为载体承载数据,以HTTP方法为统一接口完成数据操作,客户端的开发不依赖于服务实现的技术,移动终端也可以轻松使用服务,这也加剧了REST取代RPC成为web service的主导。

RPC与RESTful的区别如下面两个图所示:

blog-post-REST-vs-RPC1

blog-post-REST-vs-RPC2

1.3 REST vs SOAP

成熟度:
SOAP虽然发展到现在已经脱离了初衷,但是对于异构环境服务发布和调用,以及厂商的支持都已经达到了较为成熟的情况。不同平台,开发语言之间通过SOAP来交互的web service都能够较好的互通(在部分复杂和特殊的参数和返回对象解析上,协议没有作很细致的规定,导致还是需要作部分修正)
REST国外很多大网站都发布了自己的开发API,很多都提供了SOAP和REST两种Web Service,根据调查部分网站的REST风格的使用情况要高于SOAP。但是由于REST只是一种基于Http协议实现资源操作的思想,因此各个网站的REST实现都自有一套,在后面会讲诉各个大网站的REST API的风格。也正是因为这种各自实现的情况,在性能和可用性上会大大高于SOAP发布的web service,但统一通用方面远远不及SOAP。由于这些大网站的SP往往专注于此网站的API开发,因此通用性要求不高。
ASF上考虑发布REST风格的Web Service,可以参考几大网站的设计(兄弟公司的方案就是参考了类似于flickr的设计模式),但是由于没有类似于SOAP的权威性协议作为规范,REST实现的各种协议仅仅只能算是私有协议,当然需要遵循REST的思想,但是这样细节方面有太多没有约束的地方。REST日后的发展所走向规范也会直接影响到这部分的设计是否能够有很好的生命力。
总的来说SOAP在成熟度上优于REST。

效率和易用性:
       SOAP协议对于消息体和消息头都有定义,同时消息头的可扩展性为各种互联网的标准提供了扩展的基础,WS-*系列就是较为成功的规范。但是也由于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。
       REST被人们的重视,其实很大一方面也是因为其高效以及简洁易用的特性。这种高效一方面源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。同时,在我看来REST还有一个很吸引开发者的就是能够很好的融合当前Web2.0的很多前端技术来提高开发效率。例如很多大型网站开放的REST风格的API都会有多种返回形式,除了传统的xml作为数据承载,还有(JSON,RSS,ATOM)等形式,这对很多网站前端开发人员来说就能够很好的mashup各种资源信息。
       因此在效率和易用性上来说,REST更胜一筹。

安全性:
       这点其实可以放入到成熟度中,不过在当前的互联网应用和平台开发设计过程中,安全已经被提到了很高的高度,特别是作为外部接口给第三方调用,安全性可能会高过业务逻辑本身。
       SOAP在安全方面是通过使用XML-Security和XML-Signature两个规范组成了WS-Security来实现安全控制的,当前已经得到了各个厂商的支持,.net ,php ,java 都已经对其有了很好的支持(虽然在一些细节上还是有不兼容的问题,但是互通基本上是可以的)。
       REST没有任何规范对于安全方面作说明,同时现在开放REST风格API的网站主要分成两种,一种是自定义了安全信息封装在消息中(其实这和SOAP没有什么区别),另外一种就是靠硬件SSL来保障,但是这只能够保证点到点的安全,如果是需要多点传输的话SSL就无能为力了。安全这块其实也是一个很大的问题,今年在BEA峰会上看到有演示采用SAML2实现的网站间SSO,其实是直接采用了XML-Security和XML-Signature,效率看起来也不是很高。未来REST规范化和通用化过程中的安全是否也会采用这两种规范,是未知的,但是加入的越多,REST失去它高效性的优势越多。

应用设计与改造:
       我们的系统要么就是已经有了那些需要被发布出去的服务,要么就是刚刚设计好的服务,但是开发人员的传统设计思想让REST的形式被接受还需要一点时间。同时在资源型数据服务接口设计上来说按照REST的思想来设计相对来说要容易一些,而对于一些复杂的服务接口来说,可能强要去按照REST的风格来设计会有些牵强。这一点其实可以看看各大网站的接口就可以知道,很多网站还要传入function的名称作为参数,这就明显已经违背了REST本身的设计思路。
       而SOAP本身就是面向RPC来设计的,开发人员十分容易接受,所以不存在什么适应的过程。

总的来说,其实还是一个老观念,适合的才是最好的
       技术没有好坏,只有是不是合适,一种好的技术和思想被误用了,那么就会得到反效果。REST和SOAP各自都有自己的优点,同时如果在一些场景下如果去改造REST,其实就会走向SOAP(例如安全)。
       REST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。而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。
       同时很重要一点就是不要扭曲了REST现在很多网站都跟风去开发REST风格的接口,其实都是在学其形,不知其心,最后弄得不伦不类,性能上不去,安全又保证不了,徒有一个看似象摸象样的皮囊.

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