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REST是什么?RESTFul又是什么?这二者的关系是怎样的?

开发技术 开发技术 2周前 (07-27) 14次浏览

REST(一种软件架构风格)

全称:Representational State Transfer

含义:(表述性 状态 转移)

是一种针对网络应用的设计和开发方式,可以降低开发的复杂性,提高系统的可伸缩性。

在目前主流的三种Web服务交互方案中,REST相比于SOAP(Simple Object Access protocol,简单对象访问协议)以及XML-RPC更加简单明了,无论是对URL的处理还是对Payload的编码,REST都倾向于用更加简单、轻量的方法设计和实现。值得注意的是REST并没有一个明确的标准,而更像是一种设计的风格。

原则条件

REST 指的是一组架构约束条件和原则,如果你在设计应用程序时能坚持REST原则,那就预示着你将会得到一个使用了优质Web架构的系统。Web 应用程序最重要的 REST 原则是:

  • 客户端和服务器之间的交互在请求之间是无状态的
  • 从客户端到服务器的每个请求都必须包含理解请求所必需的信息
  • 如果服务器在请求之间的任何时间点重启,客户端不会得到通知
  • 无状态请求可以由任何可用服务器回答,这十分适合云计算之类的环境。
  • 客户端可以缓存数据以改进性能。
  • 在服务器端,应用程序状态和功能可以分为各种资源资源是一个概念实体,它向客户端公开。资源的例子有:应用程序对象、数据库记录、算法等等。每个资源都使用 URI (Universal Resource Identifier) 得到一个唯一的地址。所有资源都共享统一的接口,以便在客户端和服务器之间传输状态。
  • 使用的是标准的 HTTP 方法,比如 GET、PUT、POST 和 DELETE。Hypermedia 是应用程序状态的引擎,资源表示通过超链接互联

注意:

REST除了给我们带来了一个崭新的架构以外,还有一个重要的贡献是在开发系统过程中的一种新的思维方式:通过url来设计系统的结构。根据REST,每个url都代表一个resource,而整个系统就是由这些resource组成的。因此,如果url是设计良好的,那么系统的结构就也应该是设计良好的。


RESTful:(REST式的)

基于REST这种软件架构风格设计的 API接口 即称为:RESTful API

设计的这些接口满足 RESTful 接口设计规范

接口设计规范的具体内容为:

1. 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/
2. 版本(Versioning)

应该将API的版本号放入URL。

http://www.example.com/app/1.0/foo

http://www.example.com/app/1.1/foo

http://www.example.com/app/2.0/foo

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就采用了这种做法。

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URL。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
3. 路径(Endpoint)

路径又称"终点"(endpoint),表示API的具体网址,每个网址代表一种资源(resource)

(1) 资源作为网址,只能有名词,不能有动词,而且所用的名词往往与数据库的表名对应。

举例来说,以下是不好的例子:

/getProducts
/listOrders
/retreiveClientByOrder?orderId=1

对于一个简洁结构,你应该始终用名词。 此外,利用的HTTP方法可以分离网址中的资源名称的操作。

GET /products :将返回所有产品清单
POST /products :将产品新建到集合
GET /products/4 :将获取产品 4
PATCH(或)PUT /products/4 :将更新产品 4

(2) API中的名词应该使用复数。无论子资源或者所有资源。

举例来说,获取产品的API可以这样定义

获取单个产品:http://127.0.0.1:8080/AppName/rest/products/1
获取所有产品: http://127.0.0.1:8080/AppName/rest/products
4. HTTP动词

对于资源的具体操作类型,由HTTP动词表示。

常用的HTTP动词有下面四个(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)。
  • DELETE(DELETE):从服务器删除资源。

还有三个不常用的HTTP动词。

  • PATCH(UPDATE):在服务器更新(更新)资源(客户端提供改变的属性)。
  • 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(上传文件)
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
5. 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。query_string 查询字符串,地址栏后面问号后面的数据,格式: name=xx&sss=xxx

?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 /zoos/ID/animals 与 GET /animals?zoo_id=ID 的含义是相同的。

6. 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
  • 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
  • 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或这里。

7. 错误处理(Error handling)

如果状态码是4xx,服务器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"
}
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/ID:返回单个资源对象(json)
  • POST /collection:返回新生成的资源对象(json)
  • PUT /collection/ID:返回完整的资源对象(json)
  • DELETE /collection/ID:返回一个空文档(空字符串)
9. 超媒体(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,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。

10. 其他

服务器返回的数据格式,应该尽量使用JSON,避免使用XML。

RESTful架构

RESTful架构是对MVC架构改进后所形成的一种架构,通过使用事先定义好的接口与不同的服务联系起来。在RESTful架构中,浏览器使用POST,DELETE,PUT和GET四种请求方式分别对指定的URL资源进行增删改查操作。因此,RESTful是通过URI实现对资源的管理及访问,具有扩展性强、结构清晰的特点。

RESTful架构将服务器分成前端服务器和后端服务器两部分,前端服务器为用户提供无模型的视图;后端服务器为前端服务器提供接口。浏览器向前端服务器请求视图,通过视图中包含的AJAX函数发起接口请求获取模型。

项目开发引入RESTful架构,利于团队并行开发。在RESTful架构中,将多数HTTP请求转移到前端服务器上,降低服务器的负荷,使视图获取后端模型失败也能呈现。但RESTful架构却不适用于所有的项目,当项目比较小时无需使用RESTful架构,项目变得更加复杂。

RESTful与 RPC

使用 RPC 样式架构构建的基于 SOAP 的 Web 服务成为实现 SOA 最常用的方法。RPC 样式的 Web 服务客户端将一个装满数据的信封(包括方法和参数信息)通过 HTTP 发送到服务器。服务器打开信封并使用传入参数执行指定的方法。方法的结果打包到一个信封并作为响应发回客户端。客户端收到响应并打开信封。每个对象都有自己独特的方法以及仅公开一个 URI 的 RPC 样式 Web 服务,URI 表示单个端点。它忽略 HTTP 的大部分特性且仅支持 POST 方法。

由于轻量级以及通过 HTTP 直接传输数据的特性,Web 服务的 RESTful 方法已经成为最常见的替代方法。可以使用各种语言(比如 Java 程序、Perl、Ruby、Python、PHP 和 Javascript[包括 Ajax])实现客户端。RESTful Web 服务通常可以通过自动客户端或代表用户的应用程序访问。但是,这种服务的简便性让用户能够与之直接交互,使用它们的 Web 浏览器构建一个 GET URL 并读取返回的内容。

在 REST 样式的 Web 服务中,每个资源都有一个地址。资源本身都是方法调用的目标,方法列表对所有资源都是一样的。这些方法都是标准方法,包括 HTTP GET、POST、PUT、DELETE,还可能包括 HEAD 和 OPTIONS。

在 RPC 样式的架构中,关注点在于方法,而在 REST 样式的架构中,关注点在于资源 —— 将使用标准方法检索并操作信息片段(使用表示的形式)。资源表示形式在表示形式中使用超链接互联。

Leonard Richardson 和 Sam Ruby 在他们的著作 RESTful Web Services 中引入了术语 REST-RPC 混合架构。REST-RPC 混合 Web 服务不使用信封包装方法、参数和数据,而是直接通过 HTTP 传输数据,这与 REST 样式的 Web 服务是类似的。但是它不使用标准的 HTTP 方法操作资源。它在 HTTP 请求的 URI 部分存储方法信息。好几个知名的 Web 服务,比如 Yahoo 的 Flickr API 和 Delicious API 都使用这种混合架构。


RPC

RPC是远程过程调用(Remote Procedure Call)的缩写形式。

SAP系统RPC调用的原理其实很简单,有一些类似于三层构架的C/S系统,第三方的客户程序通过接口调用SAP内部的标准或自定义函数,获得函数返回的数据进行处理后显示或打印。

原理图示:

REST是什么?RESTFul又是什么?这二者的关系是怎样的?

应用场景:

RPC在分布式系统中的系统环境建设和应用程序设计中有着广泛的应用,应用包括如下方面:

1、分布式操作系统的进程间通讯

进程间通讯是操作系统必须提供的基本设施之一,分布式操作系统必须提供分布于异构的结点机上进程间的通讯机制,RPC是实现消息传送模式的分布式进程间通讯的手段之一。

2、构造分布式计算的软件环境

由于分布式软件环境本身地理上的分布性, 它的各个组成成份之间存在大量的交互和通讯,R P C 是其基本的实现方法之一。ONC+和DCE两个流行的分式布计算软件环境都是使用RPC构造的,其它一些分布式软件环境也采用了RPC方式。

3、远程数据库服务

在分布式数据库系统中,数据库一般驻存在服务器上,客户机通过远程数据库服务功能访问数据库服务器,现有的远程数据库服务是使用RPC模式的。例如,Sybase和Oracle都提供了存储过程机制,系统与用户定义的存储过程存储在数据库服务器上,用户在客户端使用RPC模式调用存储过程。

4、分布式应用程序设计

RPC机制与RPC工具为分布式应用程序设计提供了手段和方便, 用户可以无需知道网络结构和协议细节而直接使用RPC工具设计分布式应用程序。

5、分布式程序的调试

RPC可用于分布式程序的调试。使用反向RPC使服务器成为客户并向它的客户进程发出RPC,可以调试分布式程序。例如,在服务器上运行一个远端调试程序,它不断接收客户端的RPC,当遇到一个调试程序断点时,它向客户机发回一个RPC,通知断点已经到达,这也是RPC用于进程通讯的例子。

IPC:进程间通信

进程间通信(IPC)是在多任务操作系统或联网的计算机之间运行的程序和进程所用的通信技术。有两种类型的进程间通信(IPC)。

LPC:本地过程调用

本地过程调用(LPC)用在多任务操作系统中,使得同时运行的任务能互相会话。这些任务共享内存空间使任务同步和互相发送信息。


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