RESTful

概述

2000 年，Roy Thomas Fielding 博士在他那篇著名的博士论文《Architectural Styles and the Design of Network-based Software Architectures》中提出了几种软件应用的架构风格，REST 作为其中的一种架构风格在这篇论文的第5章中进行了概括性的介绍。

REST 是“REpresentational State Transfer”的缩写，可以翻译成“表现状态转换”，但是在绝大多数场合中我们只说 REST 或者 RESTful。Fielding 在论文中将 REST 定位为“分布式超媒体应用（Distributed Hypermedia System）”的架构风格，它在文中提到一个名为“HATEOAS（Hypermedia as the engine of application state）”的概念。

我们利用一个面向最终用户的 Web 应用来对这个概念进行简单阐述：这里所谓的应用状态（Application State）表示 Web 应用的客户端的状态，简单起见可以理解为会话状态。资源在浏览器中以超媒体的形式呈现，通过点击超媒体中的链接可以获取其它相关的资源或者对当前资源进行相应的处理，获取的资源或者针对资源处理的响应同样以超媒体的形式再次呈现在浏览器上。由此可见，超媒体成为了驱动客户端会话状态的转换的引擎。

借助于超媒体这种特殊的资源呈现方式，应用状态的转换体现为浏览器中呈现资源的转换。如果将超媒体进一步抽象成一般意义上的资源呈现（Representation ）方式，那么应用状态变成了可被呈现的状态（REpresentational State）。应用状态之间的转换就成了可被呈现的状态装换（REpresentational State Transfer），这就是 REST。

REST 是一种很笼统的概念，它代表一种架构风格。

版本号

在 RESTful API 中，API 接口应该尽量兼容之前的版本。但是，在实际业务开发场景中，可能随着业务需求的不断迭代，现有的 API 接口无法支持旧版本的适配，此时如果强制升级服务端的 API 接口将导致客户端旧有功能出现故障。实际上，Web 端是部署在服务器，因此它可以很容易为了适配服务端的新的 API 接口进行版本升级，然而像 Android 端、IOS 端、PC 端等其他客户端是运行在用户的机器上，因此当前产品很难做到适配新的服务端的 API 接口，从而出现功能故障，这种情况下，用户必须升级产品到最新的版本才能正常使用。

为了解决这个版本不兼容问题，在设计 RESTful API 的一种实用的做法是使用版本号。一般情况下，我们会在 url 中保留版本号，并同时兼容多个版本。

【GET】  /v1/users/{user_id}  // 版本 v1 的查询用户列表的 API 接口
【GET】  /v2/users/{user_id}  // 版本 v2 的查询用户列表的 API 接口

http://localhost:8080/api/v1/content

现在，我们可以不改变版本 v1 的查询用户列表的 API 接口的情况下，新增版本 v2 的查询用户列表的 API 接口以满足新的业务需求，此时，客户端的产品的新功能将请求新的服务端的 API 接口地址。虽然服务端会同时兼容多个版本，但是同时维护太多版本对于服务端而言是个不小的负担，因为服务端要维护多套代码。这种情况下，常见的做法不是维护所有的兼容版本，而是只维护最新的几个兼容版本，例如维护最新的三个兼容版本。在一段时间后，当绝大多数用户升级到较新的版本后，废弃一些使用量较少的服务端的老版本API 接口版本，并要求使用产品的非常旧的版本的用户强制升级。

注意的是，“不改变版本 v1 的查询用户列表的 API 接口”主要指的是对于客户端的调用者而言它看起来是没有改变。而实际上，如果业务变化太大，服务端的开发人员需要对旧版本的 API 接口使用适配器模式将请求适配到新的API 接口上。

资源路径

RESTful API 的设计以资源为核心，每一个 URI 代表一种资源。因此，URI 不能包含动词，只能是名词。注意的是，形容词也是可以使用的，但是尽量少用。一般来说，不论资源是单个还是多个，API 的名词要以复数进行命名。此外，命名名词的时候，要使用小写、数字及下划线来区分多个单词。这样的设计是为了与 json 对象及属性的命名方案保持一致。例如，一个查询系统标签的接口可以进行如下设计。

【GET】  /v1/tags/{tag_id}

http://localhost:8080/api/v1/contents/89

同时，资源的路径应该从根到子依次如下

/{resources}/{resource_id}/{sub_resources}/{sub_resource_id}/{sub_resource_property}

我们来看一个“添加用户的角色”的设计，其中“用户”是主资源，“角色”是子资源。

【POST】  /v1/users/{user_id}/roles/{role_id} // 添加用户的角色

有的时候，当一个资源变化难以使用标准的 RESTful API 来命名，可以考虑使用一些特殊的 actions 命名。

/{resources}/{resource_id}/actions/{action}

举个例子，“密码修改”这个接口的命名很难完全使用名词来构建路径，此时可以引入 action 命名。

【PUT】  /v1/users/{user_id}/password/actions/modify // 密码修改

请求方式

可以通过 GET、 POST、 PUT、 PATCH、 DELETE 等方式对服务端的资源进行操作。其中：

GET：用于查询资源
POST：用于创建资源
PUT：用于更新服务端的资源的全部信息
PATCH：用于更新服务端的资源的部分信息
DELETE：用于删除服务端的资源。

这里，使用“用户”的案例进行回顾通过 GET、 POST、 PUT、 PATCH、 DELETE 等方式对服务端的资源进行操作。

【GET】          /users                # 查询用户信息列表
【GET】          /users/1001           # 查看某个用户信息
【POST】         /users                # 新建用户信息
【PUT】          /users/1001           # 更新用户信息(全部字段)
【PATCH】        /users/1001           # 更新用户信息(部分字段)
【DELETE】       /users/1001           # 删除用户信息

IE10 以上才支持，同时很多人不考虑细节

查询参数

RESTful API 接口应该提供参数，过滤返回结果。其中，offset 指定返回记录的开始位置。一般情况下，它会结合 limit 来做分页的查询，这里 limit 指定返回记录的数量。

http://localhost:8080/api/v1/contents/89?offset=0&limit=10

【GET】  /{version}/{resources}/{resource_id}?offset=0&limit=20

同时，orderby 可以用来排序，但仅支持单个字符的排序，如果存在多个字段排序，需要业务中扩展其他参数进行支持。

【GET】  /{version}/{resources}/{resource_id}?orderby={field} [asc|desc]

为了更好地选择是否支持查询总数，我们可以使用 count 字段，count 表示返回数据是否包含总条数，它的默认值为 false。

【GET】  /{version}/{resources}/{resource_id}?count=[true|false]

上面介绍的 offset、 limit、 orderby 是一些公共参数。此外，业务场景中还存在许多个性化的参数。我们来看一个例子。

【GET】  /v1/categorys/{category_id}/apps/{app_id}?enable=[1|0]&os_type={field}&device_ids={field,field,…}

注意的是，不要过度设计，只返回用户需要的查询参数。此外，需要考虑是否对查询参数创建数据库索引以提高查询性能。

状态码

使用适合的状态码很重要，而不应该全部都返回状态码 200，或者随便乱使用。这里，列举在实际开发过程中常用的一些状态码，以供参考。

状态码	描述
200	请求成功
201	创建成功
400	错误的请求
401	未验证
403	被拒绝
404	无法找到
409	资源冲突
500	服务器内部错误

异常响应

当 RESTful API 接口出现非 2xx 的 HTTP 错误码响应时，采用全局的异常结构响应信息。

HTTP/1.1 400 Bad Request
Content-Type: application/json
{
    "code": "INVALID_ARGUMENT",
    "message": "{error message}",
    "cause": "{cause message}",
    "request_id": "01234567-89ab-cdef-0123-456789abcdef",
    "host_id": "{server identity}",
    "server_time": "2014-01-01T12:00:00Z"
}

请求参数

在设计服务端的 RESTful API 的时候，我们还需要对请求参数进行限制说明。例如一个支持批量查询的接口，我们要考虑最大支持查询的数量。

【GET】     /v1/users/batch?user_ids=1001,1002      // 批量查询用户信息
参数说明
- user_ids: 用户ID串，最多允许 20 个。

此外，在设计新增或修改接口时，我们还需要在文档中明确告诉调用者哪些参数是必填项，哪些是选填项，以及它们的边界值的限制。

【POST】     /v1/users                             // 创建用户信息
请求内容
{
    "username": "lusifer",                 // 必填, 用户名称, max 10
    "realname": "鲁斯菲尔",               // 必填, 用户名称, max 10
    "password": "123456",              // 必填, 用户密码, max 32
    "email": "topsale@vip.qq.com",     // 选填, 电子邮箱, max 32
    "weixin": "Lusifer",            // 选填，微信账号, max 32
    "sex": 1                           // 必填, 用户性别[1-男 2-女 99-未知]
}

响应参数

针对不同操作，服务端向用户返回的结果应该符合以下规范。

【GET】     /{version}/{resources}/{resource_id}      // 返回单个资源对象
【GET】     /{version}/{resources}                    // 返回资源对象的列表
【POST】    /{version}/{resources}                    // 返回新生成的资源对象
【PUT】     /{version}/{resources}/{resource_id}      // 返回完整的资源对象
【PATCH】   /{version}/{resources}/{resource_id}      // 返回完整的资源对象
【DELETE】  /{version}/{resources}/{resource_id}      // 状态码 200，返回完整的资源对象。
                                                      // 状态码 204，返回一个空文档

如果是单条数据，则返回一个对象的 JSON 字符串。

HTTP/1.1 200 OK
{
    "id" : "01234567-89ab-cdef-0123-456789abcdef",
    "name" : "example",
    "created_time": 1496676420000,
    "updated_time": 1496676420000,
    ...
}

如果是列表数据，则返回一个封装的结构体。

HTTP/1.1 200 OK
{
    "count":100,
    "items":[
        {
            "id" : "01234567-89ab-cdef-0123-456789abcdef",
            "name" : "example",
            "created_time": 1496676420000,
            "updated_time": 1496676420000,
            ...
        },
        ...
    ]
}

一个完整的案例

最后，我们使用一个完整的案例将前面介绍的知识整合起来。这里，使用“获取用户列表”的案例。

【GET】     /v1/users?[&keyword=xxx][&enable=1][&offset=0][&limit=20] 获取用户列表 //API,中括号选填，尖括号必填
功能说明：获取用户列表
请求方式：GET
参数说明
- keyword: 模糊查找的关键字。[选填]
- enable: 启用状态[1-启用 2-禁用]。[选填]
- offset: 获取位置偏移，从 0 开始。[选填]
- limit: 每次获取返回的条数，缺省为 20 条，最大不超过 100。 [选填]
响应内容
HTTP/1.1 200 OK
{
    "count":100,
    "items":[
        {
            "id" : "01234567-89ab-cdef-0123-456789abcdef",
            "name" : "example",
            "created_time": 1496676420000,
            "updated_time": 1496676420000,
            ...
        },
        ...
    ]
}
失败响应
HTTP/1.1 403 UC/AUTH_DENIED
Content-Type: application/json
{
    "code": "INVALID_ARGUMENT",
    "message": "{error message}",
    "cause": "{cause message}",
    "request_id": "01234567-89ab-cdef-0123-456789abcdef",
    "host_id": "{server identity}",
    "server_time": "2014-01-01T12:00:00Z"
}
错误代码
- 403 UC/AUTH_DENIED    授权受限

软件架构设计风格，让api更优雅