后端开发必备的 RestFul API 知识

RestFul API 是每个程序员都应该了解并掌握的基本知识,我们在开发过程中设计API的时候也应该至少要满足RestFul API的最基本的要求(比如接口中尽量使用名词,使用POST 请求创建资源,DELETE请求删除资源等等,示例:GET     /notes/id:获取某个指定id的笔记的信息)。最近学习过程中接触到这些东西,自己没有时间总结,所以分享一些不错的文章给大家。
相关阅读:
•http://www.ruanyifeng.com/blog/2014/05/restful_api.html(阮一峰,这篇文章大部分内容来源)
•https://www.baeldung.com/spring-hateoas-tutorial(RestFul API Tutorial)
•https://aisensiy.github.io/2017/06/04/spring-boot-and-hateoas/(Spring中使用HATEOAS)
•https://spring.io/guides/tutorials/bookmarks/ (Building REST services with Spring)
•https://www.baeldung.com/spring-hateoas-tutorial(https://www.baeldung.com/spring-hateoas-tutorial)

备注:HATEOAS这个大家可能之前并没有怎么接触过,我看了很多项目的源码也并没有满足HATEOAS设计的要求,实际上RestFul API 最好满足HATEOAS设计,也就是在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。

一、重要概念:

REST,即Representational State Transfer的缩写,翻译过来就是”表现层状态转化”。
  • Resource(资源) :对象的单个实例。例如,一只动物。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。你可以用一个URI(统一资源定位符)指向它,每种资源对应一个特定的URI。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独一无二的识别符。
  • 集合:对象的集合。例如,动物。
  • 第三方:使用我们接口的开发者
  • 表现层(Representation):”资源”是一种信息实体,它可以有多种外在表现形式。我们把”资源”具体呈现出来的形式,叫做它的”表现层”(Representation)。
  • 状态转化(State Transfer) 访问一个网站,就代表了客户端和服务器的一个互动过程。在这个过程中,势必涉及到数据和状态的变化。互联网通信协议HTTP协议,是一个无状态协议。这意味着,所有的状态都保存在服务器端。因此,如果客户端想要操作服务器,必须通过某种手段,让服务器端发生”状态转化”(State Transfer)。而这种转化是建立在表现层之上的,所以就是”表现层状态转化”。
综合上面的解释,我们总结一下什么是RESTful架构:
 (1)每一个URI代表一种资源;
 (2)客户端和服务器之间,传递这种资源的某种表现层;
 (3)客户端通过HTTP动词(GET,POST等等),对服务器端资源进行操作,实现”表现层状态转化”。

二、REST接口规范

1、动作

  • GET (SELECT):从服务器检索特定资源,或资源列表。
  • POST (CREATE):在服务器上创建一个新的资源。
  • PUT (UPDATE):更新服务器上的资源(客户端提供更新后的整个资源)。
  • PATCH (UPDATE):更新服务器上的资源(客户端提供更改的属性,可以看做作是部分更新)。
  • DELETE (DELETE):从服务器删除资源。

2、路径(接口命名)

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。
接口尽量使用名词,禁止使用动词,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复制代码
反例:
/getAllCars
/createNewCar
/deleteAllRedCars复制代码
再比如,某个URI是/posts/show/1,其中show是动词,这个URI就设计错了,正确的写法应该是/posts/1,然后用GET方法表示show。
如果某些动作是HTTP动词表示不了的,你就应该把动作做成一种资源。比如网上汇款,从账户1向账户2汇款500元,错误的URI是:
  POST /accounts/1/transfer/500/to/2
正确的写法是把动词transfer改成名词transaction,资源不能是动词,但是可以是一种服务:
  POST /transaction HTTP/1.1
  Host: 127.0.0.1
  from=1&to=2&amount=500.00
理清资源的层次结构,比如业务针对的范围是学校,那么学校会是一级资源(/school),老师(/school/teachers),学生(/school/students)就是二级资源。

3、版本(Versioning)

应该将API的版本号放入URL。如:
https://api.example.com/v1/复制代码
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。

4、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_number=2&page_size=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。复制代码

5、状态码(Status Codes)

状态码范围
1xx 信息,请求收到,继续处理。范围保留用于底层HTTP的东西,你很可能永远也用不到。
2xx 成功,行为被成功地接受、理解和采纳
3xx 重定向,为了完成请求,必须进一步执行的动作
4xx 客户端错误,请求包含语法错误或者请求无法实现。范围保留用于响应客户端做出的错误,例如。他们提供不良数据或要求不存在的东西。这些请求应该是幂等的,而不是更改服务器的状态。
5xx 范围的状态码是保留给服务器端错误用的。这些错误常常是从底层的函数抛出来的,甚至
开发人员也通常没法处理,发送这类状态码的目的以确保客户端获得某种响应。
当收到5xx响应时,客户端不可能知道服务器的状态,所以这类状态码是要尽可能的避免。复制代码
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。
502 网关错误
503 Service Unavailable
504 网关超时

三 HATEOAS

上面是RESTful API最基本的东西,也是我们平时开发过程中最容易实践到的。实际上,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。
在Spring 中有一个叫做HATEOAS的API 库,通过它我们可以更轻松的创建除符合 HATEOAS 设计的API。
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