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深入理解RESTful API设计原则与实践

爱康技术团队
2024年07月31日 11:13
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什么是RESTful API
RESTful API是一种基于HTTP协议的API设计规范,它将应用程序中的资源抽象为URI(统一资源标识符),并通过HTTP方法来对资源进行CRUD(创建、读取、更新、删除)操作。

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RESTful API的设计原则包括

用URI来标识资源

通过HTTP方法来操作资源

使用HTTP状态码来表示操作结果

支持内容协商,可以返回不同的格式,如JSON、XML等


如何设计RESTful API

在设计RESTful API时,我们需要考虑以下几个方面:


资源的命名:URI应该清晰、易懂,并且应该与业务逻辑相关。


HTTP方法的使用:GET方法用于查询资源,POST方法用于创建资源,PUT方法用于更新资源,DELETE方法用于删除资源。


URI参数的使用:URI参数应该用于对资源进行过滤、排序等操作。


HTTP状态码的使用:HTTP状态码用于表示请求的结果,如200表示成功,404表示资源不存在,500表示服务器内部错误等。


返回结果的格式:RESTful API应该支持内容协商,可以返回不同的格式,如JSON、XML等。


如何实现RESTful API

在实现RESTful API时,我们需要选择合适的框架和工具。常用的框架包括 Spring MVC。这些框架提供了一系列的工具和函数,可以方便地创建API 接口。

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同时,还需要注意以下几个方面:

安全性:RESTful API应该支持身份验证和授权,防止非法用户进行恶意操作。


性能优化:RESTful API应该支持缓存、分页、批量操作等功能,以提高API接口的性能和响应速度。


错误处理:RESTful API应该返回清晰、易懂的错误信息,以便客户端进行处理。


日志记录:RESTful API应该记录每个请求的详细信息,以便后续分析和调试。

设计误区

最常见的一种设计错误,就是URI包含动词。因为"资源"表示一种实体,所以应该是名词,URI不应该有动词,动词应该放在HTTP协议中。

举例来说,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

设计细节

协议

API与用户的通信协议,总是使用HTTPs协议。


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/


版本(Versioning)

应该将API的版本号放入URL。

https://api.example.com/v1/

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。


路径(Endpoint)

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。

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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。
https://api.example.com/v1/zoos
https://api.example.com/v1/animals
https://api.example.com/v1/employees

HTTP动词

对于资源的具体操作类型,由HTTP动词表示。

常用的HTTP动词有下面五个(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)。

PATCH(UPDATE):在服务器更新资源(客户端提供改变的属性)。

DELETE(DELETE):从服务器删除资源。

还有两个不常用的HTTP动词。

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

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


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


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,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。

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/resource:返回单个资源对象

POST /collection:返回新生成的资源对象

PUT /collection/resource:返回完整的资源对象

PATCH /collection/resource:返回完整的资源对象

DELETE /collection/resource:返回一个空文档


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。

Hypermedia API的设计被称为HATEOAS。Github的API就是这种设计,访问api.github.com如下一个信息:

{ "message":"API rate limit exceeded for 101.254.182.78. (But here's the good news: Authenticated requests get a higher rate limit.     Check out the documentation for more details.)", "documentation_url": "https://docs.github.com/rest/overview/resources-in-the-rest-api#rate-limiting"

}


从上面可以看到,如果想了解一些限制信息可以访问下面的地址获取。

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