restful API设计风格

青衣

一、REST是什么
REST（英文：Representational State Transfer，简称REST，中文意思为:表述性状态转移）是一种网络应用程序的设计风格和开发方式，基于HTTP，可以使用XML格式定义或JSON格式定义。RESTFUL适用于移动互联网厂商作为业务使能接口的场景，实现第三方OTT调用移动网络资源的功能，动作类型为查询，新增、变更、删除所调用资源。它描述了一个架构样式的网络系统，比如web应用程序。它首次出现在2000年Roy Fielding的博士论文中，Roy Fielding是HTTP规范的主要编写者之一。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。
REST本身并没有创造新的技术、组件或服务，而隐藏在RESTful背后的理念就是使用Web的现有特征和能力， 更好地使用现有Web标准中的一些准则和约束。虽然REST本身受Web技术的影响很深， 但是理论上REST架构风格并不是绑定在HTTP上，只不过目前HTTP是唯一与REST相关的实例。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。REST提出了一组架构约束条件和原则，任何满足REST约束条件和原则的架构，都称为RESTful架构。

二、理解REST
要规范使用RESTful架构，首先要理解REST。我们可以通过理解"资源"、“表述”、“状态转移”来理解REST。
（1）资源（Resource）:我们可以把真实的对象数据称为资源。一个资源既可以是一个集合，也可以是单个个体。比如我们的班级classes是代表一个集合形式的资源，而特定的class代表单个个体资源。每一种资源都有特定的URI(统一资源标识符)与之对应，如果我们需要获取这个资源，访问这个URI就可以了，比如获取特定的班级：/class/12。另外，资源也可以包含子资源，比如 /classes/classId/teachers：列出某个指定班级的所有老师的信息。
（2）表现形式（Representational）："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比如json，xml，image,txt等等叫做它的"表现层/表现形式"。在REST中，客户端与服务器之间的通信，传输的都是资源的表述。
（3）状态转移（State Transfer） ：这里的状态其实应该分为应用状态和资源状态。应用状态由客户端保存维护，例如会话状态等。客户端通过REST API返回的表述以及表述中的URI，进行客户端应用状态的转移。但REST更强调的是资源状态，REST中的状态转移更多的是描述服务器端资源的状态。资源状态存储在服务器端，客户端通过REST API，指定请求方法、资源路径和资源表述（可以包含应用状态），对资源的状态进行增删查改。也就是通过增删改查（通过HTTP动词实现）引起资源状态的改变。
PS：互联网通信协议HTTP协议，是一个无状态协议，所有的资源状态都保存在服务器端。
结合上面三点，客户端通过REST API对服务器端的资源进行增删查改，引起资源的状态转移。而这种转移是体现在表述上的，所以称为表述性状态转移。
最后总结一下什么是RESTful架构：

• 每一个URI代表一种资源；
  
• 客户端使用GET、POST、PUT、DELETE4个表示操作方式的动词对服务端资源进行操作：GET用来获取资源，POST用来新建资源（也可以用于更新资源），PUT用来更新资源，DELETE用来删除资源；
  
• 客户端和服务器之间，传递这种资源的格式如json，xml，image,txt等等称为资源的表现形式；
  
• 客户端与服务端之间的交互在请求之间是无状态的，从客户端到服务端的每个请求都必须包含理解请求所必需的信息；
  
• 客户端通过特定的HTTP动词，对服务器端资源进行操作，从而实现"表现层状态转移"。
  

三、RESTful原则
REST指的是一组架构约束条件和原则。满足这些约束条件和原则的应用程序或设计就是RESTful。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。此外，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。资源是一个有趣的概念实体，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，即统一资源标识符) 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（超媒体）是应用程序状态的引擎，资源表示通过超链接互联。

四、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。

五、总结
RESTful架构是目前最流行的一种互联网软件架构。它结构清晰、符合标准、易于理解、扩展方便，因此被越来越多的网站采用。
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。

六、参考博文
（1） https://baike.baidu.com/item/RESTful/4406165?fr=aladdin （百度百科）
（2） https://www.runoob.com/w3cnote/restful-architecture.html
（3） http://www.ruanyifeng.com/blog/2011/09/restful.html
（4）https://github.com/Snailclimb/JavaGuide/blob/master/docs/system-design/coding-way/RESTfulAPI简明教程.md