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江南一点雨

SpringMVC 开发 RESTful 接口

13. RESTful

本小节选自外部博客,原文链接:https://www.ruanyifeng.com/blog/2011/09/restful.html

越来越多的人开始意识到,网站即软件,而且是一种新型的软件。这种”互联网软件”采用客户端/服务器模式,建立在分布式体系上,通过互联网通信,具有高延时(high latency)、高并发等特点。网站开发,完全可以采用软件开发的模式。但是传统上,软件和网络是两个不同的领域,很少有交集;软件开发主要针对单机环境,网络则主要研究系统之间的通信。互联网的兴起,使得这两个领域开始融合,现在我们必须考虑,如何开发在互联网环境中使用的软件。

RESTful 架构,就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,所以正得到越来越多网站的采用。

但是,到底什么是 RESTful 架构,并不是一个容易说清楚的问题。下面,我就谈谈我理解的 RESTful 架构。、

RESTful 它不是一个具体的架构,不是一个软件,不是一个框架,而是一种规范。在移动互联网兴起之前,我们都很少提及 RESTful,主要是因为用的少,移动互联网兴起后,RESTful 得到了非常广泛的应用,因为在移动互联网兴起之后,我们再开发后端应用,就不仅仅只是开发一个网站了,还对应了多个前端(Android、iOS、HTML5 等等),这个时候,我们在设计后端接口是,就需要考虑接口的形式,格式,参数的传递等等诸多问题了。

13.1 起源

REST 这个词,是 Roy Thomas Fielding 在他 2000 年的博士论文中提出的。

Fielding 是一个非常重要的人,他是 HTTP 协议(1.0版和1.1版)的主要设计者、Apache 服务器软件的作者之一、Apache 基金会的第一任主席。所以,他的这篇论文一经发表,就引起了关注,并且立即对互联网开发产生了深远的影响。

他这样介绍论文的写作目的:

“本文研究计算机科学两大前沿—-软件和网络—-的交叉点。长期以来,软件研究主要关注软件设计的分类、设计方法的演化,很少客观地评估不同的设计选择对系统行为的影响。而相反地,网络研究主要关注系统之间通信行为的细节、如何改进特定通信机制的表现,常常忽视了一个事实,那就是改变应用程序的互动风格比改变互动协议,对整体表现有更大的影响。我这篇文章的写作目的,就是想在符合架构原理的前提下,理解和评估以网络为基础的应用软件的架构设计,得到一个功能强、性能好、适宜通信的架构。”

13.2 名称

Fielding 将他对互联网软件的架构原则,定名为REST,即 Representational State Transfer 的缩写。我对这个词组的翻译是”表现层状态转化”。

如果一个架构符合 REST 原则,就称它为 RESTful 架构。

要理解 RESTful 架构,最好的方法就是去理解 Representational State Transfer 这个词组到底是什么意思,它的每一个词代表了什么涵义。如果你把这个名称搞懂了,也就不难体会 REST 是一种什么样的设计。

13.3 资源(Resources)

REST 的名称”表现层状态转化”中,省略了主语。”表现层”其实指的是”资源”(Resources)的”表现层”。

所谓”资源”,就是网络上的一个实体,或者说是网络上的一个具体信息。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。

所谓”上网”,就是与互联网上一系列的”资源”互动,调用它的 URI。

在 RESTful 风格的应用中,每一个 URI 都代表了一个资源。

13.4 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)。

比如,文本可以用 txt 格式表现,也可以用 HTML 格式、XML 格式、JSON 格式表现,甚至可以采用二进制格式;图片可以用 JPG 格式表现,也可以用 PNG 格式表现。

URI 只代表资源的实体,不代表它的形式。严格地说,有些网址最后的 “.html” 后缀名是不必要的,因为这个后缀名表示格式,属于 “表现层” 范畴,而 URI 应该只代表”资源”的位置。它的具体表现形式,应该在 HTTP 请求的头信息中用 Accept 和 Content-Type 字段指定,这两个字段才是对”表现层”的描述。

13.5 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”。

客户端用到的手段,只能是 HTTP 协议。具体来说,就是 HTTP 协议里面,四个表示操作方式的动词:GET、POST、PUT、DELETE。它们分别对应四种基本操作:

  • 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

13.6 综述

综合上面的解释,我们总结一下什么是 RESTful 架构:

  • 每一个 URI 代表一种资源;
  • 客户端和服务器之间,传递这种资源的某种表现层;
  • 客户端通过四个 HTTP 动词,对服务器端资源进行操作,实现”表现层状态转化”。

13.7 误区

RESTful 架构有一些典型的设计误区。

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

另一个设计误区,就是在URI中加入版本号:

  • http://www.example.com/app/1.0/foo
  • http://www.example.com/app/1.1/foo
  • http://www.example.com/app/2.0/foo

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 URI。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

13.8 SpringMVC 的支持

SpringMVC 对 RESTful 提供了非常全面的支持,主要有如下几个注解:

  • @RestController

这个注解是一个组合注解:

@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Controller
@ResponseBody
public @interface RestController {

    /**
     * The value may indicate a suggestion for a logical component name,
     * to be turned into a Spring bean in case of an autodetected component.
     * @return the suggested component name, if any (or empty String otherwise)
     * @since 4.0.1
     */
    @AliasFor(annotation = Controller.class)
    String value() default "";

}

一般,直接用 @RestController 来标记 Controller,可以不使用 @Controller。

请求方法中,提供了常见的请求方法:

  • @PostMapping
  • @GetMapping
  • @PutMapping
  • @DeleteMapping

另外还有一个提取请求地址中的参数的注解 @PathVariable:

@GetMapping("/book/{id}")//http://localhost:8080/book/2
public Book getBookById(@PathVariable Integer id) {
    Book book = new Book();
    book.setId(id);
    return book;
}

参数 2 将被传递到 id 这个变量上。

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