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attitude 2024-05-09 16:29:03

文章标签 restful URL格式 restful url 设计规范 API 服务器状态码 文章分类 云原生云计算

RESTful设计方法和规范

在初步了解了 RESTful 之后，我们接到一项任务，需要为一所学校开发一套师生管理系统，客户要求所开发的系统能在 PC 桌面通过浏览器使用，而且日后还想开发 IOS 和 Android 应用。了解需求之后，我们毫不犹豫选择了前后端分离的开发模式，并且决定遵从时下最为流行的 RESTful 规范。接下来，我们就以后端开发人员的角色，一起来了解整个开发过程。

1. 域名(Domain)

根据 RESTful 规范，应该尽量使用专用的域名用于部署 API，于是我们和校方沟通，使用下方域名作为 API 访问地址：

但是经过沟通，发现上述域名已被占用，校方否决了我们的提议，考虑到 API 相对简单，于是我们使用下面地址部署 API：

上述地址中，https 代表协议名称，常见的还有 http，二者区别在于前者在传输过程中是将信息加密后传输的，而后者是明文传输；api 代表一个资源路径，可以想象成这台电脑中一个文件夹的路径。

2. 版本(Versioning)

师生管理系统不是一成不变的，日后还要更新维护。为了区分不同版本，API 的 URL 中应当包含 API 版本信息：

除了上述方法外，API 版本信息还可放在 HTTP 请求头中。Github 采用的就是这种做法。

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 URL。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)：

实际工作中，通常采用第一种方法，因为这样的方式更加直观，方便使用。

3. 路径(Endpoint)

路径即”终点”(endpoint)，是访问 API 的具体网址，通过访问每个网址，可以获取到相应的资源(resource)。在师生管理系统中，所谓资源，就是我们想获取的信息，比如获取 3 年 2 班所有学生姓名，获取小明的年龄、成绩等。

路径须满足以下规范：

1. 资源路径中应当使用名词，杜绝动词。资源路径中的名词，应当与数据库的表名相对应。

以下路径中包含动词，是不符合规范的例子，在实际工作中，应当避免。

对于资源的操作，应该通过 HTTP 中的不同方法来区分处理资源的动作，资源路径中应当只包含名词。

2. API 中的名词应该使用复数。无论是子资源或者是所有资源。

例如：

4. 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 4 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)

DELETE(DELETE)：从服务器删除资源

还有 3 个不常用的 HTTP 动词。

PATCH(UPDATE)：在服务器更新(更新)资源(客户端提供改变的属性)

HEAD：获取资源的元数

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。

5. 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。比如，我们想获取全校师生的个人信息，如果将这些信息一股脑地全部展示在网页上，是不明智也是不现实的。如果数据量太大，在实际开发中我们会采用分页展示的形式。另外，如果想在一次考试后，按照成绩高低展示学生信息，那么可以通过过滤信息来实现。

所谓过滤，就是在 URL 中添加一下限制参数。下面是一些常见的参数。

参数的设计允许存在冗余，即允许 API 路径和 URL 参数允许有重复。比如，想要查询某个班级所有学生信息，我们可以设计 GET /classes/ID/students 与 GET /students?class_id=ID 两种地址，任何一种都可得到相同的结果。

为什么上面的两种路径的请求结果一样呢，可以在这里说明一下。

6. 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)。不同的状态码代表着不同的含义，比如以 2 开头的状态码通常代表服务器成功响应，3 开头的状态码代表发生了重定性(即跳转到了别的链接)，4 开头的状态码通常表示客户端这边提供的信息有误，而 5 开头的状态码则表示服务器内部出现的错误。通过返回的状态码，用户即可判断请求成功与否，不成功问题在何处。

一些常用的状态码列举如下：

200 OK – [GET]：服务器成功返回用户请求的数据

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

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

状态码的完全列表参见这里或这里。

7. 错误信息

如果状态码是 4xx，服务器就应该向用户返回出错信息。一般来说，返回的信息是键值对形式的数据，将 error 作为键名，出错信息作为键值即可。比如，在一个提供查询学生信息的 API 中，要求客户端提供正确的 API key(可以理解为输入了正确的用户名和密码)才能访问，如果提供的 API key 不正确，此时服务器应拒绝访问，并返回错误信息。这样，客户端就知道了为何没能查到信息，修改成正确的 API key 即可。

8. 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

9. 超媒体链接

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，Github 的 API 就是这种设计，访问api.github.com会得到一个所有可用API的网址列表。

从上面可以看到，如果想获取当前用户的信息，应该去访问 api.github.com/user，然后就得到了下面结果。