RESTful API 設計指南

阮一峰發表於2014-05-22
RESTAPI

因此，必須有一種統一的機制，方便不同的前端裝置與後端進行通訊。這導致API構架的流行，甚至出現"API First"的設計思想。RESTful API是目前比較成熟的一套網際網路應用程式的API設計理論。我以前寫過一篇《理解RESTful架構》，探討如何理解這個概念。

今天，我將介紹RESTful API的設計細節，探討如何設計一套合理、好用的API。我的主要參考了兩篇文章（1，2）。

RESTful API

一、協議

API與使用者的通訊協議，總是使用HTTPs協議。

二、域名

應該儘量將API部署在專用域名之下。


https://api.example.com

如果確定API很簡單，不會有進一步擴充套件，可以考慮放在主域名下。


https://example.org/api/

三、版本（Versioning）

應該將API的版本號放入URL。


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

另一種做法是，將版本號放在HTTP頭資訊中，但不如放入URL方便和直觀。Github採用這種做法。

四、路徑（Endpoint）

路徑又稱"終點"（endpoint），表示API的具體網址。

在RESTful架構中，每個網址代表一種資源（resource），所以網址中不能有動詞，只能有名詞，而且所用的名詞往往與資料庫的表格名對應。一般來說，資料庫中的表都是同種記錄的"集合"（collection），所以API中的名詞也應該使用複數。

舉例來說，有一個API提供動物園（zoo）的資訊，還包括各種動物和僱員的資訊，則它的路徑應該設計成下面這樣。

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

五、HTTP動詞

對於資源的具體操作型別，由HTTP動詞表示。

常用的HTTP動詞有下面五個（括號裡是對應的SQL命令）。

  • GET（SELECT）：從伺服器取出資源（一項或多項）。
  • POST（CREATE）：在伺服器新建一個資源。
  • PUT（UPDATE）：在伺服器更新資源（客戶端提供改變後的完整資源）。
  • PATCH（UPDATE）：在伺服器更新資源（客戶端提供改變的屬性）。
  • DELETE（DELETE）：從伺服器刪除資源。

還有兩個不常用的HTTP動詞。

  • HEAD：獲取資源的後設資料。
  • OPTIONS：獲取資訊，關於資源的哪些屬性是客戶端可以改變的。

下面是一些例子。

  • GET /zoos：列出所有動物園
  • POST /zoos：新建一個動物園
  • GET /zoos/ID：獲取某個指定動物園的資訊
  • PUT /zoos/ID：更新某個指定動物園的資訊（提供該動物園的全部資訊）
  • PATCH /zoos/ID：更新某個指定動物園的資訊（提供該動物園的部分資訊）
  • DELETE /zoos/ID：刪除某個動物園
  • GET /zoos/ID/animals：列出某個指定動物園的所有動物
  • DELETE /zoos/ID/animals/ID：刪除某個指定動物園的指定動物

六、過濾資訊（Filtering）

如果記錄數量很多，伺服器不可能都將它們返回給使用者。API應該提供引數，過濾返回結果。

下面是一些常見的引數。

  • ?limit=10：指定返回記錄的數量
  • ?offset=10：指定返回記錄的開始位置。
  • ?page=2&per_page=100：指定第幾頁，以及每頁的記錄數。
  • ?sortby=name&order=asc：指定返回結果按照哪個屬性排序，以及排序順序。
  • ?animal_type_id=1：指定篩選條件

引數的設計允許存在冗餘，即允許API路徑和URL引數偶爾有重複。比如，GET /zoo/ID/animals 與 GET /animals?zoo_id=ID 的含義是相同的。

七、狀態碼（Status Codes）

伺服器向使用者返回的狀態碼和提示資訊，常見的有以下一些（方括號中是該狀態碼對應的HTTP動詞）。

  • 200 OK - [GET]：伺服器成功返回使用者請求的資料，該操作是冪等的（Idempotent）。
  • 201 CREATED - [POST/PUT/PATCH]：使用者新建或修改資料成功。
  • 202 Accepted - [*]：表示一個請求已經進入後臺排隊（非同步任務）
  • 204 NO CONTENT - [DELETE]：使用者刪除資料成功。
  • 400 INVALID REQUEST - [POST/PUT/PATCH]：使用者發出的請求有錯誤，伺服器沒有進行新建或修改資料的操作，該操作是冪等的。
  • 401 Unauthorized - [*]：表示使用者沒有許可權（令牌、使用者名稱、密碼錯誤）。
  • 403 Forbidden - [*] 表示使用者得到授權（與401錯誤相對），但是訪問是被禁止的。
  • 404 NOT FOUND - [*]：使用者發出的請求針對的是不存在的記錄，伺服器沒有進行操作，該操作是冪等的。
  • 406 Not Acceptable - [GET]：使用者請求的格式不可得（比如使用者請求JSON格式，但是隻有XML格式）。
  • 410 Gone -[GET]：使用者請求的資源被永久刪除，且不會再得到的。
  • 422 Unprocesable entity - [POST/PUT/PATCH] 當建立一個物件時，發生一個驗證錯誤。
  • 500 INTERNAL SERVER ERROR - [*]：伺服器發生錯誤，使用者將無法判斷髮出的請求是否成功。

狀態碼的完全列表參見這裡。

八、錯誤處理（Error handling）

如果狀態碼是4xx，就應該向使用者返回出錯資訊。一般來說，返回的資訊中將error作為鍵名，出錯資訊作為鍵值即可。


{
    error: "Invalid API key"
}

九、返回結果

針對不同操作，伺服器向使用者返回的結果應該符合以下規範。

  • GET /collection：返回資源物件的列表（陣列）
  • GET /collection/resource：返回單個資源物件
  • POST /collection：返回新生成的資源物件
  • PUT /collection/resource：返回完整的資源物件
  • PATCH /collection/resource：返回完整的資源物件
  • DELETE /collection/resource：返回一個空文件

十、Hypermedia API

RESTful API最好做到Hypermedia，即返回結果中提供連結，連向其他API方法，使得使用者不查文件，也知道下一步應該做什麼。

比如，當使用者向api.example.com的根目錄發出請求，會得到這樣一個文件。


{"link": {
  "rel":   "collection https://www.example.com/zoos",
  "href":  "https://api.example.com/zoos",
  "title": "List of zoos",
  "type":  "application/vnd.yourformat+json"
}}

上面程式碼表示，文件中有一個link屬性，使用者讀取這個屬性就知道下一步該呼叫什麼API了。rel表示這個API與當前網址的關係（collection關係，並給出該collection的網址），href表示API的路徑，title表示API的標題，type表示返回型別。

Hypermedia API的設計被稱為HATEOAS。Github的API就是這種設計，訪問api.github.com會得到一個所有可用API的網址列表。


{
  "current_user_url": "https://api.github.com/user",
  "authorizations_url": "https://api.github.com/authorizations",
  // ...
}

從上面可以看到，如果想獲取當前使用者的資訊，應該去訪問api.github.com/user，然後就得到了下面結果。


{
  "message": "Requires authentication",
  "documentation_url": "https://developer.github.com/v3"
}

上面程式碼表示，伺服器給出了提示資訊，以及文件的網址。

十一、其他

（1）API的身份認證應該使用OAuth 2.0框架。

（2）伺服器返回的資料格式，應該儘量使用JSON，避免使用XML。

（完）

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