搭建 Restful Web 服務

信碼由韁發表於2022-03-09

1. 理解 REST

  REST 全稱是 Representational State Transfer,中文意思是表徵性狀態轉移。它首次出現在2000年Roy Fielding的博士論文中,Roy Fielding是HTTP規範的主要編寫者之一。值得注意的是REST並沒有一個明確的標準,而更像是一種設計的風格。如果一個架構符合REST的約束條件和原則,我們就稱它為RESTful架構。

  理論上REST架構風格並不是繫結在HTTP上,只不過目前HTTP是唯一與REST相關的例項。

1.1. REST 原則

  • 資源 可通過目錄結構樣式的 URIs 暴露
  • 表述 可以通過 JSON 或 XML 表達的資料物件或屬性來傳遞
  • 訊息 使用統一的 HTTP 方法(例如:GET、POST、PUT 和 DELETE)
  • 無狀態 客戶端與服務端之間的互動在請求之間是無狀態的,從客戶端到服務端的每個請求都必須包含理解請求所必需的資訊

    1.2. HTTP 方法

      使用 HTTP 將 CRUD(create, retrieve, update, delete <建立、獲取、更新、刪除—增刪改查>)操作對映為 HTTP 請求。如果按照HTTP方法的語義來暴露資源,那麼介面將會擁有安全性和冪等性的特性,例如GET和HEAD請求都是安全的, 無論請求多少次,都不會改變伺服器狀態。而GET、HEAD、PUT和DELETE請求都是冪等的,無論對資源操作多少次, 結果總是一樣的,後面的請求並不會產生比第一次更多的影響。

    1.2.1. GET

  • 安全且冪等
  • 獲取資訊

    1.2.2. POST

  • 不安全且不冪等
  • 使用請求中提供的實體執行操作,可用於建立資源或更新資源

    1.2.3. PUT

  • 不安全但冪等
  • 使用請求中提供的實體執行操作,可用於建立資源或更新資源

    1.2.4. DELETE

  • 不安全但冪等
  • 刪除資源
      POST和PUT在建立資源的區別在於,所建立的資源的名稱(URI)是否由客戶端決定。 例如為我的博文增加一個java的分類,生成的路徑就是分類名/categories/java,那麼就可以採用PUT方法。不過很多人直接把POST、GET、PUT、DELETE直接對應上CRUD,例如在一個典型的rails實現的RESTful應用中就是這麼做的。

    1.3. HTTP status codes

      狀態碼指示 HTTP 請求的結果:

  • 1XX:資訊
  • 2XX:成功
  • 3XX:轉發
  • 4XX:客戶端錯誤
  • 5XX:服務端錯誤

    1.4. 媒體型別

      HTTP頭中的 Accept 和 Content-Type 可用於描述HTTP請求中傳送或請求的內容。如果客戶端請求JSON響應,那麼可以將 Accept 設為 application/json。相應地,如果傳送的內容是XML,那麼可以設定 Content-Type 為 application/xml 。

    2. REST API 設計最佳實踐

      這裡介紹一些設計 REST API 的最佳實踐,大家先記住下面這句話:

    URL 是個句子,其中資源是名詞、HTTP 方法是動詞。

    2.1. 使用名詞來表示資源

      下面是一些例子:

  • GET - /users:返回使用者列表
  • GET - /users/100:返回一個特定使用者
  • POST - /users:建立一個新使用者
  • PUT - /users/200:更新一個特定使用者
  • DELETE - /users/711:刪除一個特定使用者
      不要使用動詞:
  • /getAllsers
  • /getUserById
  • /createNewUser
  • /updateUser
  • /deleteUser

    2.2 在 HTTP 頭中使用適當的序列化格式

      客戶端和服務端都需要知道通訊所用的格式,這個格式要在 HTTP 頭中指定:

  • Content-Type 定義請求格式
  • Accept 定義一個可接受的響應格式列表

    2.3 Get 方法和查詢引數不應當改變狀態

      使用 PUT, POST 和 DELETE 方法來改變狀態,不要使用 GET 方法來改變狀態:

  • GET /users/711?activate
  • GET /users/711/activate

    2.4. 使用子資源表示關聯

      如果一個資源與另一個資源關聯,使用子資源:

  • GET /cars/711/drivers/ 返回711號汽車的駕駛員列表
  • GET /cars/711/drivers/4 返回711號汽車的第4號駕駛員

    2.5. 使用適當的 HTTP 方法 (動詞)

      再回顧一下這句話:

    URL 是個句子,其中資源是名詞、HTTP 方法是動詞。
  • GET:獲取在URI資源中指定的表述,響應訊息體包含所請求資源的細節。
  • POST:建立一個URI指定的新資源,請求訊息體提供新資源的細節。注意,POST也可以觸發一些操作,而不一定是要建立新資源。
  • PUT:建立或替代指定URI的資源。請求訊息體指定要建立或更新的資源。
  • DELETE:移除指定URI的資源。

    2.6. HTTP 響應狀態碼

      當客戶端通過API向服務端發起一個請求時,客戶端應當知道反饋:是否失敗、通過或者請求錯誤。HTTP 狀態碼是一批標準化程式碼,在不同的場景下有不同的解釋。伺服器應當總是返回正確的狀態碼。
      下面是重要的HTTP程式碼分類:

  • 2xx (成功分類):這些狀態碼程式碼請求動作被接收且被伺服器成功處理。

    • 200:Ok 表示 GET、PUT 或 POST 請求的標準狀態碼。
    • 201:Created(已建立)表示例項已被建立,多用於 POST 方法。
    • 204:No Content(無內容)表示請求已被成功處理但沒有返回任何內容。常用於 DELETE 方法返回。
  • 3xx (轉發分類)

    • 304:Not Modified(無修改)表示客戶端已經快取此響應,無須再次傳輸相同內容。
  • 4xx (客戶端錯誤分類):這些狀態碼代表客戶端提交了一個錯誤請求。

    • 400:Bad Request(錯誤請求)表示客戶端請求沒被處理,因為服務端無法理解客戶端請求。
    • 401:Unauthorized(無授權)表示客戶端無權訪問資源,應當加上所需的認證資訊後再次請求。
    • 403:Forbidden(禁止訪問)表示請求有效且客戶端已獲授權,但客戶端無權訪問該資源。
    • 404:Not Found(沒發現)表示所請求的資源現在不可用。
    • 410:Gone(移除)表示所請求的資源已被移除。
  • 5xx (服務端錯誤分類)

    • 500:Internal Server Error(內部伺服器錯誤)表示請求有效,但是服務端發生了異常。
    • 503:Service Unavailable(服務不可用)表示伺服器關閉或不可用,通常是指伺服器處於維護狀態。

    2.7. 名稱規約

      你可以遵循任何名稱規約,只要保持跨應用一致性即可。如果請求體和響應體是 JSON 型別,那麼請遵循駝峰名稱規約。

    2.8. 搜尋、排序、過濾與分頁

      上面一些示例都是在一個資料集上的簡單查詢,對於複雜的資料,我們需要在 GET 方法 API 上加一些引數來處理。下面是一些示例:

  • 排序:這個例子中,客戶想獲取排序的公司列表,GET /companies 應當在查詢時接受多種排序引數。譬如 GET /companies?sort=rank_asc 將以等級升序的方式對公司進行排序。
  • 過濾:要過濾資料集,我們可以通過查詢引數傳遞不同的選項。比如 GET /companies?category=banking&location=india 將過濾分類為銀行且位於印度的公司。
  • 搜尋:在公司列表中搜尋公司名的 API 端點應當是 GET /companies?search=Digital。
  • 分頁:當資料集太大時,我們應當將資料集分割成小的資料塊,這樣有利於提升服務端效能,也方便客戶端處理響應。如 GET /companies?page=23 意味著獲取公司列表的第 23 頁資料。

    2.9. Restful API 版本

      一般使用不帶點的簡單數字表示版本,數字前加字母v代表版本號,如下所示:

  • /blog/api/v1
  • http://api.yourservice.com/v1...

    2.10. 處理 JSON 錯誤體

      API 錯誤處理機制是很重要的,而且要好好規劃。極力推薦總是在返回欄位中包含錯誤訊息。一個 JSON 錯誤體應當為開發者提供一些有用的資訊:錯誤訊息、錯誤程式碼以及詳細描述。下面是一個較好的示例:

    {
      "code": 1234,
      "message": "Something bad happened :(",
      "description": "More details about the error here"
    }

    2.11. 如何建立 Rest API URL

      推薦使用下面格式的 URL:

  • http(s)://{域名(:埠號)}/{表示REST API的值}/{API版本}/{識別資源的路徑}
  • http(s)://{表示REST API的域名(:埠號)}/{API 版本}/{識別資源的路徑}
      如下所示:
  • http://example.com/api/v1/mem...
  • http://api.example.com/v1/mem...

    3. 開發基於 Spring Boot 的 Restful Web 服務

      Spring Boot 提供了構建企業應用中 RESTful Web 服務的極佳支援。

    3.1. 引入依賴

      要構建 RESTful Web 服務,我們需要在構建配置檔案中加上 Spring Boot Starter Web 依賴。
      對於 Maven 使用者,使用以下的程式碼在 pom.xml 檔案中加入依賴:

    <dependency>
     <groupId>org.springframework.boot</groupId>
     <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>    
    </dependency>

      對於 Gradle 使用者,使用以下的程式碼在 build.gradle 檔案中加入依賴:

    compile('org.springframework.boot:spring-boot-starter-web')

    3.2. Rest 相關注解

      在繼續構建 RESTful web 服務前,建議你先要熟悉下面的註解:

    Rest Controller

      @RestController 註解用於定義 RESTful web 服務。它提供 JSON、XML 和自定義響應。語法如下所示:

    @RestController
    public class ProductServiceController {
    }

    Request Mapping

      @RequestMapping 註解用於定義請求 URI 以訪問 REST 端點。我們可以定義 Request 方法來消費 produce 物件。預設的請求方法是 GET:

    @RequestMapping(value = "/products")
    public ResponseEntity<Object> getProducts() { }
    Request Body
     @RequestBody 註解用於定義請求體內容型別。
    public ResponseEntity<Object> createProduct(@RequestBody Product product) {
    }

    Path Variable

      @PathVariable 註解被用於定義自定義或動態的請求 URI,Path variable 被放在請求 URI 中的大括號內,如下所示:

    public ResponseEntity<Object> updateProduct(@PathVariable("id") String id) {
    }

    Request Parameter

      @RequestParam 註解被用於從請求 URL 中讀取請求引數。預設情況下是必須的,也可以為請求引數設定預設值。如下所示:
    public ResponseEntity<Object> getProduct(
    @RequestParam(value = "name", required = false, defaultValue = "honey") String name) {
    }

    3.3. 編寫 REST API

    GET API

      下面的示例程式碼定義了 HTTP GET 請求方法。在這個例子裡,我們使用 HashMap 來在儲存 Product。注意我們使用了 POJO 類來儲存產品。
      在這裡,請求 URI 是 /products,它會從 HashMap 倉儲中返回產品列表。下面的控制器類檔案包含了 GET 方法的 REST 端點:

    package com.tutorialspoint.demo.controller;
    
    import java.util.HashMap;
    import java.util.Map;
    
    import org.springframework.http.HttpStatus;
    import org.springframework.http.ResponseEntity;
    import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
    import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
    
    import com.tutorialspoint.demo.model.Product;
    
    @RestController
    public class ProductServiceController {
     private static Map<String, Product> productRepo = new HashMap<>();
     static {
        Product honey = new Product();
        honey.setId("1");
        honey.setName("Honey");
        productRepo.put(honey.getId(), honey);
        
        Product almond = new Product();
        almond.setId("2");
        almond.setName("Almond");
        productRepo.put(almond.getId(), almond);
     }
     @RequestMapping(value = "/products")
     public ResponseEntity<Object> getProduct() {
        return new ResponseEntity<>(productRepo.values(), HttpStatus.OK);
     }
    }

    POST API

      HTTP POST 請求用於建立資源。這個方法包含請求體。我們可以通過傳送請求引數和路徑變數來定義自定義或動態 URL。
      下面的示例程式碼定義了 HTTP POST 請求方法。在這個例子中,我們使用 HashMap 來儲存 Product,這裡產品是一個 POJO 類。
      這裡,請求 URI 是 /products,在產品被存入 HashMap 倉儲後,它會返回字串。

    package com.tutorialspoint.demo.controller;
    
    import java.util.HashMap;
    import java.util.Map;
    
    import org.springframework.http.HttpStatus;
    import org.springframework.http.ResponseEntity;
    import org.springframework.web.bind.annotation.RequestBody;
    import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
    import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMethod;
    import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
    
    import com.tutorialspoint.demo.model.Product;
    
    @RestController
    public class ProductServiceController {
     private static Map<String, Product> productRepo = new HashMap<>();
     
     @RequestMapping(value = "/products", method = RequestMethod.POST)
     public ResponseEntity<Object> createProduct(@RequestBody Product product) {
        productRepo.put(product.getId(), product);
        return new ResponseEntity<>("Product is created successfully", HttpStatus.CREATED);
     }
    }

    PUT API

      HTTP PUT 請求用於更新已有的資源。這個方法包含請求體。我們可以通過傳送請求引數和路徑變數來定義自定義或動態 URL。
      下面的例子展示瞭如何定義 HTTP PUT 請求方法。在這個例子中,我們使用 HashMap 更新現存的產品。此處,產品是一個 POJO 類。
      這裡,請求 URI 是 /products/{id},在產品被存入 HashMap 倉儲後,它會返回字串。注意我們使用路徑變數 {id} 定義需要更新的產品 ID:

    package com.tutorialspoint.demo.controller;
    
    import java.util.HashMap;
    import java.util.Map;
    
    import org.springframework.http.HttpStatus;
    import org.springframework.http.ResponseEntity;
    import org.springframework.web.bind.annotation.PathVariable;
    import org.springframework.web.bind.annotation.RequestBody;
    import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
    import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMethod;
    import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
    import com.tutorialspoint.demo.model.Product;
    
    @RestController
    public class ProductServiceController {
     private static Map<String, Product> productRepo = new HashMap<>();
     
     @RequestMapping(value = "/products/{id}", method = RequestMethod.PUT)
     public ResponseEntity<Object> updateProduct(@PathVariable("id") String id, @RequestBody Product product) {
        productRepo.remove(id);
        product.setId(id);
        productRepo.put(id, product);
        return new ResponseEntity<>("Product is updated successsfully", HttpStatus.OK);
     }   
    }

    DELETE API

      HTTP Delete 請求用於刪除存在的資源。這個方法不包含任何請求體。我們可以通過傳送請求引數和路徑變數來定義自定義或動態 URL。
      下面的例子展示如何定義 HTTP DELETE 請求方法。這個例子中,我們使用 HashMap 來移除現存的產品,用 POJO 來表示。
      請求 URI 是 /products/{id} 在產品被從 HashMap 倉儲中刪除後,它會返回字串。 我們使用路徑變數 {id} 來定義要被刪除的產品 ID。

    package com.tutorialspoint.demo.controller;
    
    import java.util.HashMap;
    import java.util.Map;
    
    import org.springframework.http.HttpStatus;
    import org.springframework.http.ResponseEntity;
    import org.springframework.web.bind.annotation.PathVariable;
    import org.springframework.web.bind.annotation.RequestBody;
    import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
    import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMethod;
    import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
    
    import com.tutorialspoint.demo.model.Product;
    
    @RestController
    public class ProductServiceController {
     private static Map<String, Product> productRepo = new HashMap<>();
     
     @RequestMapping(value = "/products/{id}", method = RequestMethod.DELETE)
     public ResponseEntity<Object> delete(@PathVariable("id") String id) {
        productRepo.remove(id);
        return new ResponseEntity<>("Product is deleted successsfully", HttpStatus.OK);
     }
    }

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