RESTful API浅谈
上半年时候，部门有组织的讨论了一下实践微服务的技术话题，主要内容是SOA服务和微服务各自的优势和难点，其中有提到关于RESTful API设计方法。
正好最近在深入的学习HTTP协议，也看了一些有关RESTful API的资料，这篇博客，就将自己的一些理解整理记录一下。
PS：本篇博客主要谈一些概要的设计思想和方法，不谈具体的实现细节，如有误差欢迎指出，谢谢！
想进一步了解RESTful API，建议学习下面列出的一些词条：
HTTP协议、分布式系统架构原理（CAP）、操作系统原理。。。
参考资料：
一、REST的由来
全称：REST，全称是Resource Representational State Transfer，即：资源在网络中以某种形式进行状态转移。————所谓状态的转移，可参考《HTTP权威指南》一书中对协议的详细解释，此处不过多赘述！
出现：REST最早是由Roy Fielding博士发表的论文中提到的，他也曾参与设计了HTTP协议。论文地址：http://www.ics.uci.edu/~fielding/pubs/dissertation/top.htm
定义：简单来说REST是一种系统架构设计风格（而非标准），一种分布式系统的应用层解决方案。
背景：早期的网页端是前后台一起的，比如PHP、JSP等。而随着近几年移动端的快速发展和分布式架构的应用，各种Client层出不穷，这个时候就需要有个统一的机制，来为前后端通信提供服务。
而RESTful API就是目前比较成熟的的一套应用程序API设计理论。
目的：Client和Server端进一步解耦。
应用：最为经典的莫过于github API。
二、RESTful的特征和优点
1、客户端-服务器（Client-Server）：提供服务的服务器和使用服务的客户端分离解耦；
优点：提高客户端的便捷性（操作简单）
简化服务器提高可伸缩性（高性能、低成本）
允许客户端服务端分组优化，彼此不受影响
2、无状态（Stateless）：来自客户的每一个请求必须包含服务器处理该请求所需的所有信息（请求信息唯一性）；
优点：提高可见性（可以单独考虑每个请求）
提高可靠性（更容易故障恢复）
提高了可扩展性（降低了服务器资源使用）
3、可缓存（Cachable）：服务器必须让客户端知道请求是否可以被缓存？如果可以，客户端可以重用之前的请求信息发送请求；
优点：减少交互连接数
减少连接过程的网络时延
4、分层系统（Layered System）：允许服务器和客户端之间的中间层（代理，网关等）代替服务器对客户端的请求进行回应，而客户端不需要关心与它交互的组件之外的事情；
优点：提高了系统的可扩展性
简化了系统的复杂性
5、统一接口（Uniform Interface）：客户和服务器之间通信的方法必须是统一化的。（例如：GET,POST,PUT.DELETE）
优点：提高交互的可见性
鼓励单独优化改善组件
6、支持按需代码（Code-On-Demand，可选）：服务器可以提供一些代码或者脚本并在客户的运行环境中执行。
优点：提高可扩展性
三、概要设计方法
1、协议
API与Client的通信协议，总是使用HTTPS协议。
PS：使用HTTPS协议和RESTful API本身没有多大关系，但是对于增加网站的安全是非常重要的，特别是如果提供的是公开的API，那么HTTPS久更显得重要了。
2、域名
应该尽量将API部署在专用的域名下面，比如：
https://api.github.com
如果API变化较大，可以把API设计为子域名，比如：
https://example.com/api/v1
3、版本（Versioning）
一般而言应该将API放入URL中，比如：
https://example.com/api/v1
还可以将版本号放入HTTP信息头中，但这样不如放入URL方便和直观。
4、路径（Endpoint）
在协议中，每个网址代表一种资源的存放地址，所以网址终不能有动词，只能有名词，而且名词一般都应该与数据库的表字段对应，且API中的名词应该使用复数。例如：
/users/:username/repos /users/:org/repos /repos/:owner/:repo /repos/:owner/:repo/tags /repos/:owner/:repo/branches/:branch
PS：根据RFC3986定义，URL是大小写敏感的，所以应该尽量使用小写字母来命名！
5、方法（Method）
有了资源的URL设计，所有针对资源的操作都是使用HTTP方法指定的，常见的方法有（括号中为对应的SQL命令）：
| Verd | 描述 |
| HEAD（SELECT） | 只获取某个资源的头部信息 |
| GET（SELECT） | 获取资源 |
| POST（CREATE） | 创建资源 |
| PATCH（UPDATE） | 更新资源的部分属性（很少用，一般用POST代替） |
| PUT（UPDATE） | 更新资源，客户端需要提供新建资源的所有属性 |
| DELETE（DELETE） | 删除资源 |
比如：
GET /user:列出所有的用户POST /user:新建一个用户PATCH /user/ID:更新某个指定用户的信息DELETE /user/ID:删除所有用户
6、数据过滤（Filtering）
如果数据量太大，服务器不可能将所有数据返回给用户。API应该提供参数（比如Query），过滤返回结果。比如：
?limit=10：指定返回记录的数量 ?offset=10：指定返回记录的开始位置 ?page=2&per_page=100：指定第几页，以及每页的记录数 ?sortby=name&order=asc：指定返回结果按照哪个属性排序，以及排序顺序 ?state=close：指定筛选条件
7、状态码
在HTTP报文构成中，有个字段很重要：status code。它说明请求的大致情况，是否正常处理、出现了什么错误等。状态码都是三位数，大概分为了一下几个区间：
| 状态码 | 描述 |
| 2XX | 请求正常处理并返回 |
| 3XX | 重定向，请求的资源位置发生变化 |
| 4XX | 客户端发送的请求有误 |
| 5XX | 服务器端的错误 |
关于状态码，具体的介绍可以去我之前的博客HTTP状态码或者参考其他资料，这里不过多赘述。
8、错误处理
如果出错的话，在response body中应通过message字段，以键值对的格式，给出明确的错误信息。
最基本的思路应该是：尽可能提供准确的错误信息，比如数据格式不正确、缺少某个字段......而不是直接说“请求错误”之类的信息。
9、Hypermedia API
Restful API的设计最好做到Hypermedia：即在返回结果中提供相关资源的链接，连向其他API方法，使用户不需要查文档也知道下一步做什么。
这样做的好处是，用户可以根据返回结果就能得到后续操作需要访问的地址。
10、身份验证
一般来说，让任何人随意访问公开的 API 是不好的做法，验证和授权是两件事情：
验证（Authentication）：确定用户是其申明的身份，比如提供账户的密码。不然的话，任何人伪造成其他身份（比如其他用户或者管理员）是非常危险的；
授权（Authorization）：保证用户有对请求资源特定操作的权限。比如用户的私人信息只能自己能访问，其他人无法看到；有些特殊的操作只能管理员可以操作，其他用户有只读的权限等。
如果没有通过验证，需要返回401 Unauthorized状态码，并在 body 中说明具体的错误信息；而没有被授权访问的资源操作，需要返回403 Forbidden状态码，还有详细的错误信息。
PS：Github API 对某些用户未被授权访问的资源操作返回404 Not Found，目的是为了防止私有资源的泄露（比如黑客可以自动化试探用户的私有资源，返回 403 的话，就等于告诉黑客用户有这些私有的资源）。
11、编写文档
API最终是给人使用的，无论是对内还是对外，即使遵循上面提到的所有规则，API设计的很优雅，但有时候用户还是不知道该如何使用这些提供的API。
因此，编写清晰可读的文档是很必要的事情。
而且编写文档也可以作为产出物的一部分，以及用来做记录，以方便查询参考。
以上内容为我个人整理记录的关于RESTful API的概要内容，感兴趣的童鞋可以自行查阅其他资料，本博客不保证内容的完全正确性！
