REST架构

   秋名山上行人稀，学习还得靠自己！

 

 开始学习REST，总结下学习笔记，以便以后用得着！有错误之处，希望留言交流（2576731178@qq.com）！

一、Web技术与REST的关系

想要更好理解REST，需要准备下Web相关知识。

从技术架构层面上看，Web的技术架构包括了四个基石：

• URI（URL）【resource】

• HTTP (应用层协议)

• HyperText（除了HTML外，也可以是带有超链接的XML或JSON）

• MIME=> text/html // text/css //text/javascript image/png

在这四个基石之上，Web开发技术的发展可以粗略划分成以下几个阶段：

    1.静态内容阶段：在此最初的阶段，Web由大量的静态HTML文档组成。Web服务器可以被看作是支持超文本的共享文件服务器。

    2.CGI程序阶段：在此阶段，Web服务器通过CGI（Common Gateway Interface）协议与应用程序之间的通信，应用程序被称作CGI程序（Web服务器增加了一些编程API，可以向客户端提供一些动态变化的内容）。

    3.脚本语言阶段：在此阶段，服务器端出现了ASP、PHP、JSP、ColdFusion等支持session的脚本语言技术，浏览器端出现了Java Applet、JavaScript等技术。

    4.瘦客户端应用阶段：在此阶段，在服务器端出现了独立于Web服务器的应用服务器，出现了Web MVC开发模式，服务器端生成全部的动态内容，基于这些框架开发的Web应用，通常都是瘦客户端应用。SSH => SSM => SpringBoot

    5.RIA应用阶段：在此阶段，应用多种RIA（Rich Internet Application）技术，大幅改善用户体验。应用最为广泛的RIA技术是DHTML+Ajax。同时诞生了大量的Web前端DHTML开发库，例如Prototype、Dojo、ExtJS、jQuery/jQuery UI等等

    6.移动Web应用阶段：在此阶段，出现了大量面向移动设备的Web应用开发技术。除了Android、iOS、Windows Phone等操作系统平台原生的开发技术之外，基于HTML5的开发技术也变得非常流行。

   Web发展到了1995年，在CGI、ASP等技术出现之后，沿用了多年、主要面向静态文档的HTTP/1.0协议已经无法满足Web应用的开发需求，因此需要设计新版本的HTTP协议。在HTTP/1.0协议专家组之中，有一位年轻人脱颖而出，显示出了不凡的洞察力，后来他成为了HTTP/1.1协议专家组的负责人。这位年轻人就是Apache HTTP服务器的核心开发者罗伊·菲尔丁(Roy Fielding)，他还是Apache软件基金会的合作创始人。

       罗伊·菲尔丁和他的同事们在HTTP/1.1协议的设计工作中，对于Web在技术架构方面的因素做了一番深入的总结。Fielding将这些总结纳入到了一套理论框架之中，然后使用这套理论框架中的指导原则，来指导HTTP/1.1协议的设计方向。HHTTP/1.1协议设计的极为成功。Fielding在完成HTTP/1.1协议的设计工作之后，回到了加州大学欧文分校继续攻读自己的博士学位。第二年（2000年）在他的博士学位论文Architectural Styles and the Design of Network-based Software Architectures中，Fielding更为系统、严谨地阐述了这套理论框架，并且使用这套理论框架推导出了一种新的架构风格，并且为这种架构风格取了一个令人轻松愉快的名字“REST”——Representational State Transfer（表述性状态转移）的缩写。    

       在Fielding的这篇名为Architectural Styles and the Design of Network-based Software Architectures的博士论文（中文版名为《架构风格与基于网络的软件架构设计》）中，提出了一整套基于网络的软件（即所谓的“分布式应用”）的设计方法，值得所有分布式应用的开发者仔细阅读、深入体会。

    REST架构风格最重要的架构约束有6个：

  （1）客户-服务器（Client-Server）

          通信只能由客户端单方面发起，表现为请求-响应的形式。

  （2）无状态（Stateless）

          通信的会话状态（Session State）应该全部由客户端负责维护。

  （3）缓存（Cache）

          响应内容可以在通信链的某处被缓存，以改善网络效率。

  （4）统一接口（Uniform Interface）

          通信链的组件之间通过统一的接口相互通信，以提高交互的可见性。

  （5）分层系统（Layered System）

          通过限制组件的行为（即，每个组件只能“看到”与其交互的紧邻层），将架构分解为若干等级的层。

  （6）按需代码（Code-On-Demand，可选）

          支持通过下载并执行一些代码（例如Java Applet、Flash或JavaScript），对客户端的功能进行扩展。

 二、REST详解

REST究竟是什么？

      REST是HTTP/1.1协议等Web规范的设计指导原则

首先，REST是Web自身的架构风格。

REST也是Web之所以取得成功的技术架构方面因素的总结。REST是世界上最成功的分布式应用架构风格。它是为 运行在互联网环境 的 分布式 超媒体系统量身定制的。

互联网环境与企业内网环境有非常大的差别，最主要的差别是两个方面：

• 可伸缩性需求无法控制：并发访问量或暴涨或暴跌。

• 安全性需求无法控制：无法控制客户端发来的请求的格式，很可能会是恶意的请求。

而所谓的“超媒体系统”，即，使用了超文本的系统。可以把“超媒体”理解为超文本+媒体内容。

REST是HTTP/1.1协议等Web规范的设计指导原则，HTTP/1.1协议正是为实现REST风格的架构而设计的。新的Web规范，其设计必须符合REST的要求，否则整个Web的体系架构会因为引入严重矛盾而崩溃。

总结为一句话：REST是所有Web应用都应该遵守的架构设计指导原则。既是指导原则，所以不具有强制性，但是违反了REST的指导原则，会付出很多代价，特别是对于大流量的网站而言。

要深入理解REST，需要理解REST的五个关键词：

1. 资源（Resource）

2. 资源的表述（Representation）

3. 状态转移（State Transfer）

4. 统一接口（Uniform Interface）

5. 超文本驱动（Hypertext Driven）

 

什么是资源？

资源是一种看待服务器的方式，即，将服务器看作是由很多离散的资源组成。每个资源是服务器上一个可命名的抽象概念。因为资源是一个抽象的概念，所以它不仅仅能代表服务器文件系统中的一个文件、数据库中的一张表等等具体的东西，可以将资源设计的要多抽象有多抽象，只要想象力允许而且客户端应用开发者能够理解。与面向对象设计类似，资源是以名词为核心来组织的，首先关注的是名词。一个资源可以由一个或多个URI来标识。URI既是资源的名称，也是资源在Web上的地址。对某个资源感兴趣的客户端应用，可以通过资源的URI与其进行交互。（注解：拿来用的东西）

什么是资源的表述？

资源的表述是一段对于资源在某个特定时刻的状态的描述。可以在客户端-服务器端之间转移（交换）。资源的表述可以有多种格式，例如HTML/XML/JSON/纯文本/图片/视频/音频等等。资源的表述格式可以通过协商机制来确定。请求-响应方向的表述通常使用不同的格式。

什么是状态转移？

状态转移（state transfer）与状态机中的状态迁移（state transition）的含义是不同的。状态转移说的是：在客户端和服务器端之间转移（transfer）代表资源状态的表述。通过转移和操作资源的表述，来间接实现操作资源的目的。

什么是统一接口？

REST要求，必须通过统一的接口来对资源执行各种操作。对于每个资源只能执行一组有限的操作。以HTTP/1.1协议为例，HTTP/1.1协议定义了一个操作资源的统一接口，主要包括以下内容：

• 7个HTTP方法：GET/POST/PUT/DELETE/PATCH/HEAD/OPTIONS

• HTTP头信息（可自定义）

• HTTP响应状态代码（可自定义）

• 一套标准的内容协商机制

• 一套标准的缓存机制

• 一套标准的客户端身份认证机制

REST还要求，对于资源执行的操作，其操作语义必须由HTTP消息体之前的部分完全表达，不能将操作语义封装在HTTP消息体内部。这样做是为了提高交互的可见性，以便于通信链的中间组件实现缓存、安全审计等等功能。

什么是超文本驱动？

“超文本驱动”又名“将超媒体作为应用状态的引擎”（Hypermedia As The Engine Of Application State，来自Fielding博士论文中的一句话，缩写为HATEOAS）。将Web应用看作是一个由很多状态（应用状态）组成的有限状态机。资源之间通过超链接相互关联，超链接既代表资源之间的关系，也代表可执行的状态迁移。在超媒体之中不仅仅包含数据，还包含了状态迁移的语义。以超媒体作为引擎，驱动Web应用的状态迁移。通过超媒体暴露出服务器所提供的资源，服务器提供了哪些资源是在运行时通过解析超媒体发现的，而不是事先定义的。从面向服务的角度看，超媒体定义了服务器所提供服务的协议。客户端应该依赖的是超媒体的状态迁移语义，而不应该对于是否存在某个URI或URI的某种特殊构造方式作出假设。一切都有可能变化，只有超媒体的状态迁移语义能够长期保持稳定。