NodeJs04

REST API的设计

前言

客户端通过请求URL，传递参数，去获取指定的数据，这就是API(ApplicationProgramInterface)。

API是前端和客户端操作后端数据的一种方式，一种接口。当一个Web应用以API的方式对外提供功能和接口时，整个应用的架构模式是这样的：

但是，URL怎么约定，参数以什么编码方式传，响应数据的格式是什么样的，以及响应码怎么约定，API版本升级怎么设计，这些问题是设计这些API的后端人员不得不考虑的问题。

2000年，Roy Fielding博士在论文中提出REST（Representational State Transfer）风格的软件API架构模式。该模式对上面的问题提出了针对性的解决方案，迅速被大家接受，逐渐流行起来。

REST是一种API的设计模式，它将数据库的数据看做是一个个的资源。客户端的请求就是对这些资源的操作，这些操作无外乎增删改查四种。这种模式简单易读，易于维护。

这种设计模式提倡我们遵循以下原则。

数据格式

REST提倡数据格式应该使用轻量级，易于阅读的json格式。这要求我们除了GET请求方式外，其他请求方式的请求体都应该是json，响应体也是json。
所以，请求头和响应头的Content-Type都应该为application/json。

请求方式

REST将请求看做是对某个资源的增删改查操作，正好对应了Http请求的GET,POST, PUT, DELETE 4种请求方法。
对应关系如下：

• 获取资源：GET方式
• 创建资源：POST方式
• 更新资源：PUT方式
• 删除资源：DELETE方式

URL设计

REST提倡声明式的URL设计。URL设计需要考虑层次化，可扩展，易于维护。每一个URL都表示对某个资源的操作，假设我们要操作服务器的博客数据，可以这样设计：

• 通用的资源操作方式：

  // 获取所有博客
  GET /api/blogs  
  // 获取指定博客
  GET /api/blogs/1234
  // 创建博客
  POST /api/blogs
  // 更新指定博客
  PUT /api/blogs/1234
  // 删除指定博客
  DELETE /api/blogs/1234
  

• 资源的过滤操作，使用查询参数来限定条件：

  // 分页获部分博客
  GET /api/blogs?page=1&size=15&sort=time  
  

• 按层次组织资源：

  // 获取某个博客下面的所有评论
  GET /api/blogs/143/comments
  

  层次化的设计有可能会让URL太长，不便于阅读，比如：

  // 获取某个博客下面的某个评论的某个回复
  GET /api/blogs/123/comments/12343/replys/2231
  

  所以，我们也可以使用扁平化的方式设计所有的资源：

  // 获取某个博客的所有评论，使用查询参数来限定条件
  GET /api/comments?blogId=123
  // 获取某个评论的所有回复
  GET /api/replys?commentId=123
  

• API的版本升级。
  我们的API会不断的更新迭代，比如：获取所有订单的URL参数多加了一个时间戳。如果我们直接更改原来接口的逻辑，会导致旧版本的客户端获取失败。因此，通过添加一个路径/v1来让我们的API更加维护性。

  // 获取所有订单, 第一版
  GET /api/v1/orders
  // 获取所有订单, 第二版
  GET /api/v2/orders
  

响应设计

响应设计分为数据结构设计和响应码设计。

• 响应数据结构设计

  客户端对资源的操作有可能成功，也有可能失败。以前我一直使用使用这样的数据结构：

  {
      code: 1/0, // 会有很多标识码,11, 12, 13 ...
      msg: "获取成功/获取失败",
      data: [...]/{}
  }
  

  整体的结构一定不能变，数据的变化体现在data字段。这样非常方便客户端的解析或者序列化（静态语言）。

• 响应码设计

  响应码分为http响应码和逻辑响应码。http响应码很简单，如果成功就200，服务器出错就500。而逻辑响应码则是需要自己来定义，比如：1表示用户不存在，2表示密码错误。

前后端分离

在以前的时代，用户请求一个网页，服务端通过JSP技术，或者其他模板引擎技术动态渲染后，返回给用户。它们看起来像这样：

这样做的坏处是，后端和前端融合在一起，哪怕前端代码不是由后端人员来写，仍然需要2方人员进行必要的交流和沟通，降低了开发效率；而且前端和后端共同部署，灵活性差；而且后台处理静态资源的性能较差，也不应该去处理静态资源压缩，缓存等问题，应该交给代理服务器来处理，比如Nginx。

前后端分离最极致作法是：前端和后端各自独立编写，独立部署，通过API接口进行交互。他们看起来像这样：

项目实战：电商管理后台

目标，实现一个有账户模块，权限模块，商品和分类模块和订单模块，给商家和管理员使用的后台系统。

项目采用前后端分离的开发方式，本身只实现API功能，并没有提供界面。

项目结构搭建和实施流程

在之前TODO项目的基础上，增加一个middleware包和test包，前者用来存放中间件的包，因为权限管理需要用中间件来实现；后者是测试相关包。

1. 每个模块的实现顺序为：model层 --> service层 --> router层。
2. 单元测试：service层写脚本测试；router层使用postman测试。

配置文件的环境切换

开发环境和生产环境的配置一般是不一样的，比如端口配置，数据库配置。一般我们是通过环境变量NODE_ENV来区分。为了能够动态切换配置，就需要根据当前NODE_ENV的值来加载不同的配置对象。

做法就是：

1. 建立config目录，创建dev.js和prod.js分别存放对应的配置信息
2. 编写index.js，实现动态切换配置的逻辑。

目录结构：

编写入口文件

添加依赖：

npm i body-parser express express-async-errors mongoose morgan

编写app.js和db.js文件。

app.js

//引入dib
require('./db')

const config = require('./config');
const morgan = require('morgan')
const bodyParser = require('body-parser');
const express = require('express')
// 引入异常捕获处理
require('express-async-errors');

const app = express();

//注册中间件
// log中间件
app.use(morgan('combined'));

//注册自定义的中间件

// 注册body-parser中间件
// parse application/x-www-form-urlencoded
app.use(bodyParser.urlencoded({ extended: false }));
// parse application/json
app.use(bodyParser.json());

// 注册路由
app.use("/users", require('./router/account'));

// 注册异常处理中间件
app.use((err, req, res, next)=>{
    res.fail(err.toString())
});

//启动
app.listen(config.PORT);

db.js

const config = require('./config');
const mongoose  = require('mongoose');
mongoose.connect(`mongodb://127.0.0.1/${config.DB}`);

const db = mongoose.connection;

db.on('error', (err)=>{
    console.log(err);
});

db.on("open", ()=>{
    console.log("mongodb connect successfully!");
});

账户模块

先编写model，再service，最后router；最后对service和router进行测试。

REST中间件

为了方便进行REST结果的返回，我们编写一个res_md.js中间件，作用是给每个res对象安装2个方法，注意该中间件注册的顺序尽量放在前面。代码如下：

module.exports = function (req, res, next) {
  res.success = (data = null) =>{
    res.send({
        code: 0,
        msg: "操作成功",
        data: data
    })
  };
  res.fail = (msg)=>{
    res.send({
        code: -1,
        msg: msg
    })
  };

  next();
};

账户model

const mongoose = require('mongoose')
const schema = new mongoose.Schema({
    username: {
        type: String,
        required: [true, "用户名不能缺少"]
    },
    password: {
        type: String,
        required: [true, "密码不能缺少"]
    },
    age: {
        type: Number,
        min: [0, "年龄不能小于0"],
        max: [120, "年龄不能大于120"]
    },
    role: {
        type: Number,
        default: 0 // 0是商家， 10086是管理员
    },
    created:{
        type: Date,
        default: Date.now()
    }
});

module.exports = mongoose.model('user', schema);

账户service

const User = require('../model/user');
const config = require('../config')
const crypto = require('lxj-crypto')

/**
 * 根据用户名获取某个用户
 * @param username
 * @returns {Promise<*>}
 */
async function getUserByUsername(username) {
    return await User.findOne({username: username}).select("-__v")
}


async function checkCanInsertUser(user) {
    //检查密码是否为空
    if(!user.password || user.password.length===0){ 
        throw Error("密码不能为空")
    }
    //检查用户是否已经存在
    let res = await getUserByUsername(user.username);
    if(res){
        throw Error("用户名已经存在")
    }
}


/**
 * 添加普通用户
 * @param user
 * @returns {Promise<void>}
 */
async function addUser(user) {
    await checkCanInsertUser(user);

    user.role = 0;
    user.created = Date.now();

    //对密码进行加密,加密的方式：使用username作为随机数对password进行哈希
    user.password = crypto.md5Hmac(user.password, user.username)
    await User.create(user)
}

async function deleteUser(id) {
    let res = await User.deleteOne({_id:id});
    if(!res || res.n===0){
        throw Error("删除用户失败")
    }
}

/**
 * 登录的方法
 * @param user
 * @returns token
 */
async function login(user) {
    // 1. 对密码进行加密
    user.password = crypto.md5Hmac(user.password, user.username)
    // 2. 进行查询
    let res = await User.findOne({username:user.username, password: user.password});
    if(!res){
        throw Error("用户名或者密码错误")
    }

    // 说明用户名和密码验证成功，需要生产token返回给客户端，以后客户端的header中带上这个token
    // token 生产方法：用aes进行对指定的data加密
    let tokenData = {
        username: user.username,
        expire: Date.now() + config.TokenDuration
    };
    let token = crypto.aesEncrypt(JSON.stringify(tokenData), config.TokenKey);
    return token
}

module.exports = {
    getUserByUsername,
    addUser, 
    deleteUser,
    login
};

账户router

let router = require("express").Router();
let accountService = require('../service/accout')


router.get("/:username", async (req, res)=>{
    let user = await accountService.getUserByUsername(req.params.username);
    res.success(user);
});

// 登录
router.post("/login", async (req, res)=>{
    let token = await accountService.login(req.body);
    res.success({token});
});

// 注册
router.post("/register", async (req, res)=>{
    await accountService.register(req.body)
    res.success()
});

router.delete("/:id", async (req, res)=>{
    await accountService.deleteUser(req.params.id)
    res.success()
});

module.exports = router;