大部分對(duì)REST的介紹是以其正式的定義和背景作為開場(chǎng)的。但這兒且先按下不表,我先提出一個(gè)簡(jiǎn)單扼要的定義:REST定義了應(yīng)該如何正確地使用(這和大多數(shù)人的實(shí)際使用方式有很大不同)Web標(biāo)準(zhǔn),例如HTTP和URI。如果你在設(shè)計(jì)應(yīng)用程序時(shí)能堅(jiān)持REST原則,那就預(yù)示著你將會(huì)得到一個(gè)使用了優(yōu)質(zhì)Web架構(gòu)(這將讓你受益)的系統(tǒng)??傊?,五條關(guān)鍵原則列舉如下:
下面讓我們進(jìn)一步審視這些原則。
在這里我使用了“事物”來(lái)代替更正式準(zhǔn)確的術(shù)語(yǔ)“資源”,因?yàn)橐粭l如此簡(jiǎn)單的原則,不應(yīng)該被淹沒在術(shù)語(yǔ)當(dāng)中。思考一下人們構(gòu)建的系統(tǒng),通常會(huì)找到一系列值得被標(biāo)識(shí)的關(guān)鍵抽象。每個(gè)事物都應(yīng)該是可標(biāo)識(shí)的,都應(yīng)該擁有一個(gè)明顯的ID——在Web中,代表ID的統(tǒng)一概念是:URI。URI構(gòu)成了一個(gè)全局命名空間,使用URI標(biāo)識(shí)你的關(guān)鍵資源意味著它們獲得了一個(gè)唯一、全局的ID。
對(duì)事物使用一致的命名規(guī)則(naming scheme)最主要的好處就是你不需要提出自己的規(guī)則——而是依靠某個(gè)已被定義,在全球范圍中幾乎完美運(yùn)行,并且能被絕大多數(shù)人所理解的規(guī)則。想一下你構(gòu)建的上一個(gè)應(yīng)用(假設(shè)它不是采用RESTful方式構(gòu)建的)中的任意一個(gè)高級(jí)對(duì)象(high-level object),那就很有可能看到許多從使用唯一標(biāo)識(shí)中受益的用例。比如,如果你的應(yīng)用中包含一個(gè)對(duì)顧客的抽象,那么我可以相當(dāng)肯定,用戶會(huì)希望將一個(gè)指向某個(gè)顧客的鏈接,能通過(guò)電子郵件發(fā)送到同事那里,或者加入到瀏覽器的書簽中,甚至寫到紙上。更透徹地講:如果在一個(gè)類似于Amazon.com的在線商城中,沒有用唯一的ID(一個(gè)URI)標(biāo)識(shí)它的每一件商品,可想而知這將是多么可怕的業(yè)務(wù)決策。
當(dāng)面對(duì)這個(gè)原則時(shí),許多人驚訝于這是否意味著需要直接向外界暴露數(shù)據(jù)庫(kù)記錄(或者數(shù)據(jù)庫(kù)記錄ID)——自從多年以來(lái)面向?qū)ο蟮膶?shí)踐告誡我們,要將持久化的信息作為實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)隱藏起來(lái)之后,哪怕是剛有點(diǎn)想法都常會(huì)使人驚恐。但是這條原則與隱藏實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)兩者之間并沒有任何沖突:通常,值得被URI標(biāo)識(shí)的事物——資源——要比數(shù)據(jù)庫(kù)記錄抽象的多。例如,一個(gè)定單資源可以由定單項(xiàng)、地址以及許多其它方面(可能不希望作為單獨(dú)標(biāo)識(shí)的資源暴露出來(lái))組成。標(biāo)識(shí)所有值得標(biāo)識(shí)的事物,領(lǐng)會(huì)這個(gè)觀念可以進(jìn)一步引導(dǎo)你創(chuàng)造出在傳統(tǒng)的應(yīng)用程序設(shè)計(jì)中不常見的資源:一個(gè)流程或者流程步驟、一次銷售、一次談判、一份報(bào)價(jià)請(qǐng)求——這都是應(yīng)該被標(biāo)識(shí)的事物的示例。同樣,這也會(huì)導(dǎo)致創(chuàng)建比非RESTful設(shè)計(jì)更多的持久化實(shí)體。
下面是一些你可能想到的URI的例子:
http://example.com/customers/1234
http://example.com/orders/2007/10/776654
http://example.com/products/4554
http://example.com/processes/salary-increase-234
正如我選擇了創(chuàng)建便于閱讀的URI——這是個(gè)有用的觀點(diǎn),盡管不是RESTful設(shè)計(jì)所必須的——應(yīng)該能十分容易地推測(cè)出URI的含義:它們明顯地標(biāo)識(shí)著單一“數(shù)據(jù)項(xiàng)”。但是再往下看:
http://example.com/orders/2007/11
http://example.com/products?color=green
首先,這兩個(gè)URI看起來(lái)與之前的稍有不同——畢竟,它們不是對(duì)一件事物的標(biāo)識(shí),而是對(duì)一類事物集合的標(biāo)識(shí)(假定第一個(gè)URI標(biāo)識(shí)了所有在2007年11月份提交的定單,第二個(gè)則是綠顏色產(chǎn)品的集合)。但是這些集合自身也是事物(資源),也應(yīng)該被標(biāo)識(shí)。
注意,使用唯一、全局統(tǒng)一的命名規(guī)則的好處,既適用于瀏覽器中的Web應(yīng)用,也適用于機(jī)對(duì)機(jī)(machine-to-machine,m2m)通信。
來(lái)對(duì)第一個(gè)原則做下總結(jié):使用URI標(biāo)識(shí)所有值得標(biāo)識(shí)的事物,特別是應(yīng)用中提供的所有“高級(jí)”資源,無(wú)論這些資源代表單一數(shù)據(jù)項(xiàng)、數(shù)據(jù)項(xiàng)集合、虛擬亦或?qū)嶋H的對(duì)象還是計(jì)算結(jié)果等。
接下來(lái)要討論的原則有一個(gè)有點(diǎn)令人害怕的正式描述:“超媒體被當(dāng)作應(yīng)用狀態(tài)引擎(Hypermedia as the engine of application state)”,有時(shí)簡(jiǎn)寫為HATEOAS。(嚴(yán)格地說(shuō),這不是我說(shuō)的。)這個(gè)描述的核心是超媒體概念,換句話說(shuō):是鏈接的思想。鏈接是我們?cè)贖TML中常見的概念,但是它的用處絕不局限于此(用于人們網(wǎng)絡(luò)瀏覽)??紤]一下下面這個(gè)虛構(gòu)的XML片段:
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如果你觀察文檔中product和customer的鏈接,就可以很容易地想象到,應(yīng)用程序(已經(jīng)檢索過(guò)文檔)如何“跟隨”鏈接檢索更多的信息。當(dāng)然,如果使用一個(gè)遵守專用命名規(guī)范的簡(jiǎn)單“id”屬性作為鏈接,也是可行的——但是僅限于應(yīng)用環(huán)境之內(nèi)。使用URI表示鏈接的優(yōu)雅之處在于,鏈接可以指向由不同應(yīng)用、不同服務(wù)器甚至位于另一個(gè)大陸上的不同公司提供的資源——因?yàn)閁RI命名規(guī)范是全球標(biāo)準(zhǔn),構(gòu)成Web的所有資源都可以互聯(lián)互通。
超媒體原則還有一個(gè)更重要的方面——應(yīng)用“狀態(tài)”。簡(jiǎn)而言之,實(shí)際上服務(wù)器端(如果你愿意,也可以叫服務(wù)提供者)為客戶端(服務(wù)消費(fèi)者)提供一組鏈接,使客戶端能通過(guò)鏈接將應(yīng)用從一個(gè)狀態(tài)改變?yōu)榱硪粋€(gè)狀態(tài)。稍后我們會(huì)在另一篇文章中探究這個(gè)方面的影響;目前,只需要記?。烘溄邮菢?gòu)成動(dòng)態(tài)應(yīng)用的非常有效的方式。
對(duì)此原則總結(jié)如下:任何可能的情況下,使用鏈接指引可以被標(biāo)識(shí)的事物(資源)。也正是超鏈接造就了現(xiàn)在的Web。
在前兩個(gè)原則的討論中暗含著一個(gè)假設(shè):接收URI的應(yīng)用程序可以通過(guò)URI明確地做一些有意義的事情。如果你在公共汽車上看到一個(gè)URI,你可以將它輸入瀏覽器的地址欄中并回車——但是你的瀏覽器如何知道需要對(duì)這個(gè)URI做些什么呢?
它知道如何去處理URI的原因在于所有的資源都支持同樣的接口,一套同樣的方法(只要你樂(lè)意,也可以稱為操作)集合。在HTTP中這被叫做動(dòng)詞(verb),除了兩個(gè)大家熟知的(GET和POST)之外,標(biāo)準(zhǔn)方法集合中還包含PUT、DELETE、HEAD和OPTIONS。這些方法的含義連同行為許諾都一起定義在HTTP規(guī)范之中。如果你是一名OO開發(fā)人員,就可以想象到RESTful HTTP方案中的所有資源都繼承自類似于這樣的一個(gè)類(采用類Java、C#的偽語(yǔ)法描述,請(qǐng)注意關(guān)鍵的方法):
class Resource {
Resource(URI u);
Response get();
Response post(Request r);
Response put(Request r);
Response delete();
}
由于所有資源使用了同樣的接口,你可以依此使用GET方法檢索一個(gè)表述(representation)——也就是對(duì)資源的描述。因?yàn)橐?guī)范中定義了GET的語(yǔ)義,所以可以肯定當(dāng)你調(diào)用它的時(shí)候不需要對(duì)后果負(fù)責(zé)——這就是為什么可以“安全”地調(diào)用此方法。GET方法支持非常高效、成熟的緩存,所以在很多情況下,你甚至不需要向服務(wù)器發(fā)送請(qǐng)求。還可以肯定的是,GET方法具有冪等性[譯注:指多個(gè)相同請(qǐng)求返回相同的結(jié)果]——如果你發(fā)送了一個(gè)GET請(qǐng)求沒有得到結(jié)果,你可能不知道原因是請(qǐng)求未能到達(dá)目的地,還是響應(yīng)在反饋的途中丟失了。冪等性保證了你可以簡(jiǎn)單地再發(fā)送一次請(qǐng)求解決問(wèn)題。冪等性同樣適用于PUT(基本的含義是“更新資源數(shù)據(jù),如果資源不存在的話,則根據(jù)此URI創(chuàng)建一個(gè)新的資源”)和DELETE(你完全可以一遍又一遍地操作它,直到得出結(jié)論——?jiǎng)h除不存在的東西沒有任何問(wèn)題)方法。POST方法,通常表示“創(chuàng)建一個(gè)新資源”,也能被用于調(diào)用任意過(guò)程,因而它既不安全也不具有冪等性。
如果你采用RESTful的方式暴露應(yīng)用功能(如果你樂(lè)意,也可以稱為服務(wù)功能),那這條原則和它的約束同樣也適用于你。如果你已經(jīng)習(xí)慣于另外的設(shè)計(jì)方式,則很難去接受這條原則——畢竟,你很可能認(rèn)為你的應(yīng)用包含了超出這些操作表達(dá)范圍的邏輯。請(qǐng)?jiān)试S我花費(fèi)一些時(shí)間來(lái)讓你相信不存在這樣的情況。
來(lái)看下面這個(gè)簡(jiǎn)單的采購(gòu)方案例子:
可以看到,例子中定義了兩個(gè)服務(wù)程序(沒有包含任何實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié))。這些服務(wù)程序的接口都是為了完成任務(wù)(正是我們討論的OrderManagement和CustomerManagement服務(wù))而定制的。如果客戶端程序試圖使用這些服務(wù),那它必須針對(duì)這些特定接口進(jìn)行編碼——不可能在這些接口定義之前,使用客戶程序去有目的地和接口協(xié)作。這些接口定義了服務(wù)程序的應(yīng)用協(xié)議(application protocol)。
在RESTful HTTP方式中,你將通過(guò)組成HTTP應(yīng)用協(xié)議的通用接口訪問(wèn)服務(wù)程序。你可能會(huì)想出像這樣的方式:
可以看到,服務(wù)程序中的特定操作被映射成為標(biāo)準(zhǔn)的HTTP方法——為了消除歧義,我創(chuàng)建了一組全新的資源。“這是騙人的把戲”,我聽見你叫嚷著。不,這不是欺騙。標(biāo)識(shí)一個(gè)顧客的URI上的GET方法正好相當(dāng)于getCustomerDetails操作。有人用三角形形象化地說(shuō)明了這一點(diǎn):
把三個(gè)頂點(diǎn)想象為你可以調(diào)節(jié)的按鈕??梢钥吹皆诘谝环N方法中,你擁有許多操作,許多種類的數(shù)據(jù)以及固定數(shù)量的“實(shí)例”(本質(zhì)上和你擁有的服務(wù)程序數(shù)量一致)。在第二種方法中,你擁有固定數(shù)量的操作,許多種類的數(shù)據(jù)和許多調(diào)用固定方法的對(duì)象。它的意義在于,證明了通過(guò)這兩種方式,你基本上可以表示任何你喜歡的事情。
為什么使用標(biāo)準(zhǔn)方法如此重要?從根本上說(shuō),它使你的應(yīng)用成為Web的一部分——應(yīng)用程序?yàn)閃eb變成Internet上最成功的應(yīng)用所做的貢獻(xiàn),與它添加到Web中的資源數(shù)量成比例。采用RESTful方式,一個(gè)應(yīng)用可能會(huì)向Web中添加數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的客戶URI;如果采用CORBA技術(shù)并維持應(yīng)用的原有設(shè)計(jì)方式,那它的貢獻(xiàn)大抵只是一個(gè)“端點(diǎn)(endpoint)”——就好比一個(gè)非常小的門,僅僅允許有鑰匙的人進(jìn)入其中的資源域。
統(tǒng)一接口也使得所有理解HTTP應(yīng)用協(xié)議的組件能與你的應(yīng)用交互。通用客戶程序(generic client)就是從中受益的組件的例子,例如curl、wget、代理、緩存、HTTP服務(wù)器、網(wǎng)關(guān)還有Google、Yahoo!、MSN等等。
總結(jié)如下:為使客戶端程序能與你的資源相互協(xié)作,資源應(yīng)該正確地實(shí)現(xiàn)默認(rèn)的應(yīng)用協(xié)議(HTTP),也就是使用標(biāo)準(zhǔn)的GET、PUT、POST和DELETE方法。
到目前為止我們一直忽略了一個(gè)稍微復(fù)雜的問(wèn)題:客戶程序如何知道該怎樣處理檢索到的數(shù)據(jù),比如作為GET或者POST請(qǐng)求的結(jié)果?原因是,HTTP采取的方式是允許數(shù)據(jù)處理和操作調(diào)用之間關(guān)系分離的。換句話說(shuō),如果客戶程序知道如何處理一種特定的數(shù)據(jù)格式,那就可以與所有提供這種表述格式的資源交互。讓我們?cè)儆靡粋€(gè)例子來(lái)闡明這個(gè)觀點(diǎn)。利用HTTP內(nèi)容協(xié)商(content negotiation),客戶程序可以請(qǐng)求一種特定格式的表述:
GET /customers/1234 HTTP/1.1
Host: example.com
Accept: application/vnd.mycompany.customer+xml
請(qǐng)求的結(jié)果可能是一些由公司專有的XML格式表述的客戶信息。假設(shè)客戶程序發(fā)送另外一個(gè)不同的請(qǐng)求,就如下面這樣:
GET /customers/1234 HTTP/1.1
Host: example.com
Accept: text/x-vcard
結(jié)果則可能是VCard格式的客戶地址。(在這里我沒有展示響應(yīng)的內(nèi)容,在其HTTP Content-type頭中應(yīng)該包含著關(guān)于數(shù)據(jù)類型的元數(shù)據(jù)。)這說(shuō)明為什么理想的情況下,資源表述應(yīng)該采用標(biāo)準(zhǔn)格式——如果客戶程序?qū)TTP應(yīng)用協(xié)議和一組數(shù)據(jù)格式都有所“了解”,那么它就可以用一種有意義的方式與世界上任意一個(gè)RESTful HTTP應(yīng)用交互。不幸的是,我們不可能拿到所有東西的標(biāo)準(zhǔn)格式,但是,或許我們可以想到在公司或者一些合作伙伴中使用標(biāo)準(zhǔn)格式來(lái)營(yíng)造一個(gè)小環(huán)境。當(dāng)然以上情況不僅適用于從服務(wù)器端到客戶端的數(shù)據(jù),反之既然——倘若從客戶端傳來(lái)的數(shù)據(jù)符合應(yīng)用協(xié)議,那么服務(wù)器端就可以使用特定的格式處理數(shù)據(jù),而不去關(guān)心客戶端的類型。
在實(shí)踐中,資源多重表述還有著其它重要的好處:如果你為你的資源提供HTML和XML兩種表述方式,那這些資源不僅可以被你的應(yīng)用所用,還可以被任意標(biāo)準(zhǔn)Web瀏覽器所用——也就是說(shuō),你的應(yīng)用信息可以被所有會(huì)使用Web的人獲取到。
資源多重表述還有另外一種使用方式:你可以將應(yīng)用的Web UI納入到Web API中——畢竟,API的設(shè)計(jì)通常是由UI可以提供的功能驅(qū)動(dòng)的,而UI也是通過(guò)API執(zhí)行動(dòng)作的。將這兩個(gè)任務(wù)合二為一帶來(lái)了令人驚訝的好處,這使得使用者和調(diào)用程序都能得到更好的Web接口。
總結(jié):針對(duì)不同的需求提供資源多重表述。
無(wú)狀態(tài)通信是我要講到的最后一個(gè)原則。首先,需要著重強(qiáng)調(diào)的是,雖然REST包含無(wú)狀態(tài)性(statelessness)的觀念,但這并不是說(shuō)暴露功能的應(yīng)用不能有狀態(tài)——
事實(shí)上,在大部分情況下這會(huì)導(dǎo)致整個(gè)做法沒有任何用處。REST要求狀態(tài)要么被放入資源狀態(tài)中,要么保存在客戶端上。或者換句話說(shuō),服務(wù)器端不能保持除了單次請(qǐng)求之外的,任何與其通信的客戶端的通信狀態(tài)。這樣做的最直接的理由就是可伸縮性—— 如果服務(wù)器需要保持客戶端狀態(tài),那么大量的客戶端交互會(huì)嚴(yán)重影響服務(wù)器的內(nèi)存可用空間(footprint)。(注意,要做到無(wú)狀態(tài)通信往往需要需要一些重新設(shè)計(jì)——不能簡(jiǎn)單地將一些session狀態(tài)綁縛在URI上,然后就宣稱這個(gè)應(yīng)用是RESTful。)
但除此以外,其它方面可能顯得更為重要:無(wú)狀態(tài)約束使服務(wù)器的變化對(duì)客戶端是不可見的,因?yàn)樵趦纱芜B續(xù)的請(qǐng)求中,客戶端并不依賴于同一臺(tái)服務(wù)器。一個(gè)客戶端從某臺(tái)服務(wù)器上收到一份包含鏈接的文檔,當(dāng)它要做一些處理時(shí),這臺(tái)服務(wù)器宕掉了,可能是硬盤壞掉而被拿去修理,可能是軟件需要升級(jí)重啟——如果這個(gè)客戶端訪問(wèn)了從這臺(tái)服務(wù)器接收的鏈接,它不會(huì)察覺到后臺(tái)的服務(wù)器已經(jīng)改變了。
我承認(rèn):以上我所說(shuō)的REST不是真正的REST,而且我可能有點(diǎn)過(guò)多地?zé)嶂杂诤?jiǎn)單化。但因?yàn)槲蚁胗幸粋€(gè)與眾不同的開場(chǎng),所以沒有在一開始就介紹其正式的定義和背景。現(xiàn)在就讓我們稍微簡(jiǎn)要地介紹一下這方面的內(nèi)容。
首先,先前我并沒有明確地區(qū)分HTTP、RESTful HTTP和REST。要理解這些不同方面之間的關(guān)系,我們要先來(lái)看看REST的歷史。
Roy T. Fielding在他的博士學(xué)位論文(實(shí)際上你應(yīng)該訪問(wèn)這個(gè)鏈接——至少對(duì)于一篇學(xué)術(shù)論文來(lái)說(shuō),它是相當(dāng)易讀的。此論文已被翻譯成中文)中定義了術(shù)語(yǔ)REST。Roy曾是許多基本W(wǎng)eb協(xié)議的主要設(shè)計(jì)者,其中包括HTTP和URIs,并且他在論文中對(duì)這些協(xié)議提出了很多想法。(這篇論文被譽(yù)為“REST圣經(jīng)”,這是恰當(dāng)?shù)摹吘?,是作者發(fā)明了這個(gè)術(shù)語(yǔ),所以在定義上,他寫的任何內(nèi)容都被認(rèn)為是權(quán)威的。)在論文中,Roy首先定義一種方法論來(lái)談?wù)?strong>架構(gòu)風(fēng)格——高級(jí)、抽象的模式,來(lái)表達(dá)架構(gòu)方法背后的核心理念。每一個(gè)架構(gòu)風(fēng)格由一系列的約束(constraints)定義形成。架構(gòu)風(fēng)格的例子包括“沒有風(fēng)格”(根本沒有任何約束)、管道和過(guò)濾器(pipe and filter)、客戶端/服務(wù)器、分布式對(duì)象以及——你猜到它了——REST。
如果對(duì)你來(lái)說(shuō)這些聽起來(lái)都太抽象了,那就對(duì)了——REST在本質(zhì)上是一個(gè)可以被許多不同技術(shù)實(shí)現(xiàn)的高層次的風(fēng)格,而且可以被實(shí)例化——通過(guò)為它的抽象特性賦上不同的值。比如,REST中包含資源和統(tǒng)一接口的概念——也就是說(shuō),所有資源都應(yīng)該對(duì)這些相同的方法作出反應(yīng)。但是REST并沒有說(shuō)明是哪些方法,或者有多少方法。
REST風(fēng)格的一個(gè)“化身”便是HTTP(以及一套相關(guān)的一套標(biāo)準(zhǔn),比如URI),或者稍微抽象一些:Web架構(gòu)自身。接著上面的例子,HTTP使用HTTP動(dòng)詞作為REST統(tǒng)一接口的“實(shí)例”。由于Fielding是在Web已經(jīng)(或者至少是大部分)“完善”了之后才定義的REST風(fēng)格,有人可能會(huì)爭(zhēng)論兩者是不是100%的匹配。但是無(wú)論如何,整體上來(lái)說(shuō)Web、HTTP和URI僅僅是REST風(fēng)格的一個(gè)主要實(shí)現(xiàn)。不過(guò),由于Roy Fielding即是REST論文的作者,又對(duì)Web架構(gòu)設(shè)計(jì)有過(guò)深遠(yuǎn)的影響,兩者相似也在情理之中。
最后,我在前面一次又一次地使用著術(shù)語(yǔ)“RESTful HTTP”,原因很簡(jiǎn)單:許多使用HTTP的應(yīng)用因?yàn)橐恍├碛刹]有遵循REST原則,有人會(huì)說(shuō)使用HTTP而不遵循REST原則就等同于濫用HTTP。當(dāng)然這聽起來(lái)有點(diǎn)狂熱——事實(shí)上違反REST約束的原因通常是,僅僅因?yàn)槊總€(gè)約束帶來(lái)的設(shè)計(jì)權(quán)衡可能不適合于一些特殊情況。但通常,違背REST約束的原因可歸咎于對(duì)其好處認(rèn)知的缺乏。來(lái)看一個(gè)明顯的反面案例:使用HTTP GET調(diào)用類似于刪除對(duì)象的操作,這違反了REST的安全約束和一般性常識(shí)(客戶程序不應(yīng)為此負(fù)責(zé),服務(wù)器端開發(fā)人員大概不是有意而為之)。但在隨后的文章中,我會(huì)提及更多這樣或那樣的對(duì)HTTP的濫用。
本文試圖對(duì)REST(Web架構(gòu))背后的概念提供快速的介紹。RESTful HTTP暴露功能的方式與RPC、分布式對(duì)象以及Web Services是不相同的;要真正理解這些不同是需要一些心態(tài)的轉(zhuǎn)變。不管你構(gòu)建的應(yīng)用是僅僅想暴露Web UI還是想把API變成Web的一份子,了解下REST的原則還是有好處的。
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