RESTful API 设计相关的一些原则

青旅半醒 2022-05-17 04:46 216阅读 0赞

本文总结了 RESTful API 设计相关的一些原则，只覆盖了常见的场景。有些规则只是针对自己项目而言，并非其他做法都是错误的。

## 1. URI ##

URI 表示资源，资源一般对应服务器端领域模型中的实体类。

### URI规范 ###

不用大写；用中杠\-不用下杠\_；参数列表要encode；URI中的名词表示资源集合，使用复数形式。

### 资源集合 vs 单个资源 ###

URI表示资源的两种方式：资源集合、单个资源。

资源集合：

/zoos //所有动物园  
/zoos/1/animals //id为1的动物园中的所有动物

单个资源：

/zoos/1 //id为1的动物园  
/zoos/1;2;3 //id为1，2，3的动物园

### 避免层级过深的URI ###

/在url中表达层级，用于**按实体关联关系进行对象导航**，一般根据id导航。

过深的导航容易导致url膨胀，不易维护，如 GET /zoos/1/areas/3/animals/4，尽量使用查询参数代替路径中的实体导航，如GET /animals?zoo=1&area=3；

### 对Composite资源的访问 ###

服务器端的组合实体必须在uri中通过父实体的id导航访问。

> 组合实体不是first-class的实体，它的生命周期完全依赖父实体，无法独立存在，在实现上通常是对数据库表中某些列的抽象，不直接对应表，也无id。一个常见的例子是 User — Address，Address是对User表中zipCode/country/city三个字段的简单抽象，无法独立于User存在。必须通过User索引到Address：GET /user/1/addresses

## 2. Request ##

### HTTP方法 ###

通过标准HTTP方法对资源CRUD：

GET：查询

GET /zoos  
GET /zoos/1  
GET /zoos/1/employees

POST：创建单个资源。**POST一般向“资源集合”型uri发起**

POST /animals  //新增动物  
POST /zoos/1/employees //为id为1的动物园雇佣员工

PUT：更新单个资源（全量），客户端提供完整的更新后的资源。与之对应的是 PATCH，PATCH 负责部分更新，客户端提供要更新的那些字段。**PUT/PATCH一般向“单个资源”型uri发起**

PUT /animals/1  
PUT /zoos/1

DELETE：删除

DELETE /zoos/1/employees/2  
DELETE /zoos/1/employees/2;4;5  
DELETE /zoos/1/animals  //删除id为1的动物园内的所有动物

HEAD / OPTION 用的不多，就不多解释了。

### 安全性和幂等性 ###

**安全性**：不会改变资源状态，可以理解为只读的；**幂等性**：执行1次和执行N次，对资源状态改变的效果是等价的。

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <th>.</th> 
   <th>安全性</th> 
   <th>幂等性</th> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>GET</td> 
   <td>√</td> 
   <td>√</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>POST</td> 
   <td>×</td> 
   <td>×</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>PUT</td> 
   <td>×</td> 
   <td>√</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>DELETE</td> 
   <td>×</td> 
   <td>√</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

安全性和幂等性均不保证反复请求能拿到相同的response。以 DELETE 为例，第一次DELETE返回200表示删除成功，第二次返回404提示资源不存在，这是允许的。

### 复杂查询 ###

查询可以捎带以下参数：

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <th>.</th> 
   <th>示例</th> 
   <th>备注</th> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>过滤条件</td> 
   <td><span>?type=1&amp;age=16</span></td> 
   <td>允许一定的uri冗余，如<span>/zoos/1</span>与<span>/zoos?id=1</span></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>排序</td> 
   <td><span>?sort=age,desc</span></td> 
   <td>&nbsp;</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>投影</td> 
   <td><span>?whitelist=id,name,email</span></td> 
   <td>&nbsp;</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>分页</td> 
   <td><span>?limit=10&amp;offset=3</span></td> 
   <td>&nbsp;</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

### Bookmarker ###

经常使用的、复杂的查询标签化，降低维护成本。

如：

GET /trades?status=closed&sort=created,desc

快捷方式：

GET /trades\#recently-closed  
或者  
GET /trades/recently-closed

### Format ###

只用以下常见的3种body format：

**Content-Type: application/json**\`POST /v1/animal HTTP/1.1 Host: api.example.org Accept: application/json Content-Type: application/json Content-Length: 24

\{  
"name": "Gir", "animalType": "12" \}\*\*Content-Type: application/x-www-form-urlencoded\*\* (浏览器POST表单用的格式)POST /login HTTP/1.1 Host: example.com Content-Length: 31 Accept: text/html Content-Type: application/x-www-form-urlencoded

username=root&password=Zion0101\`**Content-Type: multipart/form-data; boundary=—-RANDOM\_jDMUxq4Ot5** (表单有文件上传时的格式)

### Content Negotiation ###

资源可以有多种表示方式，如json、xml、pdf、excel等等，客户端可以指定自己期望的格式，通常有两种方式：

http header Accept：Accept:application/xml;q=0.6,application/atom\+xml;q=1.0q为各项格式的偏好程度url中加文件后缀：/zoo/1.json

## 6. Response ##

**不要包装**：**不要包装**： response 的 body 直接就是数据，不要做多余的包装。错误示例：\{  
"success":true,  
"data":\{"id":1,"name":"xiaotuan"\},  
\}各HTTP方法成功处理后的数据格式：

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <th>·</th> 
   <th>response 格式</th> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>GET</td> 
   <td>单个对象、集合</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>POST</td> 
   <td>新增成功的对象</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>PUT/PATCH</td> 
   <td>更新成功的对象</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>DELETE</td> 
   <td>空</td> 
   <td>json格式的约定：</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

时间用长整形(毫秒数)，客户端自己按需解析（[moment.js][]）不传null字段

### 分页response ###

\{  
    "paging":\{"limit":10,"offset":0,"total":729\},  
    "data":\[\{\},\{\},\{\}...\]  
\}

## 7. 错误处理 ##

不要发生了错误但给2xx响应，客户端可能会缓存成功的http请求；正确设置http状态码，不要自定义；Response body 提供 1) 错误的代码（日志/问题追查）；2) 错误的描述文本（展示给用户）。

对第三点的实现稍微多说一点：

Java 服务器端一般用异常表示 RESTful API 的错误。API 可能抛出两类异常：业务异常和非业务异常。**业务异常**由自己的业务代码抛出，表示一个用例的前置条件不满足、业务规则冲突等，比如参数校验不通过、权限校验失败。**非业务类异常**表示不在预期内的问题，通常由类库、框架抛出，或由于自己的代码逻辑错误导致，比如数据库连接失败、空指针异常、除0错误等等。

业务类异常必须提供2种信息：

如果抛出该类异常，HTTP 响应状态码应该设成什么；异常的文本描述；

在Controller层使用统一的异常拦截器：

设置 HTTP 响应状态码：对业务类异常，用它指定的 HTTP code；对非业务类异常，统一500；Response Body 的错误码：异常类名Response Body 的错误描述：对业务类异常，用它指定的错误文本；对非业务类异常，线上可以统一文案如“服务器端错误，请稍后再试”，开发或测试环境中用异常的 stacktrace，服务器端提供该行为的开关。

常用的http状态码及使用场景：

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <th>状态码</th> 
   <th>使用场景</th> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>400 bad request</td> 
   <td>常用在参数校验</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>401 unauthorized</td> 
   <td>未经验证的用户，常见于未登录。如果经过验证后依然没权限，应该 403（即 authentication 和 authorization 的区别）。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>403 forbidden</td> 
   <td>无权限</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>404 not found</td> 
   <td>资源不存在</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>500 internal server error</td> 
   <td>非业务类异常</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>503 service unavaliable</td> 
   <td>由容器抛出，自己的代码不要抛这个异常</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

## 8. 服务型资源 ##

除了资源简单的CRUD，服务器端经常还会提供其他服务，这些服务无法直接用上面提到的URI映射。如：

按关键字搜索；计算地球上两点间的距离；批量向用户推送消息

可以把这些服务看成资源，计算的结果是资源的presentation，按服务属性选择合适的HTTP方法。

例：

GET /search?q=filter?category=file  搜索  
GET /distance-calc?lats=47.480&lngs=-122.389&late=37.108&lnge=-122.448  
POST /batch-publish-msg  
\[\{"from":0,"to":1,"text":"abc"\},\{\},\{\}...\]

## 9. 异步任务 ##

对耗时的异步任务，服务器端接受客户端传递的参数后，应返回创建成功的任务资源，其中包含了任务的执行状态。客户端可以轮训该任务获得最新的执行进度。

提交任务：  
POST /batch-publish-msg  
\[\{"from":0,"to":1,"text":"abc"\},\{\},\{\}...\]  
  
返回：  
\{"taskId":3,"createBy":"Anonymous","status":"running"\}  
  
GET /task/3  
\{"taskId":3,"createBy":"Anonymous","status":"success"\}

如果任务的执行状态包括较多信息，可以把“执行状态”抽象成**组合资源**，客户端查询该状态资源了解任务的执行情况。

提交任务：  
POST /batch-publish-msg  
\[\{"from":0,"to":1,"text":"abc"\},\{\},\{\}...\]  
  
返回：  
\{"taskId":3,"createBy":"Anonymous"\}  
  
GET /task/3/status  
\{"progress":"50%","total":18,"success":8,"fail":1\}

## 10. API的演进 ##

### 版本 ###

常见的三种方式：

在uri中放版本信息：GET /v1/users/1Accept Header：Accept: application/json\+v1自定义 Header：X-Api-Version: 1

用第一种，虽然没有那么优雅，但最明显最方便。

### URI失效 ###

随着系统发展，总有一些API失效或者迁移，对失效的API，返回404 not found 或 410 gone；对迁移的API，返回 301 重定向。

[moment.js]: http://mementjs.com/