HTTP之（一）Rest和Restful架构

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1 Rest和Restful架构

Rest的全称为Representational State Transfer，中文翻译“表述性状态转移”或“表现层状态变化”。如果一个架构符合REST原则，则称它为Restful架构。

1.1 相关概念的理解[1]

（1）资源（Resources）

REST的名称“Representational State Transfer”中，省略了主语。其实指的是“资源（Resources）”的“表述性状态转移”。

所谓"资源"，就是网络上的一个实体，或者说是网络上的一个具体信息。它可以是一段文本、一张图片、一首歌曲、一种服务，总之就是一个具体的实在。你可以用一个URI（统一资源定位符）指向它，每种资源对应一个特定的URI。要获取这个资源，访问它的URI就可以，因此URI就成了每一个资源的地址或独一无二的识别符。

所谓"上网"，就是与互联网上一系列的"资源"互动，调用它的URI。

（2）表现层（Representation）

“资源”是一种信息实体，它可以有多种外在表现形式。我们把"资源"具体呈现出来的形式，叫做它的“表现层（Representation）”。

比如，文本可以用txt格式表现，也可以用HTML格式、XML格式、JSON格式表现，甚至可以采用二进制格式；图片可以用JPG格式表现，也可以用PNG格式表现。

URI只代表资源的实体，不代表它的形式。严格地说，有些网址最后的".html"后缀名是不必要的，因为这个后缀名表示格式，属于"表现层"范畴，而URI应该只代表"资源"的位置。它的具体表现形式，应该在HTTP请求的头信息中用Accept和Content-Type字段指定，这两个字段才是对“表现层”的描述。

（3）状态转化（State Transfer）

访问一个网站，就代表了客户端和服务器的一个互动过程。在这个过程中，势必涉及到数据和状态的变化。

互联网通信协议HTTP协议，是一个无状态协议。这意味着，所有的状态都保存在服务器端。因此，如果客户端想要操作服务器，必须通过某种手段，让服务器端发生“状态转化（State Transfer）”。而这种转化是建立在表现层之上的，所以就是“表现层状态转化”。

客户端用到的手段，只能是HTTP协议。具体来说，就是HTTP协议里面，四个表示操作方式的动词：GET、POST、PUT、DELETE。它们分别对应四种基本操作：GET用来获取资源，POST用来新建资源（也可以用于更新资源），PUT用来更新资源，DELETE用来删除资源。

综合上面的解释，我们总结一下什么是RESTful架构：

①每一个URI代表一种资源；

②客户端和服务器之间，传递这种资源的某种表现层；

③客户端通过四个HTTP动词，对服务器端资源进行操作，实现"表现层状态转化"。

1.2 举例理解Rest[2]

Leonard Richardson提出的Richardson Maturity Model如下图所示。

图1-1

参考文献[2]中作者风趣的讲述了什么是Rest。接下来，复述一下它的例子：

场景描述：去咖啡厅吃下午茶，到前台对服务员说“要一个芝士蛋糕，一杯拿铁，两条吸管，谢谢”。

（1）Level 0--面向前台

①我们将对前台说“点一杯拿铁”，将其转换成如下的Json表述：

{
   “addorder”:{
      “orderName”: “latte”
   }
}

②前台回复订单：

{
   “orderId”: “123456”
}

③向前台查询会员卡余额：

{
   “queryBalance”:{
      “cardId”: “886333”
   }
}

④前台回复：

{
   “balance”: “0”
}

⑤取消订单：

{
   “deleteOrder”:{
      “orderId”: “123456”
   }
}

上述表达方式的缺陷：当订单越来越多时，单靠前台去处理显然不行；于是需要每个资源都有专人负责，顾客可以直接面向资源操作。

（2）Level 1--面向资源

仍然重复上面的下单过程：

①点一杯拿铁

/orders
{
   “addorder”:{
      “orderName”: “latte”
   }
}

/orders表示我们这个请求发给哪个资源，订单是一种资源，可以理解为咖啡厅专门管理订单的人，他可以帮助我们处理所有的订单的操作，包括新增订单、修改订单、取消订单等操作。

②返回订单编号

{
   “orderId”: “123456”
}

③查询会员卡余额

/cards
{
   “queryBalance”:{
      “cardId”: “886333”
   }
}

此时，资源变成了cards。

④返回余额

{
   “balance”: “0”
}

⑤取消订单

/orders
{
   “deleteOrder”:{
      “orderId”: “123456”
   }
}

上述表述的缺陷：每次负责处理订单的员工，都需要到订单内容中看是新增还是删除订单，十分不方便。如果在所有新增资源的请求上都增加一个类似“POST”标签，就明确很多了。

（3）Level 2--打上标签

同样重复点餐的过程：

①点一杯拿铁

POST /orders
{
   “orderName”: “latte”
}

②返回订单编号

{
   “orderId”: “123456”
}

③查询会员卡余额

GET /cards
{
   “cardId”: “886333”
}

进一步可以优化成：GET /cards/886333

④回复

{
   “balance”: “0”
}

⑤取消订单

DELETE /orders
{
   “orderId”: “123456”
}

进一步优化成：DELETE /orders/123456

（4）Level 3--完美服务

对于普通顾客而言，当它通过“POST /orders/{orderId}”点单后，它并不知道如何取消这个订单，于是在返回信息上，还需要做一些调整。

①点一杯拿铁

POST /orders
{
   “orderName”: “latte”
}

②回复订单编号

{
   “orderId”: “123456”
   “link”:{
      “rel”: “cancel”,
      “url”: “/orders/123456”
   }
}

返回信息中多了一项link信息，里面包含一个rel属性和url属性，rel是relationship的意思，这里的关系是cancel，url则告诉你如何执行这个cancel操作。

这一层的名字叫做HATEOAS（Hypertext As The Engine Of Application State），中文翻译为“将超媒体格式作为应用状态的引擎”。即返回结果中提供链接，连向其他API方法，使得用户不查文档，也知道下一步应该做什么。

1.3 Rest系统的特征[3]

（1）客户-服务器（Client-Server），提供服务的服务器和使用服务的客户需要被隔离对待。

（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。换句话说，服务器端不能存储来自某个客户的某个请求中的信息，并在该客户的其他请求中使用。

（3）可缓存（Cachable），服务器必须让客户知道请求是否可以被缓存。（Ross：更详细解释请参考理解本真的REST架构风格以及 StackOverflow 的这个问题中对缓存的解释。）

（4）分层系统（Layered System），服务器和客户之间的通信必须被这样标准化：允许服务器和客户之间的中间层（Ross：代理，网关等）可以代替服务器对客户的请求进行回应，而且这些对客户来说不需要特别支持。

（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。（Ross：GET,POST,PUT.DELETE, etc）

（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（Ross：Javascrpt，flash，etc）并在客户的运行环境中执行。这条准则是这些准则中唯一不必必须满足的一条。（Ross：比如客户可以在客户端下载脚本生成密码访问服务器。）

参考：

[1] 《理解RESTful架构》http://www.ruanyifeng.com/blog/2011/09/restful.html

[2] https://zhuanlan.zhihu.com/p/30396391?group_id=937244108725641216

[3] https://blog.youkuaiyun.com/qq_21383435/article/details/80032375

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1 Rest和Restful架构

1.1 相关概念的理解[1]

1.2 举例理解Rest[2]

1.3 Rest系统的特征[3]

参考：

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