RESTful风格

RESTful风格是一种基于HTTP协议的软件架构设计风格，由Roy Fielding在2000年提出，旨在通过资源抽象、统一接口和无状态约束构建简洁、可扩展的Web服务。‌ 其核心是使用URI定位资源、HTTP方法（如GET、POST、PUT、DELETE）描述操作，并以JSON/XML格式传输数据，适用于分布式系统开发。‌‌

‌一、定义与核心原则‌

REST（Representational State Transfer）是一种设计原则而非标准，强调客户端-服务器交互的简洁性和可维护性。核心原则包括：‌‌
无状态性‌：每个请求包含处理所需的所有信息，服务器不保存客户端状态，便于水平扩展和缓存。‌‌
‌统一接口‌：通过标准HTTP方法操作资源，确保接口一致性。‌‌
资源为中心‌：所有内容抽象为资源（如数据对象），用URI唯一标识。‌‌
‌可缓存‌：服务器通过响应头指示缓存策略，提升性能。‌‌

‌二、URI与HTTP方法设计‌

‌URI规范‌：
使用名词复数表示资源（如/employees），避免动词。‌‌
层级关系用正斜杠分隔（如/employees/101/departments），结尾无斜杠。‌‌
版本号嵌入URI（如/v1/employees）。‌‌

‌HTTP方法映射‌：
GET：查询资源（幂等、安全）。‌‌
POST：创建资源（非幂等）。‌‌
PUT：更新完整资源（幂等）。‌‌
DELETE：删除资源（幂等）。‌‌
PATCH：更新部分资源（非幂等）。‌‌

三、RESTful的核心原则（约束）

要被称为RESTful，一个系统必须满足以下六个约束：
1.客户端-服务器
关注点分离。客户端负责用户界面和用户体验，服务器负责数据处理和存储。两者可以独立演化。
2.无状态
非常重要。每个来自客户端的请求必须包含服务器处理该请求所需的所有信息。服务器不应存储任何客户端的上下文信息。会话状态完全由客户端负责维护（例如通过Token）。
好处：提高了可见性、可靠性、可伸缩性。
3.可缓存
服务器返回的响应必须明确表明是否可以被缓存。如果可以，客户端或中间缓存系统可以重用之前的响应，以提高效率、减少服务器压力。
4.统一接口
这是REST系统设计的核心。它包含几个子原则：
①资源的标识：每个资源都有一个唯一的URI（统一资源标识符）。例如：/users/123。
②通过表述对资源执行操作：客户端通过操作资源的表述（如JSON、XML）来操作资源本身，而不是直接操作资源。
③自描述的消息：每个消息（请求或响应）都包含足够的信息来描述如何处理自己。
④HATEOAS：超媒体作为应用状态的引擎。这是REST的最高形态，意味着客户端通过与服务器返回的超媒体内容（包含链接）互动，来发现和执行可用的操作。例如，获取一个订单后，响应里会包含指向“付款”、“取消订单”等操作的链接。
5.分层系统
系统可以由多层组成，客户端无需知道它是直接与终端服务器通信，还是与中间的代理、负载均衡器等通信。这有助于提高系统的可扩展性和安全性。
6.按需代码
这是一个可选的约束。服务器可以临时向客户端传输一些可执行的代码（如JavaScript），以扩展客户端的功能。

四、如何设计一个RESTful API？

对于大多数开发者来说，设计RESTful API主要关注如何实现统一接口。

1. 使用URI（统一资源标识符）来标识资源
   ①资源使用名词，而不是动词。
   不推荐：/getUser，/deleteOrder
   推荐：/users，/orders
   ②使用复数名词 来表示资源集合。
   /users(用户集合)，/products(产品集合)
   ③使用HTTP方法来表示操作。
   ④资源之间的层级关系：
   获取某个用户的所有订单：GET/users/123/orders
   获取某个用户某个订单的详情：GET/users/123/orders/456

2. 使用标准的 HTTP 状态码表示结果
   服务器应该返回恰当的HTTP状态码，让客户端能快速理解请求结果。
   200 OK - 请求成功。
   201 Created - 资源创建成功。通常配合Location头部返回新资源的URI。
   204 No Content - 请求成功，但无返回内容（如DELETE成功）。
   400 Bad Request - 客户端请求有错误（如参数校验失败）。
   401 Unauthorized - 未认证。
   403 Forbidden - 无权限。
   404 Not Found - 资源不存在。
   500 Internal Server Error - 服务器内部错误。

3. 数据格式
   ①请求/响应体：通常使用JSON作为数据交换格式，因为它轻量、易读。
   ②在 HTTP 头部中指定：
   请求：Content-Type: application/JSON
   响应：Content-Type: application/JSON

五、优点与缺点

1.优点：
①清晰简洁：URI直观，易于理解和维护。
②可扩展性好：无状态和分层约束使其易于水平扩展。
③松耦合：客户端和服务器独立演化，只要接口不变。
④利用现有标准：直接基于HTTP协议，无需引入新协议。

2.缺点：
①无状态约束可能带来挑战：需要客户端在每次请求中都携带认证信息（如 Token），可能会增加网络开销。
②不适合所有场景：对于实时通信（如聊天、在线游戏），REST 可能不是最佳选择，WebSocket 或 gRPC 更合适。
③“过度设计”风险：对于非常简单的内部服务，严格遵守所有 REST 约束可能显得繁琐。

六、总结

RESTful 是一种强大且流行的 Web API 设计哲学。它通过资源、URI、HTTP方法和状态码这些简单的概念，构建出统一、健壮和可扩展的Web服务。理解和遵循RESTful风格是现代后端和全栈开发者的必备技能。