这篇文章整理内容来自以下的博客文章

http://www.ruanyifeng.com/blog/2014/05/restful_api.html

http://www.scienjus.com/my-restful-api-best-practices/

不要纠结于无意义的规范

RESTful 真的很好,但它只是一种软件架构风格,过度纠结如何遵守规范只是徒增烦恼,也违背了使用它的初衷。

就像 Elasticsearch 的 API 会在 GET 请求中直接传 JSON,但这是它的业务需要,因为普通的 Query Param 根本无法构造如此复杂的查询 DSL。Github 的 V3 API 中也有很多不符合标准的地方,这也并不会妨碍它成为业界 RESTful API 的参考标准。

接下来要介绍的一些东西也会跟标准不符,但这是在实际开发中遇到过、困扰过、思考过所得出的结论。

为什么要用 RESTful

网络应用程序,分为前端和后端两个部分。当前的发展趋势,就是前端设备层出不穷(手机、平板、桌面电脑、其他专用设备……)。

因此,必须有一种统一的机制,方便不同的前端设备与后端进行通信。这导致API构架的流行,甚至出现”API First”的设计思想。RESTful API是目前比较成熟的一套互联网应用程序的API设计理论。理解RESTful API请看《理解RESTful架构》

协议

API与用户的通信协议,总是使用HTTPS协议。如果全站不能使用HTTPS的话,也请尽量将登录、注册等涉及密码的接口使用 HTTPS。

域名

应该尽量将API部署在专用域名之下。

https://api.example.com

如果确定API很简单,不会有进一步扩展,可以考虑放在主域名下。

https://example.com/api/

版本

应该将API的版本号放入URL。

https://api.example.com/v1/

另一种做法是,将版本号放在HTTP头信息中,但不如放入URL方便和直观。Github采用这种做法。

api.example.com/users
 
version=v1

路径

路径又称”终点”(endpoint),表示API的具体网址。

在RESTful架构中,每个网址代表一种资源(resource),所以网址中不能有动词,只能有名词,而且所用的名词往往与数据库的表格名对应。一般来说,数据库中的表都是同种记录的”集合”(collection),所以API中的名词也应该使用复数。

举例来说,有一个API提供动物园(zoo)的信息,还包括各种动物和雇员的信息,则它的路径应该设计成下面这样。

https://api.example.com/v1/zoos
https://api.example.com/v1/animals
https://api.example.com/v1/employees

HTTP动词

对于资源的具体操作类型,由HTTP动词表示。

常用的HTTP动词有下面五个(括号里是对应的SQL命令)。

GET(SELECT):从服务器取出资源(一项或多项)。
 
POST(CREATE):在服务器新建一个资源。
 
PUT(UPDATE):在服务器更新资源(客户端提供改变后的完整资源)。
 
PATCH(UPDATE):在服务器更新资源(客户端提供改变的属性)。
 
DELETE(DELETE):从服务器删除资源。

还有两个不常用的HTTP动词。

HEAD:获取资源的元数据。
 
OPTIONS:获取信息,关于资源的哪些属性是客户端可以改变的。

下面是一些例子。

GET /zoos:列出所有动物园
 
POST /zoos:新建一个动物园
 
GET /zoos/ID:获取某个指定动物园的信息
 
PUT /zoos/ID:更新某个指定动物园的信息(提供该动物园的全部信息)
 
PATCH /zoos/ID:更新某个指定动物园的信息(提供该动物园的部分信息)
 
DELETE /zoos/ID:删除某个动物园
 
GET /zoos/ID/animals:列出某个指定动物园的所有动物
 
DELETE /zoos/ID/animals/ID:删除某个指定动物园的指定动物

过滤信息

如果记录数量很多,服务器不可能都将它们返回给用户。API应该提供参数,过滤返回结果。

下面是一些常见的参数。

?limit=10:指定返回记录的数量
 
?offset=10:指定返回记录的开始位置。
 
?page=2&per_page=100:指定第几页,以及每页的记录数。
 
?sortby=name&order=asc:指定返回结果按照哪个属性排序,以及排序顺序。
 
?animal_type_id=1:指定筛选条件

参数的设计允许存在冗余,即允许API路径和URL参数偶尔有重复。比如,GET /zoo/ID/animals 与 GET /animals?zoo_id=ID 的含义是相同的。

状态码

服务器向用户返回的状态码和提示信息,常见的有以下一些(方括号中是该状态码对应的HTTP动词)。

200 OK - [GET]:服务器成功返回用户请求的数据,该操作是幂等的(Idempotent)。
 
201 CREATED - [POST/PUT/PATCH]:用户新建或修改数据成功。
 
202 Accepted - [*]:表示一个请求已经进入后台排队(异步任务)
 
204 NO CONTENT - [DELETE]:用户删除数据成功。
 
400 INVALID REQUEST - [POST/PUT/PATCH]:用户发出的请求有错误,服务器没有进行新建或修改数据的操作,该操作是幂等的。
 
401 Unauthorized - [*]:表示用户没有权限(令牌、用户名、密码错误)。
 
403 Forbidden - [*] 表示用户得到授权(与401错误相对),但是访问是被禁止的。
 
404 NOT FOUND - [*]:用户发出的请求针对的是不存在的记录,服务器没有进行操作,该操作是幂等的。
 
406 Not Acceptable - [GET]:用户请求的格式不可得(比如用户请求JSON格式,但是只有XML格式)。
 
410 Gone -[GET]:用户请求的资源被永久删除,且不会再得到的。
 
422 Unprocesable entity - [POST/PUT/PATCH] 当创建一个对象时,发生一个验证错误。
 
500 INTERNAL SERVER ERROR - [*]:服务器发生错误,用户将无法判断发出的请求是否成功。

状态码的完全列表参见这里

错误处理

如果状态码是4xx,就应该向用户返回出错信息。一般来说,返回的信息中将error作为键名,出错信息作为键值即可。

{
error: "Invalid API key"
}

返回结果

针对不同操作,服务器向用户返回的结果应该符合以下规范。

GET /collection:返回资源对象的列表(数组)
 
GET /collection/resource:返回单个资源对象
 
POST /collection:返回新生成的资源对象
 
PUT /collection/resource:返回完整的资源对象
 
PATCH /collection/resource:返回完整的资源对象
 
DELETE /collection/resource:返回一个空文档

Hypermedia API

RESTful API最好做到Hypermedia,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。

比如,当用户向api.example.com的根目录发出请求,会得到这样一个文档。

{"link": {
"rel": "collection https://www.example.com/zoos",
"href": "https://api.example.com/zoos",
"title": "List of zoos",
"type": "application/vnd.yourformat+json"
}}

上面代码表示,文档中有一个link属性,用户读取这个属性就知道下一步该调用什么API了。rel表示这个API与当前网址的关系(collection关系,并给出该collection的网址),href表示API的路径,title表示API的标题,type表示返回类型。

Hypermedia API的设计被称为HATEOAS。Github的API就是这种设计,访问api.github.com会得到一个所有可用API的网址列表。

{
"current_user_url": "https://api.github.com/user",
"authorizations_url": "https://api.github.com/authorizations",
// ...
}

从上面可以看到,如果想获取当前用户的信息,应该去访问 api.github.com/user,然后就得到了下面结果。

{
"message": "Requires authentication",
"documentation_url": "https://developer.github.com/v3"
}

上面代码表示,服务器给出了提示信息,以及文档的网址。

Token 和 Sign

API 需要设计成无状态,所以客户端在每次请求时都需要提供有效的 Token 和 Sign,它们的用途分别是:

  • Token 用于证明请求所属的用户,一般都是服务端在登录后随机生成一段字符串(UUID)和登录用户进行绑定,再将其返回给客户端。Token 的状态保持一般有两种方式实现:一种是在用户每次操作都会延长或重置 TOKEN 的生存时间(类似于缓存的机制),另一种是 Token 的生存时间固定不变,但是同时返回一个刷新用的 Token,当 Token 过期时可以将其刷新而不是重新登录。** 身份认证应该使用OAuth 2.0框架。
  • Sign 用于证明该次请求合理,所以一般客户端会把请求参数拼接后并加密作为 Sign 传给服务端,这样即使被抓包了,对方只修改参数而无法生成对应的 Sign 也会被服务端识破。当然也可以将时间戳、请求地址和 Token 也混入 Sign,这样 Sign 也拥有了所属人、时效性和目的地。

返回数据

服务器返回的数据格式,应该尽量使用JSON,避免使用XML。

创建和修改操作成功后,需要返回该资源的全部信息。

返回数据不要和客户端界面强耦合,不要在设计 API 时就考虑少查询一张关联表或是少查询 / 返回几个字段能带来多大的性能提升。并且一定要以资源为单位,即使客户端一个页面需要展示多个资源,也不要在一个接口中全部返回,而是让客户端分别请求多个接口。

最好将返回数据进行加密和压缩,尤其是压缩在移动应用中还是比较重要的。

分页

分页布局一般分为两种,一种是在 Web 端比较常见的有底部分页栏的电梯式分页,另一种是在 APP 中比较常见的上拉加载更多的流式分页。这两种分页的 API 到底该如何设计呢?

电梯式分页需要提供page(页数)和pre_page(每页的数量)。例如:

/users/?page=2&pre_page=20

而服务端则需要额外返回total_count(总记录数),以及可选的当前页数、每页的数量(这两个与客户端提交的相同)、总页数、是否有下一页、是否有上一页(这三个都可以通过总记录数计算出)。例如:

{
    "pagination": {
        "previous": 1,
        "next": 3,
        "current": 2,
        "per_page": 20,
        "total": 200,
        "pages": 10
    },
    "data": {}
}

流式布局也完全可以使用这种方式,并且不需要查询总记录数(好处是减少一次数据库操作,坏处时客户端需要多请求一次才能判断是否到最后一页)。但是会出现数据重复和缺失的情况,所以更推荐使用游标分页。

游标分页需要提供cursor(下一页的起点游标) 和limit(数量) 参数。例如:

/articles/?cursor=2015-01-01 15:20:30&limit=10

如果文章列表默认是以创建时间为倒序排列的,那么cursor就是当前列表最后一条的创建时间(第一页为当前时间)。

服务端需要返回的数据也很简单,只需要以此游标为起点的总记录数和下一个起点游标就可以了。例如:

{
    "pagination": {
        "next": "2015-01-01 12:20:30",
        "limit": 10,
        "total": 100,
    },
    "data": {}
}

如果total小于limit,就说明已经没有数据了。

流式布局的分页 API 还有一种情况很常见,就是下拉刷新的增量更新。它的业务逻辑正好和游标分页相反,但是参数基本一样:

/articles/?cursor=2015-01-01 15:20:30&limit=20

返回数据有两种可能,一种是增量更新的数据小于指定的数量,就直接将全部数据返回(这个数量可以设置的相对大一些),客户端会将这些增量更新的数据添加在已有列表的顶部。但是如果增量更新的数据要大于指定的数量,就会只返回最新的 n 条数据作为第一页,这时候客户端需要清空之前的列表。例如:

{
    "pagination": {
        "limit": 20,
        "total": 100,
    },
    "data": {}
}

如果total大于limit,说明增量的数据太多所以只返回了第一页,需要清空旧的列表。

详情请参照:http://www.scienjus.com/app-server-paging/

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