什么是REST？以及RESTful的實(shí)現(xiàn)_數(shù)據(jù)分析師

什么是REST？

REST (REpresentation State Transfer) 描述了一個(gè)架構(gòu)樣式的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，比如 web 應(yīng)用程序。它首次出現(xiàn)在 2000 年 Roy Fielding 的博士論文中，他是 HTTP 規(guī)范的主要編寫者之一。REST 指的是一組架構(gòu)約束條件和原則。滿足這些約束條件和原則的應(yīng)用程序或設(shè)計(jì)就是 RESTful。

Web 應(yīng)用程序最重要的 REST 原則是，客戶端和服務(wù)器之間的交互在請(qǐng)求之間是無(wú)狀態(tài)的。從客戶端到服務(wù)器的每個(gè)請(qǐng)求都必須包含理解請(qǐng)求所必需的信息。如果服務(wù)器在請(qǐng)求之間的任何時(shí)間點(diǎn)重啟，客戶端不會(huì)得到通知。此外，無(wú)狀態(tài)請(qǐng)求可以由任何可用服務(wù)器回答，這十分適合云計(jì)算之類的環(huán)境?？蛻舳丝梢跃彺鏀?shù)據(jù)以改進(jìn)性能。

在服務(wù)器端，應(yīng)用程序狀態(tài)和功能可以分為各種資源。資源是一個(gè)有趣的概念實(shí)體，它向客戶端公開(kāi)。資源的例子有：應(yīng)用程序?qū)ο?、?shù)據(jù)庫(kù)記錄、算法等等。每個(gè)資源都使用 URI (Universal Resource Identifier) 得到一個(gè)惟一的地址。所有資源都共享統(tǒng)一的界面，以便在客戶端和服務(wù)器之間傳輸狀態(tài)。使用的是標(biāo)準(zhǔn)的 HTTP 方法，比如 GET、PUT、POST 和 DELETE。Hypermedia 是應(yīng)用程序狀態(tài)的引擎，資源表示通過(guò)超鏈接互聯(lián)。

另一個(gè)重要的 REST 原則是分層系統(tǒng)，這表示組件無(wú)法了解它與之交互的中間層以外的組件。通過(guò)將系統(tǒng)知識(shí)限制在單個(gè)層，可以限制整個(gè)系統(tǒng)的復(fù)雜性，促進(jìn)了底層的獨(dú)立性。

當(dāng) REST 架構(gòu)的約束條件作為一個(gè)整體應(yīng)用時(shí)，將生成一個(gè)可以擴(kuò)展到大量客戶端的應(yīng)用程序。它還降低了客戶端和服務(wù)器之間的交互延遲。統(tǒng)一界面簡(jiǎn)化了整個(gè)系統(tǒng)架構(gòu)，改進(jìn)了子系統(tǒng)之間交互的可見(jiàn)性。REST 簡(jiǎn)化了客戶端和服務(wù)器的實(shí)現(xiàn)。

RESTful的實(shí)現(xiàn)：RESTful Web 服務(wù)與 RPC 樣式的 Web 服務(wù)

了解了什么是什么是REST，我們?cè)倏纯碦ESTful的實(shí)現(xiàn)。最近，使用 RPC 樣式架構(gòu)構(gòu)建的基于 SOAP 的 Web 服務(wù)成為實(shí)現(xiàn) SOA 最常用的方法。RPC 樣式的 Web 服務(wù)客戶端將一個(gè)裝滿數(shù)據(jù)的信封（包括方法和參數(shù)信息）通過(guò) HTTP 發(fā)送到服務(wù)器。服務(wù)器打開(kāi)信封并使用傳入?yún)?shù)執(zhí)行指定的方法。方法的結(jié)果打包到一個(gè)信封并作為響應(yīng)發(fā)回客戶端。客戶端收到響應(yīng)并打開(kāi)信封。每個(gè)對(duì)象都有自己獨(dú)特的方法以及僅公開(kāi)一個(gè) URI 的 RPC 樣式 Web 服務(wù)，URI 表示單個(gè)端點(diǎn)。它忽略 HTTP 的大部分特性且僅支持 POST 方法。

由于輕量級(jí)以及通過(guò) HTTP 直接傳輸數(shù)據(jù)的特性，Web 服務(wù)的 RESTful 方法已經(jīng)成為最常見(jiàn)的替代方法?？梢允褂酶鞣N語(yǔ)言（比如 Java 程序、Perl、Ruby、Python、PHP 和 ｊａｖａｓｃｒｉｐｔ[包括 Ajax]）實(shí)現(xiàn)客戶端。RESTful Web 服務(wù)通?？梢酝ㄟ^(guò)自動(dòng)客戶端或代表用戶的應(yīng)用程序訪問(wèn)。但是，這種服務(wù)的簡(jiǎn)便性讓用戶能夠與之直接交互，使用它們的 Web 瀏覽器構(gòu)建一個(gè) GET URL 并讀取返回的內(nèi)容。

在 REST 樣式的 Web 服務(wù)中，每個(gè)資源都有一個(gè)地址。資源本身都是方法調(diào)用的目標(biāo)，方法列表對(duì)所有資源都是一樣的。這些方法都是標(biāo)準(zhǔn)方法，包括 HTTP GET、POST、PUT、DELETE，還可能包括 HEADER 和 OPTIONS。

在 RPC 樣式的架構(gòu)中，關(guān)注點(diǎn)在于方法，而在 REST 樣式的架構(gòu)中，關(guān)注點(diǎn)在于資源 —— 將使用標(biāo)準(zhǔn)方法檢索并操作信息片段（使用表示的形式）。資源表示形式在表示形式中使用超鏈接互聯(lián)。

Leonard Richardson 和 Sam Ruby 在他們的著作 RESTful Web Services 中引入了術(shù)語(yǔ) REST-RPC 混合架構(gòu)。REST-RPC 混合 Web 服務(wù)不使用信封包裝方法、參數(shù)和數(shù)據(jù)，而是直接通過(guò) HTTP 傳輸數(shù)據(jù)，這與 REST 樣式的 Web 服務(wù)是類似的。但是它不使用標(biāo)準(zhǔn)的 HTTP 方法操作資源。它在 HTTP 請(qǐng)求的 URI 部分存儲(chǔ)方法信息。好幾個(gè)知名的 Web 服務(wù)，比如 Yahoo 的 Flickr API 和 del.icio.us API 都使用這種混合架構(gòu)。

RESTful的實(shí)現(xiàn)：RESTful Web 服務(wù)的 Java 框架

有兩個(gè) Java 框架可以幫助構(gòu)建 RESTful Web 服務(wù)。erome Louvel 和 Dave Pawson 開(kāi)發(fā)的 Restlet（見(jiàn) 參考資料）是輕量級(jí)的。它實(shí)現(xiàn)針對(duì)各種 RESTful 系統(tǒng)的資源、表示、連接器和媒體類型之類的概念，包括 Web 服務(wù)。在 Restlet 框架中，客戶端和服務(wù)器都是組件。組件通過(guò)連接器互相通信。該框架最重要的類是抽象類 Uniform 及其具體的子類 Restlet，該類的子類是專用類，比如 Application、Filter、Finder、Router 和 Route。這些子類能夠一起處理驗(yàn)證、過(guò)濾、安全、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換以及將傳入請(qǐng)求路由到相應(yīng)資源等操作。Resource 類生成客戶端的表示形式。

JSR-311是 Sun Microsystems 的規(guī)范，可以為開(kāi)發(fā) RESTful Web 服務(wù)定義一組 Java API。Jersey是對(duì) JSR-311 的參考實(shí)現(xiàn)。

JSR-311 提供一組注釋，相關(guān)類和接口都可以用來(lái)將 Java 對(duì)象作為 Web 資源展示。該規(guī)范假定 HTTP 是底層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。它使用注釋提供 URI 和相應(yīng)資源類之間的清晰映射，以及 HTTP 方法與 Java 對(duì)象方法之間的映射。API 支持廣泛的 HTTP 實(shí)體內(nèi)容類型，包括 HTML、XML、JSON、GIF、JPG 等。它還將提供所需的插件功能，以允許使用標(biāo)準(zhǔn)方法通過(guò)應(yīng)用程序添加其他類型。

RESTful的實(shí)現(xiàn)：構(gòu)建 RESTful Web 服務(wù)的多層架構(gòu)

RESTful Web 服務(wù)和動(dòng)態(tài) Web 應(yīng)用程序在許多方面都是類似的。有時(shí)它們提供相同或非常類似的數(shù)據(jù)和函數(shù)，盡管客戶端的種類不同。例如，在線電子商務(wù)分類網(wǎng)站為用戶提供一個(gè)瀏覽器界面，用于搜索、查看和訂購(gòu)產(chǎn)品。如果還提供 Web 服務(wù)供公司、零售商甚至個(gè)人能夠自動(dòng)訂購(gòu)產(chǎn)品，它將非常有用。與大部分動(dòng)態(tài) Web 應(yīng)用程序一樣，Web 服務(wù)可以從多層架構(gòu)的關(guān)注點(diǎn)分離中受益。業(yè)務(wù)邏輯和數(shù)據(jù)可以由自動(dòng)客戶端和 GUI 客戶端共享。惟一的不同點(diǎn)在于客戶端的本質(zhì)和中間層的表示層。此外，從數(shù)據(jù)訪問(wèn)中分離業(yè)務(wù)邏輯可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)獨(dú)立性，并為各種類型的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)提供插件能力。

圖 1 展示了自動(dòng)化客戶端，包括 Java 和各種語(yǔ)言編寫的腳本，這些語(yǔ)言包括 Python、Perl、Ruby、PHP 或命令行工具，比如 curl。在瀏覽器中運(yùn)行且作為 RESTful Web 服務(wù)消費(fèi)者運(yùn)行的 Ajax、Flash、JavaFX、GWT、博客和 wiki 都屬于此列，因?yàn)樗鼈兌即碛脩粢宰詣?dòng)化樣式運(yùn)行。自動(dòng)化 Web 服務(wù)客戶端在 Web 層向 Resource Request Handler 發(fā)送 HTTP 響應(yīng)?？蛻舳说臒o(wú)狀態(tài)請(qǐng)求在頭部包含方法信息，即 POST、GET、PUT 和 DELETE，這又將映射到 Resource Request Handler 中資源的相應(yīng)操作。每個(gè)請(qǐng)求都包含所有必需的信息，包括 Resource Request Handler 用來(lái)處理請(qǐng)求的憑據(jù)。

從 Web 服務(wù)客戶端收到請(qǐng)求之后，Resource Request Handler 從業(yè)務(wù)邏輯層請(qǐng)求服務(wù)。Resource Request Handler 確定所有概念性的實(shí)體，系統(tǒng)將這些實(shí)體作為資源公開(kāi)，并為每個(gè)資源分配一個(gè)惟一的 URI。但是，概念性的實(shí)體在該層是不存在的。它們存在于業(yè)務(wù)邏輯層?？梢允褂?Jersey 或其他框架實(shí)現(xiàn) Resource Request Handler，它應(yīng)該是輕量級(jí)的，將大量職責(zé)工作委托給業(yè)務(wù)層。

Ajax 和 RESTful Web 服務(wù)本質(zhì)上是互為補(bǔ)充的。它們都可以利用大量 Web 技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)，比如 HTML、ｊａｖａｓｃｒｉｐｔ、瀏覽器對(duì)象、XML/JSON 和 HTTP。當(dāng)然也不需要購(gòu)買、安裝或配置任何主要組件來(lái)支持 Ajax 前端和 RESTful Web 服務(wù)之間的交互。RESTful Web 服務(wù)為 Ajax 提供了非常簡(jiǎn)單的 API 來(lái)處理服務(wù)器上資源之間的交互。

圖 1 中的 Web 瀏覽器客戶端作為 GUI 的前端，使用表示層中的 Browser Request Handler 生成的 HTML 提供顯示功能。Browser Requester Handler 可以使用 MVC 模型（JSF、Struts 或 Spring 都是 Java 的例子）。它從瀏覽器接受請(qǐng)求，從業(yè)務(wù)邏輯層請(qǐng)求服務(wù)，生成表示并對(duì)瀏覽器做出響應(yīng)。表示供用戶在瀏覽器中顯示使用。表示不僅包含內(nèi)容，還包含顯示的屬性，比如 HTML 和 CSS。

業(yè)務(wù)規(guī)則可以集中到業(yè)務(wù)邏輯層，該層充當(dāng)表示層和數(shù)據(jù)訪問(wèn)層之間的數(shù)據(jù)交換的中間層。數(shù)據(jù)以域?qū)ο蠡蛑祵?duì)象的形式提供給表示層。從業(yè)務(wù)邏輯層中解耦 Browser Request Handler 和 Resource Request Handler 有助于促進(jìn)代碼重用，并能實(shí)現(xiàn)靈活和可擴(kuò)展的架構(gòu)。此外，由于將來(lái)可以使用新的 REST 和 MVC 框架，實(shí)現(xiàn)它們變得更加容易，無(wú)需重寫業(yè)務(wù)邏輯層。

數(shù)據(jù)訪問(wèn)層提供與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層的交互，可以使用 DAO 設(shè)計(jì)模式或者對(duì)象-關(guān)系映射解決方案（如 Hibernate、OJB 或 iBATIS）實(shí)現(xiàn)。作為替代方案，業(yè)務(wù)層和數(shù)據(jù)訪問(wèn)層中的組件可以實(shí)現(xiàn)為 EJB 組件，并取得 EJB 容器的支持，該容器可以為組件生命周期提供便利，管理持久性、事務(wù)和資源配置。但是，這需要一個(gè)遵從 Java EE 的應(yīng)用服務(wù)器，可能無(wú)法處理 Tomcat。該層的作用在于針對(duì)不同的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)，從業(yè)務(wù)邏輯中分離數(shù)據(jù)訪問(wèn)代碼。數(shù)據(jù)訪問(wèn)層還可以作為連接其他系統(tǒng)的集成點(diǎn)，可以成為其他 Web 服務(wù)的客戶端。

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層包括數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)、LDAP 服務(wù)器、文件系統(tǒng)和企業(yè)信息系統(tǒng)（包括遺留系統(tǒng)、事務(wù)處理系統(tǒng)和企業(yè)資源規(guī)劃系統(tǒng)）。使用該架構(gòu)，您可以開(kāi)始看到 RESTful Web 服務(wù)的力量，它可以靈活地成為任何企業(yè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的統(tǒng)一 API，從而向以用戶為中心的 Web 應(yīng)用程序公開(kāi)垂直數(shù)據(jù)，并自動(dòng)化批量報(bào)告腳本。

什么是REST：結(jié)束語(yǔ)

REST 描述了一個(gè)架構(gòu)樣式的互聯(lián)系統(tǒng)（如 Web 應(yīng)用程序）。REST 約束條件作為一個(gè)整體應(yīng)用時(shí)，將生成一個(gè)簡(jiǎn)單、可擴(kuò)展、有效、安全、可靠的架構(gòu)。由于它簡(jiǎn)便、輕量級(jí)以及通過(guò) HTTP 直接傳輸數(shù)據(jù)的特性，RESTful Web 服務(wù)成為基于 SOAP 服務(wù)的一個(gè)最有前途的替代方案。用于 web 服務(wù)和動(dòng)態(tài) Web 應(yīng)用程序的多層架構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)可重用性、簡(jiǎn)單性、可擴(kuò)展性和組件可響應(yīng)性的清晰分離。Ajax 和 RESTful Web 服務(wù)本質(zhì)上是互為補(bǔ)充的。開(kāi)發(fā)人員可以輕松使用 Ajax 和 RESTful Web 服務(wù)一起創(chuàng)建豐富的界面。