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論REST架構與傳統MVC

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一前言 :

由於 REST 可以降低開發的復雜度,提高系統的可伸縮性,增強系統的可擴展性,簡化應用系統之間的集成,因而得到了廣大開發人員的喜愛,同時得到了業界廣泛的支持。比如 IBM,Google 等公司的很多產品都提供了 REST API 給開發人員;與此同時,大量的開源項目和雲計算服務都提供了 REST API 接口。

而在最近,一些新產品的開發甚至已經幾乎完全拋棄了傳統的類似 JSP 的技術, 轉而大量使用 REST 風格的構架設計, 即在服務器端所有商業邏輯都以 REST API 的方式暴露給客戶端, 所有瀏覽器用戶界面使用 widget,Ajax,

HTML5 等技術,用 HTTP 的方式與後臺直接交互。


二:什麽是REST

REST是英文Representational State Transfer的縮寫,中文翻譯為“表述性狀態轉移”,他是由Roy Thomas Fielding博士在他的論文 《Architectural Styles and the Design of Network-based Software Architectures》中提出的一個術語。REST本身只是為分布式超媒體系統設計的一種架構風格,而不是標準。

基於Web的架構,實際上就是各種規範的集合,這些規範共同組成了Web架構。比如Http協議,比如客戶端服務器模式,這些都是規範。每當我們在原有規 範的基礎上增加新的規範,就會形成新的架構。而REST正是這樣一種架構,他結合了一系列的規範,而形成了一種新的基於Web的架構風格。


三:REST規範

(1)客戶-服務器

這種規範的提出,改善了用戶接口跨多個平臺的可移植性,並且通過簡化服務器組件,改善了系統的可伸縮性。最為關鍵的是通過分離用戶接口和數據存儲這兩個關註點,使得不同用戶終端享受相同數據成為了可能。
(2)無狀態性

無狀態性是在客戶-服務器約束的基礎上添加的又一層規範。他要求通信必須在本質上是無狀態的,即從客戶到服務器的每個request都必須包含理解該 request所必須的所有信息。這個規範改善了系統的可見性(無狀態性使得客戶端和服務器端不必保存對方的詳細信息,服務器只需要處理當前 request,而不必了解所有的request歷史),可靠性(無狀態性減少了服務器從局部錯誤中恢復的任務量),可伸縮性(無狀態性使得服務器端可以 很容易的釋放資源,因為服務器端不必在多個request中保存狀態)。同時,這種規範的缺點也是顯而易見得,由於不能將狀態數據保存在服務器上的共享上 下文中,因此增加了在一系列request中發送重復數據的開銷,嚴重的降低了效率。
(3)緩存

為 了改善無狀態性帶來的網絡的低效性,我們填加了緩存約束。緩存約束允許隱式或顯式地標記一個response中的數據,這樣就賦予了客戶端緩存 response數據的功能,這樣就可以為以後的request共用緩存的數據,部分或全部的消除一部分交互,增加了網絡的效率。但是用於客戶端緩存了信 息,也就同時增加了客戶端與服務器數據不一致的可能,從而降低了可靠性。
B/S架構的優點是其部署非常方便,但在用戶體驗方面卻不是很理想。為了改善這種情況,我們引入了REST。

REST在原有的架構上增加了三個新規範:統一接口,分層系統和按需代碼。

(4)統一接口

REST 架構風格的核心特征就是強調組件之間有一個統一的接口,這表現在REST世界裏,網絡上所有的事物都被抽象為資源,而REST就是通過通用的鏈接器接口對 資源進行操作。這樣設計的好處是保證系統提供的服務都是解耦的,極大的簡化了系統,從而改善了系統的交互性和可重用性。並且REST針對Web的常見情況 做了優化,使得REST接口被設計為可以高效的轉移大粒度的超媒體數據,這也就導致了REST接口對其它的架構並不是最優的。
(5)分層系統

分層系統規則的加入提高了各種層次之間的獨立性,為整個系統的復雜性設置了邊界,通過封裝遺留的服務,使新的服務器免受遺留客戶端的影響,這也就提高了系統的可伸縮性。
(6)按需代碼

REST允許對客戶端功能進行擴展。比如,通過下載並執行applet或腳本形式的代碼,來擴展客戶端功能。但這在改善系統可擴展性的同時,也降低了可見性。所以它只是REST的一個可選的約束。


四: REST的設計準則
REST架構是針對Web應用而設計的,其目的是為了降低開發的復雜性,提高系統的可伸縮性。REST提出了如下設計準則:

網絡上的所有事物都被抽象為資源(resource);
每個資源對應一個唯一的資源標識符(resource identifier);
通過通用的連接器接口(generic connector interface)對資源進行操作;
對資源的各種操作不會改變資源標識符;
所有的操作都是無狀態的(stateless)。

REST中的資源所指的不是數據,而是數據和表現形式的組合,比如“最新訪問的10位會員”和“最活躍的10為會員”在數據上可能有重疊或者完全相同,而 由於他們的表現形式不同,所以被歸為不同的資源,這也就是為什麽REST的全名是Representational State Transfer的原因。資源標識符就是URI(Uniform Resource Identifier),不管是圖片,Word還是視頻文件,甚至只是一種虛擬的服務,也不管你是xml格式,txt文件格式還是其它文件格式,全部通過 URI對資源進行唯一的標識。

REST是基於Http協議的,任何對資源的操作行為都是通過Http協議來實現。以往的Web開發大多數用的都是Http協議中的GET和POST方 法,對其他方法很少使用,這實際上是因為對Http協議認識片面的理解造成的。Http不僅僅是一個簡單的運載數據的協議,而是一個具有豐富內涵的網絡軟 件的協議。他不僅僅能對互聯網資源進行唯一定位,而且還能告訴我們如何對該資源進行操作。Http把對一個資源的操作限制在4個方法以內:GET, POST,PUT和DELETE,這正是對資源CRUD操作的實現。由於資源和URI是一一對應的,執行這些操作的時候URI是沒有變化的,這和以往的 Web開發有很大的區別。正由於這一點,極大的簡化了Web開發,也使得URI可以被設計成更為直觀的反映資源的結構,這種URI的設計被稱作 RESTful的URI。這位開發人員引入了一種新的思維方式:通過URL來設計系統結構。當然了,這種設計方式對一些特定情況也是不適用的,也就是說不 是所有的URI都可以RESTful的。

REST 之所以可以提高系統的可伸縮性,就是因為它要求所有的操作都是無狀態的。由於沒有了上下文(Context)的約束,做分布式和集群的時候就更為簡單,也 可以讓系統更為有效的利用緩沖池(Pool)。並且由於服務器端不需要記錄客戶端的一系列訪問,也減少了服務器端的性能。

五:如何使用REST
對於開發人員來 說,關心的是如何使用REST架構,這裏我們來簡單談談這個問題。REST不僅僅是一種嶄新的架構,它帶來的更是一種全新的Web開發過程中的思維方式: 通過URL來設計系統結構。在REST中,所有的URL都對應著資源,只要URL的設計是良好的,那麽其呈現的系統結構也就是良好的。這點和TDD (Test Driven Development)很相似,他是通過測試用例來設計系統的接口,每一個測試用例都表示一系列用戶的需求。開發人員不需要一開始就編寫功能,而只需要 把需要實現的功能通過測試用例的形式表現出來即可。這個和REST中通過URL設計系統結構的方式類似,我們只需要根據需求設計出合理地URL,這些 URL不一定非要鏈接到指定的頁面或者完成一些行為,只要它們能夠直觀的表現出系統的用戶接口。根據這些URL,我們就可以方便的設計系統結構。從 REST架構的概念上來看,所有能夠被抽象成資源的東西都可以被指定為一個URL,而開發人員所需要做的工作就是如何能把用戶需求抽象為資源,以及如何抽 象的精確。因為對資源抽象的越為精確,對REST的應用來說就越好。這個和傳統MVC開發模式中基於Action的思想差別就非常大。設計良好的URL, 不但對於開發人員來說可以更明確的認識系統結構,對使用者來說也方便記憶和識別資源,因為URL足夠簡單和有意義。按照以往的設計模式,很多URL後面都 是一堆參數,對於使用者來說也是很不方便的。

六:REST和MVC的選擇
既然REST這 麽好用,那麽是不是所有的Web應用都能采取此種架構呢?答案是否定的。我們知道,直到現在為止,MVC(Model-View-Controller) 模式依然是Web開發最普遍的模式,絕大多數的公司和開發人員都采取此種架構來開發Web應用,並且其思維方式也停留於此。MVC模式由數據,視圖和控制 器構成,通過事件(Event)觸發Controller來改變Model和View。加上Webwork,Struts等開源框架的加入,MVC開發模 式已經相當成熟,其思想根本就是基於Action來驅動。從開發人員角度上來說,貿然接受一個新的架構會帶來風險,其中的不確定因素太多。並且REST新 的思維方式是把所有用戶需求抽象為資源,這在實際開發中是比較難做到的,因為並不是所有的用戶需求都能被抽象為資源,這樣也就是說不是整個系統的結構都能 通過REST的來表現。所以在開發中,我們需要根據以上2點來在REST和MVC中做出選擇。我們認為比較好的辦法是混用REST和MVC,因為這適合絕 大多數的Web應用開發,開發人員只需要對比較容易能夠抽象為資源的用戶需求采取REST的開發模式,而對其它需求采取MVC開發即可。這裏需要提到的就 是ROR(Ruby on Rails)框架,這是一個基於Ruby語言的越來越流行的Web開發框架,它極大的提高了Web開發的速度。更為重要的是,ROR(從1.2版本起)框 架是第一個引入REST做為核心思想的Web開發框架,它提供了對REST最好的支持,也是當今最成功的應用REST的Web開發框架。實際上,ROR的 REST實現就是REST和MVC混用,開發人員采用ROR框架,可以更快更好的構建Web應用。

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