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補習系列-springboot-restful應用

cati required int foo extend enabled delet tst extends

一、目標

  1. 了解 Restful 是什麽,基本概念及風格;
  2. 能使用SpringBoot 實現一套基礎的 Restful 風格接口;
  3. 利用Swagger 生成清晰的接口文檔。

二、Restful 入門

什麽是REST
摘自百科的定義:REST即表述性狀態轉移(英文:Representational State Transfer,簡稱REST)
是Roy Fielding博士(HTTP規範主要貢獻者)在2000年的論文中提出來的一種軟件架構風格。
是一種針對網絡應用的設計和開發方式,可以降低開發的復雜性,提高系統的可伸縮性。

通俗點說,REST就是一組架構約束準則;在這些準則中,有不少是利用了現有的WEB標準能力。

而最終的目的則是簡化當前業務層的設計及開發工作。

Restful API 則是指符合REST架構約束的API,關於這個詞在早年前其實已經非常流行,但大多數開發者對其仍然
處於觀望狀態,並不一定會立即采用。這個相信與當時技術社區的成熟度及氛圍是密切相關。
無論如何,在微服務架構如此流行的今天,Restful API已經成為了一種必備的的標準設計風格

關鍵要點
理解 Restful 風格需要理解以下幾點:

  • 資源

資源指的就是一個抽象的信息實體,可以是一個用戶、一首歌曲、一篇文章,只要是可作為引用的對象就是資源。
每個資源通常會被映射到一個URI,通過訪問這個URI可以獲取到信息。

  • 資源的表述

資源表述(Representation)指的則是資源的外在表現形式
比如一個帖子,可以通過HTML格式展現,也可以通過XML、JSON等格式輸出到客戶端。

在前面的文章(SpringBoot-Scope詳解)中提到,HTTP協議通過MIME來統一定義數據信息的格式標準。
通常,AcceptContent-Type可以用來指定客戶端及服務端可接受的信息格式,而這個就是資源的表述

  • 狀態轉移

在HTTP訪問過程中,資源的狀態發生變化。這裏會涉及到以下的幾個動詞:

名稱 語義
GET 獲取資源
POST 新建資源
PUT 更新資源
DELETE 刪除資源

對於不同的訪問方法,服務器會產生對應的行為並促使資源狀態產生轉換。

關於無狀態
Restful 是無狀態的設計,這點意味著交互過程中的請求應該能包含所有需要的信息,
而不需要依賴於已有的上下文。
然而 JavaEE中存在一些違背的做法,比如Cookie中設置JSESSIONID,
在多次請求間傳遞該值作為會話唯一標識,這標識著服務端必須保存著這些會話狀態數據。

PlayFramework框架實現了無狀態的Session,其將會話數據經過加密編碼並置入Cookie中,
這樣客戶端的請求將直接攜帶上全部的信息,是
無狀態的請求**,這點非常有利於服務端的可擴展性。

三、SpringBoot 實現 Restful

接下來,我們利用 SpringBoot 來實現一個Restful 風格的樣例。

說明
基於 PetStore(寵物店) 的案例,實現對某顧客(Customer)名下的寵物(Pet)的增刪改查。

1. 實體定義

Customer

public class Customer {

    private String name;

    public Customer() {
        super();
    }

    public Customer(String name) {
        super();
        this.name = name;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

}

Customer 只包含一個name屬性,我們假定這是唯一的標誌。

Pet

public class Pet {

    private String petId;
    private String name;
    private String type;
    private String description;

    public String getPetId() {
        return petId;
    }

    public void setPetId(String petId) {
        this.petId = petId;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public String getType() {
        return type;
    }

    public void setType(String type) {
        this.type = type;
    }

    public String getDescription() {
        return description;
    }

    public void setDescription(String description) {
        this.description = description;
    }

}

Pet 包含了以下幾個屬性

屬性名 描述
petId 寵物ID編號
name 寵物名稱
type 寵物類型
description 寵物的描述

2. URL資源

基於Restful 的原則,我們定義了以下的一組URL:

接口 方法 URL
添加寵物 POST /rest/pets/{customer}
獲取寵物列表 GET /rest/pets/{customer}
獲取寵物信息 GET /rest/pets/{customer}/{petId}
更新寵物信息 PUT /rest/pets/{customer}/{petId}
刪除寵物 DELETE /rest/pets/{customer}/{petId}

3. 數據管理

接下來實現一個PetManager 類,用於模擬在內存中對Pet數據進行增刪改查
代碼如下:

@Component
public class PetManager {

    private static Map<String, Customer> customers = new ConcurrentHashMap<String, Customer>();
    private static Map<String, Map<String, Pet>> pets = new ConcurrentHashMap<String, Map<String, Pet>>();

    @PostConstruct
    public void init() {
        String[] customerNames = new String[] { "Lilei", "Hanmeimei", "Jim Green" };

        for (String customerName : customerNames) {
            customers.put(customerName, new Customer(customerName));
        }
    }

    /**
     * 獲取customer
     * 
     * @param customer
     * @return
     */
    public Customer getCustomer(String customer) {
        if (StringUtils.isEmpty(customer)) {
            return null;
        }
        return customers.get(customer);
    }

    /**
     * 獲取customer名下的 pet 列表
     * 
     * @param customer
     * @return
     */
    public List<Pet> getPets(String customer) {
        if (StringUtils.isEmpty(customer)) {
            return Collections.emptyList();
        }

        if (!pets.containsKey(customer)) {
            return Collections.emptyList();
        }

        return pets.get(customer).values().stream().collect(Collectors.toList());
    }

    /**
     * 獲取某個pet
     * 
     * @param customer
     * @param petId
     * @return
     */
    public Pet getPet(String customer, String petId) {
        if (StringUtils.isEmpty(customer) || StringUtils.isEmpty(petId)) {
            return null;
        }

        if (!pets.containsKey(customer)) {
            return null;
        }
        return pets.get(customer).get(petId);
    }

    /**
     * 刪除pet
     * 
     * @param customer
     * @param petId
     * @return
     */
    public boolean removePet(String customer, String petId) {
        if (StringUtils.isEmpty(customer) || StringUtils.isEmpty(petId)) {
            return false;
        }

        if (!pets.containsKey(customer)) {
            return false;
        }
        return pets.get(customer).remove(petId) != null;
    }

    /**
     * 添加pet
     * 
     * @param customer
     * @param pet
     * @return
     */
    public Pet addPet(String customer, Pet pet) {
        if (StringUtils.isEmpty(customer) || pet == null) {
            return null;
        }

        Map<String, Pet> customerPets = null;
        if (!pets.containsKey(customer)) {

            customerPets = new LinkedHashMap<String, Pet>();
            Map<String, Pet> previous = pets.putIfAbsent(customer, customerPets);

            // 已經存在
            if (previous != null) {
                customerPets = previous;
            }
        } else {
            customerPets = pets.get(customer);
        }

        if (pet.getPetId() == null) {
            pet.setPetId(UUID.randomUUID().toString());
        }

        customerPets.put(pet.getPetId(), pet);
        return pet;
    }

    /**
     * 更新某個pet
     * 
     * @param customer
     * @param petPojo
     * @return
     */
    public Pet updatePet(String customer, Pet petPojo) {
        if (StringUtils.isEmpty(customer) || petPojo == null) {
            return null;
        }

        if (petPojo.getPetId() == null) {
            return null;
        }

        Pet pet = getPet(customer, petPojo.getPetId());
        pet.setType(petPojo.getType());
        pet.setName(petPojo.getName());
        pet.setDescription(petPojo.getDescription());

        return pet;
    }

}

4. 控制層實現

SpringBoot 提供了 @RestController,用於快速定義一個Restful 風格的Controller類
@RestController=@ResponseBody + @Controller

@RestController
@RequestMapping("/rest/pets/{customer}")
public class RestApiController {

    @Autowired
    private PetManager dataManager;

    /**
     * 添加寵物
     * 
     * @param customer
     * @param pet
     * @return
     */
    @PostMapping
    public ResponseEntity<Object> addPet(@PathVariable String customer, @RequestBody Pet pet) {
        validateCustomer(customer);

        Pet newPet = dataManager.addPet(customer, pet);

        // 返回 201.created
        if (newPet != null) {
            URI location = ServletUriComponentsBuilder.fromCurrentRequest().path("/{petId}")
                    .buildAndExpand(newPet.getPetId()).toUri();

            return ResponseEntity.created(location).build();
        }

        // 返回 204.noContent
        return ResponseEntity.noContent().build();
    }

    /**
     * 獲取寵物列表
     * 
     * @param customer
     * @return
     */
    @GetMapping
    @ResponseBody
    public List<Pet> listPets(@PathVariable String customer) {
        validateCustomer(customer);

        List<Pet> pets = dataManager.getPets(customer);
        return pets;
    }

    /**
     * 獲取某個寵物
     * 
     * @param customer
     * @param petId
     */
    @GetMapping("/{petId}")
    @ResponseBody
    public Pet getPet(@PathVariable String customer, @PathVariable String petId) {
        validateCustomer(customer);
        validatePet(customer, petId);

        Pet pet = dataManager.getPet(customer, petId);
        return pet;
    }

    /**
     * 更新寵物信息
     * 
     * @param customer
     * @param petId
     * @param pet
     */
    @PutMapping("/{petId}")
    public ResponseEntity<Object> updatePet(@PathVariable String customer, @PathVariable String petId, @RequestBody Pet pet) {
        validateCustomer(customer);
        validatePet(customer, petId);

        pet.setPetId(petId);
        Pet petObject = dataManager.updatePet(customer, pet);
        if (petObject != null) {
            return ResponseEntity.ok(petObject);
        }

        return ResponseEntity.noContent().build();

    }

    /**
     * 刪除某個寵物
     * 
     * @param customer
     * @param petId
     * @return
     */
    @DeleteMapping("/{petId}")
    public ResponseEntity<Object> removePet(@PathVariable String customer, @PathVariable String petId) {
        validateCustomer(customer);
        validatePet(customer, petId);

        dataManager.removePet(customer, petId);
        return ResponseEntity.ok().build();
    }

上述代碼中已經實現了完整的增刪改查語義。
在Restful 風格的API 接口定義中,往往會引用 HTTP 狀態碼用於表示不同的結果,比如一些錯誤的狀態類型。
這裏我們Customer、Pet 進行存在性校驗,若資源不存在返回404_NotFound。

    /**
     * 校驗customer是否存在
     * 
     * @param customer
     */
    private void validateCustomer(String customer) {
        if (dataManager.getCustomer(customer) == null) {
            throw new ObjectNotFoundException(String.format("the customer['%s'] is not found", customer));
        }
    }

    /**
     * 校驗pet是否存在
     * 
     * @param customer
     */
    private void validatePet(String customer, String petId) {
        if (dataManager.getPet(customer, petId) == null) {
            throw new ObjectNotFoundException(String.format("the pet['%s/%s'] is not found", customer, petId));
        }
    }

自定義異常攔截

    /**
     * 自定義異常,及攔截邏輯
     * 
     * @author atp
     *
     */
    @SuppressWarnings("serial")
    public static class ObjectNotFoundException extends RuntimeException {

        public ObjectNotFoundException(String msg) {
            super(msg);
        }
    }

    @ResponseBody
    @ExceptionHandler(ObjectNotFoundException.class)
    @ResponseStatus(HttpStatus.NOT_FOUND)
    public String objectNotFoundExceptionHandler(ObjectNotFoundException ex) {
        return ex.getMessage();
    }

5. 接口驗證

1. 添加寵物

URL
POST http://{{server}}/rest/pets/LiLei
請求內容

{
 "name": "Smart Baby",
 "description": "very small and smart also.",
 "type": "Dog"
}

返回示例

201 created
Content-Length →0
Date →Mon, 09 Jul 2018 05:15:01 GMT
Location →http://localhost:8090/rest/pets/LiLei/b5400334-e7b3-42f1-b192-f5e7c3193543

2. 獲取寵物列表

URL
GET http://{{server}}/rest/pets/LiLei
請求內容

<Empty>

返回示例

200 OK
Content-Type →application/json;charset=UTF-8
Date →Mon, 09 Jul 2018 05:23:27 GMT
Transfer-Encoding →chunked
[
    {
        "petId": "b5400334-e7b3-42f1-b192-f5e7c3193543",
        "name": "Smart Baby",
        "type": "Dog",
        "description": "very small and smart also."
    },
    {
        "petId": "610780af-94f1-4011-a175-7a0f3895163d",
        "name": "Big Cat",
        "type": "Cat",
        "description": "very old but I like it."
    }
]

3. 查詢寵物信息

URL
GET http://{{server}}/rest/pets/LiLei/b5400334-e7b3-42f1-b192-f5e7c3193543
請求內容

<Empty>

返回示例

200 OK
Content-Type →application/json;charset=UTF-8
Date →Mon, 09 Jul 2018 05:25:24 GMT
Transfer-Encoding →chunked
{
    "petId": "b5400334-e7b3-42f1-b192-f5e7c3193543",
    "name": "Smart Baby",
    "type": "Dog",
    "description": "very small and smart also."
}

4. 更新寵物信息

URL
PUT http://{{server}}/rest/pets/LiLei/b5400334-e7b3-42f1-b192-f5e7c3193543
請求內容

{
 "name": "Big Cat V2",
 "description": "I don't like it any more",
 "type": "Cat"
}

返回示例

200 OK
Content-Type →application/json;charset=UTF-8
Date →Mon, 09 Jul 2018 05:31:28 GMT
Transfer-Encoding →chunked
{
    "petId": "a98e4478-e754-4969-851b-bcaccd67263e",
    "name": "Big Cat V2",
    "type": "Cat",
    "description": "I don't like it any more"
}

5. 刪除寵物

URL
DELETE http://{{server}}/rest/pets/LiLei/b5400334-e7b3-42f1-b192-f5e7c3193543
請求內容

<empty>

返回示例

200 OK
Content-Length →0
Date →Mon, 09 Jul 2018 05:32:51 GMT

相關出錯

  • 客戶不存在:404 the customer[‘test‘] is not found
  • 寵物不存在:404 the pet[‘LiLei/b5400334-e7b3-42f1-b192-f5e7c31935431‘] is not found

四、Swagger 的使用

關於Swagger

Swagger是目前非常流行的一個API設計開發框架(基於OpenApi),
可用於API的設計、管理、代碼生成以及Mock測試等。

目前Swagger的應用非常廣,其涵蓋的開源模塊也比較多,這裏將使用swagger-ui實現API在線DOC的生成。

引入依賴


        <dependency>
            <groupId>io.springfox</groupId>
            <artifactId>springfox-swagger2</artifactId>
            <version>2.7.0</version>
        </dependency>


        <dependency>
            <groupId>io.springfox</groupId>
            <artifactId>springfox-swagger-ui</artifactId>
            <version>2.7.0</version>
        </dependency>

定義API配置


@EnableSwagger2
@Configuration
public class SwaggerConfig {


    public static final String VERSION = "1.0.0";

    @Value("${swagger.enable}")
    private boolean enabled;

    ApiInfo apiInfo() {
        return new ApiInfoBuilder().
                title("Pet Api Definition")
                .description("The Petstore CRUD Example")
                .license("Apache 2.0")
                .licenseUrl("http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0.html")
                .termsOfServiceUrl("")
                .version(VERSION)
                .contact(new Contact("", "", "[email protected]"))
                .build();
    }

    @Bean
    public Docket customImplementation() {
        return new Docket(DocumentationType.SWAGGER_2).select()
                .apis(RequestHandlerSelectors.withClassAnnotation(Api.class))
                .build()
                .enable(enabled)
                .apiInfo(apiInfo());
    }
}

@EnableSwagger2聲明了Swagger的啟用,Docket的Bean定義是API配置的入口,
可以設置API名稱、版本號,掃描範圍等。

聲明API描述

在原有的Controller 方法上添加關於API的聲明,如下:

@Api(value = "Pet Restful api")
@RestController
@RequestMapping("/rest/pets/{customer}")
public class RestApiController {

    @ApiOperation("添加寵物")
    @ApiImplicitParams({
            @ApiImplicitParam(paramType = "path", name = "customer", dataType = "String", required = true, value = "客戶名", defaultValue = ""),
            @ApiImplicitParam(paramType = "body", name = "pet", dataType = "Pet", required = true, value = "pet 請求", defaultValue = "") })
    @ApiResponses({
        @ApiResponse(code = 201, message = "添加成功"),
        @ApiResponse(code = 404, message = "資源不存在")
    })
    @PostMapping
    public ResponseEntity<Object> addPet(@PathVariable String customer, @RequestBody Pet pet) {
        ...

為了能描述返回對象的文檔說明,為Pet類做API聲明:

@ApiModel("寵物信息")
public class Pet {

    @ApiModelProperty(name="petId", value="寵物ID")
    private String petId;
    
    @ApiModelProperty(name="name", value="寵物名稱")
    private String name;
    
    @ApiModelProperty(name="type", value="寵物類型")
    private String type;
    
    @ApiModelProperty(name="description", value="寵物描述")
    private String description;

相關的註解:

註解 描述
@ApiModelProperty 用在出入參數對象的字段上
@Api 用於controller類
@ApiOperation 用於controller方法,描述操作
@ApiResponses 用於controller方法,描述響應
@ApiResponse 用於@ApiResponses內,描述單個響應結果
@ApiImplicitParams 用於controller的方法,描述入參
@ApiImplicitParam 用於@ApiImplicitParams內,描述單個入參
@ApiModel 用於返回對象類

訪問文檔

最後,訪問 http://localhost:8000/swagger_ui.html,可看到生成的文檔界面:

技術分享圖片

參考文檔

SpringBoot-tutorials-bookmarks
阮一峰-理解Restful架構
SprintBoot-使用Swagger發布API
swagger-2-documentation-for-spring-rest-api

歡迎繼續關註"美碼師的補習系列-springboot篇" ,期待更多精彩內容^-^

補習系列-springboot-restful應用