RESTful API及其設計思想
要弄清楚什麼是RESTful API,首先要弄清楚什麼是REST。REST -- REpresentational State Transfer，英語的直譯就是“表現層狀態轉移”。如果看這個概念，估計沒幾個人能明白是什麼意思。那下面就讓我來用一句人話解釋一下什麼是RESTful:URL定位資源，用HTTP動詞（GET,POST,PUT,DELETE)描述操作。
Resource：資源，即資料。
Representational：某種表現形式，比如用JSON，XML，JPEG等；
State Transfer：狀態變化。通過HTTP動詞實現。
所以RESTful API就是REST風格的API。 那麼在什麼場景下使用RESTful API呢？在當今的網際網路應用的前端展示媒介很豐富。有手機、有平板電腦還有PC以及其他的展示媒介。那麼這些前端接收到的使用者請求統一由一個後臺來處理並返回給不同的前端肯定是最科學和最經濟的方式，RESTful API就是一套協議來規範多種形式的前端和同一個後臺的互動方式。
RESTful API由後臺也就是SERVER來提供前端來呼叫。前端呼叫API向後臺發起HTTP請求，後臺響應請求將處理結果反饋給前端。也就是說RESTful 是典型的基於HTTP的協議。那麼RESTful API有哪些設計原則和規範呢？
1，資源。首先是弄清楚資源的概念。資源就是網路上的一個實體，一段文字，一張圖片或者一首歌曲。資源總是要通過一種載體來反應它的內容。文字可以用TXT，也可以用HTML或者XML、圖片可以用JPG格式或者PNG格式，JSON是現在最常用的資源表現形式。
2，統一介面。RESTful風格的資料元操CRUD（create,read,update,delete）分別對應HTTP方法：GET用來獲取資源，POST用來新建資源（也可以用於更新資源），PUT用來更新資源，DELETE用來刪除資源，這樣就統一了資料操作的介面。
3，URI。可以用一個URI（統一資源定位符）指向資源，即每個URI都對應一個特定的資源。要獲取這個資源訪問它的URI就可以，因此URI就成了每一個資源的地址或識別符。一般的，每個資源至少有一個URI與之對應，最典型的URI就是URL。
4，無狀態。所謂無狀態即所有的資源都可以URI定位，而且這個定位與其他資源無關，也不會因為其他資源的變化而變化。有狀態和無狀態的區別，舉個例子說明一下，例如要查詢員工工資的步驟為第一步：登入系統。第二步：進入查詢工資的頁面。第三步：搜尋該員工。第四步：點選姓名檢視工資。這樣的操作流程就是有狀態的，查詢工資的每一個步驟都依賴於前一個步驟，只要前置操作不成功，後續操作就無法執行。如果輸入一個URL就可以得到指定員工的工資，則這種情況就是無狀態的，因為獲取工資不依賴於其他資源或狀態，且這種情況下，員工工資是一個資源，由一個URL與之對應可以通過HTTP中的GET方法得到資源，這就是典型的RESTful風格。
說了這麼多，到底RESTful長什麼樣子的呢？
GET:http://www.xxx.com/source/id 獲取指定ID的某一類資源。例如GET:http://www.xxx.com/friends/123表示獲取ID為123的會員的好友列表。如果不加id就表示獲取所有會員的好友列表。
POST:http://www.xxx.com/friends/123表示為指定ID為123的會員新增好友。其他的操作類似就不舉例了。
RESTful API還有其他一些規範。1：應該將API的版本號放入URL。GET:http://www.xxx.com/v1/friend/123。或者將版本號放在HTTP頭資訊中。我個人覺得要不要版本號取決於自己開發團隊的習慣和業務的需要，不是強制的。2：URL中只能有名詞而不能有動詞，操作的表達是使用HTTP的動詞GET,POST,PUT,DELETEL。URL只標識資源的地址，既然是資源那就是名詞了。3：如果記錄數量很多，伺服器不可能都將它們返回給使用者。API應該提供引數，過濾返回結果。?limit=10：指定返回記錄的數量、?page=2&per_page=100：指定第幾頁，以及每頁的記錄數。
RESTful 是目前最流行的 API 設計規範，用於 Web 資料介面的設計。
它的大原則容易把握，但是細節不容易做對。本文總結 RESTful 的設計細節，介紹如何設計出易於理解和使用的 API。
一、URL 設計
1.1 動詞 + 賓語
RESTful 的核心思想就是，客戶端發出的資料操作指令都是"動詞 + 賓語"的結構。比如，GET /articles這個命令，GET是動詞，/articles是賓語。
動詞通常就是五種 HTTP 方法，對應 CRUD 操作。
- GET：讀取（Read）
- POST：新建（Create）
- PUT：更新（Update）
- PATCH：更新（Update），通常是部分更新
- DELETE：刪除（Delete）
根據 HTTP 規範，動詞一律大寫。
1.2 動詞的覆蓋
有些客戶端只能使用GET和POST這兩種方法。伺服器必須接受POST模擬其他三個方法（PUT、PATCH、DELETE）。
這時，客戶端發出的 HTTP 請求，要加上X-HTTP-Method-Override屬性，告訴伺服器應該使用哪一個動詞，覆蓋POST方法。
POST /api/Person/4 HTTP/1.1 X-HTTP-Method-Override: PUT
上面程式碼中，X-HTTP-Method-Override指定本次請求的方法是PUT，而不是POST。
1.3 賓語必須是名詞
賓語就是 API 的 URL，是 HTTP 動詞作用的物件。它應該是名詞，不能是動詞。比如，/articles這個 URL 就是正確的，而下面的 URL 不是名詞，所以都是錯誤的。
- /getAllCars
- /createNewCar
- /deleteAllRedCars
1.4 複數 URL
既然 URL 是名詞，那麼應該使用複數，還是單數？
這沒有統一的規定，但是常見的操作是讀取一個集合，比如GET /articles（讀取所有文章），這裡明顯應該是複數。
為了統一起見，建議都使用複數 URL，比如GET /articles/2要好於GET /article/2。
1.5 避免多級 URL
常見的情況是，資源需要多級分類，因此很容易寫出多級的 URL，比如獲取某個作者的某一類文章。
GET /authors/12/categories/2
這種 URL 不利於擴充套件，語義也不明確，往往要想一會，才能明白含義。
更好的做法是，除了第一級，其他級別都用查詢字串表達。
GET /authors/12?categories=2
下面是另一個例子，查詢已釋出的文章。你可能會設計成下面的 URL。
GET /articles/published
查詢字串的寫法明顯更好。
GET /articles?published=true
二、狀態碼
2.1 狀態碼必須精確
客戶端的每一次請求，伺服器都必須給出迴應。迴應包括 HTTP 狀態碼和資料兩部分。
HTTP 狀態碼就是一個三位數，分成五個類別。
1xx：相關資訊2xx：操作成功3xx：重定向4xx：客戶端錯誤5xx：伺服器錯誤
這五大類總共包含100多種狀態碼，覆蓋了絕大部分可能遇到的情況。每一種狀態碼都有標準的（或者約定的）解釋，客戶端只需檢視狀態碼，就可以判斷出發生了什麼情況，所以伺服器應該返回儘可能精確的狀態碼。
API 不需要1xx狀態碼，下面介紹其他四類狀態碼的精確含義。
2.2 2xx 狀態碼
200狀態碼錶示操作成功，但是不同的方法可以返回更精確的狀態碼。
- GET: 200 OK
- POST: 201 Created
- PUT: 200 OK
- PATCH: 200 OK
- DELETE: 204 No Content
上面程式碼中，POST返回201狀態碼，表示生成了新的資源；DELETE返回204狀態碼，表示資源已經不存在。
此外，202 Accepted狀態碼錶示伺服器已經收到請求，但還未進行處理，會在未來再處理，通常用於非同步操作。下面是一個例子。
HTTP/1.1 202 Accepted { "task": { "href": "/api/company/job-management/jobs/2130040", "id": "2130040" } }
2.3 3xx 狀態碼
API 用不到301狀態碼（永久重定向）和302狀態碼（暫時重定向，307也是這個含義），因為它們可以由應用級別返回，瀏覽器會直接跳轉，API 級別可以不考慮這兩種情況。
API 用到的3xx狀態碼，主要是303 See Other，表示參考另一個 URL。它與302和307的含義一樣，也是"暫時重定向"，區別在於302和307用於GET請求，而303用於POST、PUT和DELETE請求。收到303以後，瀏覽器不會自動跳轉，而會讓使用者自己決定下一步怎麼辦。下面是一個例子。
HTTP/1.1 303 See Other Location: /api/orders/12345
2.4 4xx 狀態碼
4xx狀態碼錶示客戶端錯誤，主要有下面幾種。
400 Bad Request：伺服器不理解客戶端的請求，未做任何處理。
401 Unauthorized：使用者未提供身份驗證憑據，或者沒有通過身份驗證。
403 Forbidden：使用者通過了身份驗證，但是不具有訪問資源所需的許可權。
404 Not Found：所請求的資源不存在，或不可用。
405 Method Not Allowed：使用者已經通過身份驗證，但是所用的 HTTP 方法不在他的許可權之內。
410 Gone：所請求的資源已從這個地址轉移，不再可用。
415 Unsupported Media Type：客戶端要求的返回格式不支援。比如，API 只能返回 JSON 格式，但是客戶端要求返回 XML 格式。
422 Unprocessable Entity ：客戶端上傳的附件無法處理，導致請求失敗。
429 Too Many Requests：客戶端的請求次數超過限額。
2.5 5xx 狀態碼
5xx狀態碼錶示服務端錯誤。一般來說，API 不會向用戶透露伺服器的詳細資訊，所以只要兩個狀態碼就夠了。
500 Internal Server Error：客戶端請求有效，伺服器處理時發生了意外。
503 Service Unavailable：伺服器無法處理請求，一般用於網站維護狀態。
三、伺服器迴應
3.1 不要返回純本文
API 返回的資料格式，不應該是純文字，而應該是一個 JSON 物件，因為這樣才能返回標準的結構化資料。所以，伺服器迴應的 HTTP 頭的Content-Type屬性要設為application/json。
客戶端請求時，也要明確告訴伺服器，可以接受 JSON 格式，即請求的 HTTP 頭的ACCEPT屬性也要設成application/json。下面是一個例子。
GET /orders/2 HTTP/1.1 Accept: application/json
3.2 發生錯誤時，不要返回 200 狀態碼
有一種不恰當的做法是，即使發生錯誤，也返回200狀態碼，把錯誤資訊放在資料體裡面，就像下面這樣。
HTTP/1.1 200 OK Content-Type: application/json { "status": "failure", "data": { "error": "Expected at least two items in list." } }
上面程式碼中，解析資料體以後，才能得知操作失敗。
這張做法實際上取消了狀態碼，這是完全不可取的。正確的做法是，狀態碼反映發生的錯誤，具體的錯誤資訊放在資料體裡面返回。下面是一個例子。
HTTP/1.1 400 Bad Request Content-Type: application/json { "error": "Invalid payoad.", "detail": { "surname": "This field is required." } }
3.3 提供連結
API 的使用者未必知道，URL 是怎麼設計的。一個解決方法就是，在迴應中，給出相關連結，便於下一步操作。這樣的話，使用者只要記住一個 URL，就可以發現其他的 URL。這種方法叫做 HATEOAS。
舉例來說，GitHub 的 API 都在 api.github.com 這個域名。訪問它，就可以得到其他 URL。
{ ... "feeds_url": "https://api.github.com/feeds", "followers_url": "https://api.github.com/user/followers", "following_url": "https://api.github.com/user/following{/target}", "gists_url": "https://api.github.com/gists{/gist_id}", "hub_url": "https://api.github.com/hub", ... }
上面的迴應中，挑一個 URL 訪問，又可以得到別的 URL。對於使用者來說，不需要記住 URL 設計，只要從 api.github.com 一步步查詢就可以了。
HATEOAS 的格式沒有統一規定，上面例子中，GitHub 將它們與其他屬性放在一起。更好的做法應該是，將相關連結與其他屬性分開。
HTTP/1.1 200 OK Content-Type: application/json { "status": "In progress", "links": {[ { "rel":"cancel", "method": "delete", "href":"/api/status/12345" } , { "rel":"edit", "method": "put", "href":"/api/status/12345" } ]} }
四、參考連結
- RESTful API Design: 13 Best Practices to Make Your Users Happy, by Florimond Manca
- API design, by MicroSoft Azure