【REST WCF】30分钟理论到实践

【REST WCF】30分钟理论到实践

http://blog.vsharing.com/agiledo/

先来点理论知识，来自 http://www.cnblogs.com/simonchen/articles/2220838.html

一.什么是Rest

　　REST软件架构是由Roy Thomas Fielding博士2000年在他的论文《Architectural Styles and the Design of Network- based Software Architectures》首次提出的。他提出的理论对后来的Web技术的发展产生了巨大的影响，他是许多重要Web架构标准的设计者，这些标准就是 HTTP、URI等。

• Rest的英文全称是“Representational State Transfer”。中文翻译为“表述性状态转移”。REST本身只是为分布式超媒体系统设计的一种架构风格，而不是标准。
• 那么如何理解“Representational State Transfer”这句话呢？下面我们来解释一下：

1. 1.     Representational ：中文直译：代表的，表像的。如果把WEB 服务器端中所有的东西（数据）都看作是资源（Resource），那么呈现在用户面前（客户端）的就是资源的表像（Representation）。每一个资源都有自己的唯一标识（URI）。
   2.     State ：中文直译：状态。首先这个状态是客户端的状态，而不是服务器端的状态（在REST 中，服务器端应该是无状态的）。那么，把State和Representation联系在一起（Representational State），可以理解成：每一个资源（Resource）在客户端的表像（Representation）就是客户端的一个状态（State）。
   3.     Transfer：中文直译：转移。当用户通过不同的URI访问不同的资源时，客户端的表像（Representation）也会随着变化，也就意味着客户端的状态变更（Transfer）了，连起来就是：Representational State Transfer。

• REST=老的Web规范+3个新的规范：REST实际上也是基于已有的Web规范集合产生的。传统的Web应用大都是BS系统，这些系统共同遵循一些老的Web规范，这些规范主要包含 3条：

1. 1. 　　客户－服务器：这种规范的提出，改善了用户接口跨多个平台的可移植性，并且通过简化服务器组件，改善了系统的可伸缩性。最为关键的是通过分离用户接口和数据存储这两个关注点，使得不同用户终端享受相同数据成为了可能。
   2. 　　无状态性：无状态性是在客户－服务器约束的基础上添加的又一层规范。他要求通信必须在本质上是无状态的，即从客户到服务器的每个request都 必须包含理解该request所必须的所有信息。这个规范改善了系统的可见性（无状态性使得客户端和服务器端不必保存对方的详细信息，服务器只需要处理当 前request，而不必了解所有的request历史），可靠性（无状态性减少了服务器从局部错误中恢复的任务量），可伸缩性（无状态性使得服务器端可 以很容易的释放资源，因为服务器端不必在多个request中保存状态）。同时，这种规范的缺点也是显而易见得，由于不能将状态数据保存在服务器上的共享 上下文中，因此增加了在一系列request中发送重复数据的开销,严重的降低了效率。
   3.       缓存：为了改善无状态性带来的网络的低效性，我们填加了缓存约束。缓存约束允许隐式或显式地标记一个response中的数据，这样就赋予了客户 端缓存response数据的功能，这样就可以为以后的request共用缓存的数据，部分或全部的消除一部分交互，增加了网络的效率。但是用于客户端缓存了信息，也就同时增加了客户端与服务器数据不一致的可能，从而降低了可靠性。

• REST在原有的架构上增加了3个新规范：统一接口、分层系统和按需代码：

1. 1.       统一接口：REST架构风格的核心特征就是强调组件之间有一个统一的接口，这表现在REST世界里，网络上所有的事物都被抽象为资源，而REST 就是通过通用的链接器接口对资源进行操作。这样设计的好处是保证系统提供的服务都是解耦的，极大的简化了系统，从而改善了系统的交互性和可重用性。并且 REST针对Web的常见情况做了优化，使得REST接口被设计为可以高效的转移大粒度的超媒体数据，这也就导致了REST接口对其它的架构并不是最优的。
   2.       分层系统：分层系统规则的加入提高了各种层次之间的独立性，为整个系统的复杂性设置了边界，通过封装遗留的服务，使新的服务器免受遗留客户端的影响，这也就提高了系统的可伸缩性。
   3.       按需代码：REST允许对客户端功能进行扩展。比如，通过下载并执行 applet或脚本形式的代码，来扩展客户端功能。但这在改善系统可扩展性的同时，也降低了可见性。所以它只是REST的一个可选的约束。

二.Rest的特点

     由于Rest遵守的这些规范，因此Rest架构的特点也非常的明显：

• 　　REST是一种架构，而不是一个规范。
• 　　REST是一种典型的Client-Server架构，但是强调瘦服务器端，服务器端只应该处理跟数据有关的操作，所有有关显示的工作都应该放在客户端。
• 　　在REST架构中，服务器是无状态的，也就是说服务器不会保存任何与客户端的会话状态信息。所有的状态信息只能放在双方沟通的 Message（消息）中。
• 　　REST架构是幂等的，对于相同的请求，服务器返回的结果也是相同的，因此服务器端返回的结果是可以缓存的，既可以存在客户端也可以存在代理服务器端。
• 　　在REST架构中，所有的操作都是基于统一的方式进行的：

1. 1.     每个Resource都有一个唯一的ID。
   2.     通过Representation（客户端）来处理Resource（服务器端）。也就是说，客户端不能直接操作服务器端的Resource，只能通过对相应的Representation的操作，并发送相应的请求，最后由服务器端来处理Resource并返回结果。
   3.     客户端和服务器端传送的任何一个Message（消息），都应该是自描述的。也就是说处理这个 Message所需要的上下文环境都应该包含在这个Message当中。
   4.     多媒体的交互系统，客户端和服务器端传送的内容可以是文档，图片，声音等等多媒体数据，这也是一个Resource能够对应不同的Representation（例如文档，图片等）的基础。 

• 　　分层结构，像TCP/IP的分层结构一样，第n层使用第n-1层提供的服务并为第n+1层提供服务。在REST中，Client- Server之间加入了Proxy层和Gateway层。在这些中间层可以加入一些业务处理以外的功能，譬如：负载均衡，安全控制等等。
• 　　Code-On-Demand，客户端可以访问服务器端的Resource，但并不知道如何处理服务器端返回的结果，这个处理过程的代码应该是从服务器端发送过来，然后在客户端执行，也就是说客户端的功能是根据需要动态从服务器端获得的。一个很简单的例子，Applet就是从服务器端下载然后在客户端执行的。注意，这个特性是可选的（Optional），也就是说在你的REST实现当中，可以不考虑这个特性。

三.Rest的优点

      既然Rest风格有这些特点，那么也就具备了许多优点：

• 　　缓存使用 HTTP 向 RESTful 端点申请数据时，用到的 HTTP 动词是 GET。对于 GET 请求响应中返回的资源，可以用多种不同的方式进行缓存。Conditional GET 就是可供选择的一种实现细节，客户端可以向服务验证他的数据是否为最新版本；RESTful 端点可以通过它进一步提高速度和可伸缩性。
• 　　扩展 REST 鼓励每项资源包含处理特殊请求所需的所有必要状态。满足这一约束时，RESTful 服务更易于扩展且可以没有状态。
• 　　副作用如您使用 GET 请求资源，RESTful 服务应该没有副作用（遗憾的是，与其他一些 REST 约束相比，这一约束更容易被打破）。
• 　　幂等统一接口另外两个常用到的主要 HTTP 动词是 PUT 和 DELETE。用户代理想要修改资源时最常使用 PUT，DELETE 可以自我描述。要点（也就是“幂等”一词所强调的）是您可以对特殊资源多次使用这两个动词，效果与首次使用一样——至少不会有任何其他影响。构建可靠的分布式系统时（即错误、网络故障或延迟可能导致多次执行代码），这一优点可提供保障。
• 　　互操作性许多人将 SOAP 捧为建立客户端-服务器程序最具互操作性的方法。但一些语言和环境至今仍没有 SOAP 工具包。有一些虽然有工具包，但采用的是旧标准，不能保证与使用更新标准的工具包可靠沟通。对于大多数操作，REST 仅要求有 HTTP 库（当然，XML 库通常也很有帮助），它的互操作性肯定强过任何 RCP 技术（包括 SOAP）。
• 　　简易性与其他优点相比，这一优点更主观一些，不同的人可能有不同的感受。对我而言，使用 REST 的简易性涉及到代表资源的 URI 和统一接口。作为一名 Web 冲浪高手，我理解在浏览器中输入不同的 URI 可以得到不同的资源（有时也被称为 URI 或 URL 黑客，但绝无恶意）。由于有多年使用 URI 的经验，所以为资源设计 URI 对我来说得心应手。使用统一接口简化了开发过程，因为我不必为每个需要建立的服务构建接口、约定或 API。接口（客户端与我的服务交互的方式）由体系结构约束设置。

四.Rest的设计原则

　　REST架构是针对Web应用而设计的，其目的是为了降低开发的复杂性，提高系统的可伸缩性。REST提出了如下设计准则：

1. 网络上的所有事物都被抽象为资源（resource），比如图片、音乐、视频、文字、以及服务等等；
2. 每个资源有唯一的资源标识符（resource identifier），URI定位资源；
3. 通过通用的连接器接口（generic connector interface）对资源进行操作，比如使用 HTTP 标准动词（GET、POST、PUT 和 DELETE）的统一接口完成操作；
4. 对资源的各种操作不会改变资源标识符，URI不变；
5. 所有的操作都是无状态的（stateless）。

五.wcf3.5到wcf4.0 Rest的新增特性

1. 增加对路由的支持
2. 对缓存的支持。
3. 帮助（help）页面的改进。
4. 消息错误处理
5. 消息格式的多样性如（XMLJSONATOMTEXTBINARY）
6. 简化操作。

甩过一遍理论，那么就趁热实践一番吧！

六.实践出真知

按正常步骤新建一个WCF应用，常见的CRUD操作

 [ServiceContract]
    public interface IExampleService
    {

        [OperationContract]
        string GetData(string value);

        [OperationContract]
        string AddData(string value);

        [OperationContract ]
        string UpdateData(string value);

        [OperationContract ]
        string DeleteData(string value);

    }

那么rest模式该是如何呢？

 [ServiceContract]
    public interface IExampleService
    {

        [OperationContract]
        [WebGet(UriTemplate = "/Rest/Get/{value}", ResponseFormat = WebMessageFormat.Json)]
        string GetData(string value);

        [OperationContract]
        [WebInvoke(UriTemplate = "/Rest/Add/{value}", Method = "POST")]
        string AddData(string value);

        [OperationContract ]
        [WebInvoke(UriTemplate = "/Rest/Update/{value}", Method = "PUT")]
        string UpdateData(string value);

        [OperationContract ]
        [WebInvoke (UriTemplate="/Rest/Delete/{value}",Method="DELETE")]
        string DeleteData(string value); 
       
    }

比较下就很容易看出多加了些标签，并且也从方法的使用上可以对应出GET、POST、PUT、DELETE的使用。

wcf可以看元数据，那么rest也有对应的方式，在web.config中添加如下配置就可以查看help页面

 <services>
      <service name="RestWCFTest.ExampleService">
        <endpoint address="" behaviorConfiguration="HelpBehavior" binding="webHttpBinding"
          bindingConfiguration="" contract="RestWCFTest.IExampleService" />
      </service>
    </services>

  <behaviors>
      <endpointBehaviors>
        <behavior name="HelpBehavior">
          <webHttp helpEnabled="true" />
        </behavior>
      </endpointBehaviors>
</behaviors>

help页面如下

点击方法进去可以看见调用方式

我们的接口实现

   public string GetData(string value)
        {
            return string.Format("You entered: {0}", value);
        }

        public string AddData(string value)
        {
            return string.Format("You added: {0}", value);
        }

        public string UpdateData(string value)
        {
            return string.Format("You updated: {0}", value);
        }

        public string DeleteData(string value)
        {
            return string.Format("You deleted: {0}", value);
        }

现在我们用fiddler来模拟请求测试下

在composer选项里有模拟请求的功能，very good！我们先来调用GetData操作，根据参数获取数据，根据设置的URI模板，“123456”为匹配

的参数，执行它！

看请求的信息

GET http://localhost/REST4/ExampleService.svc/Rest/Get/123456 HTTP/1.1
User-Agent: Fiddler
Content-type: application/json
Host: localhost
Content-Length: 0

看响应的数据

HTTP/1.1 200 OK
Cache-Control: private
Content-Length: 21
Content-Type: application/json; charset=utf-8
Server: Microsoft-IIS/7.5
X-AspNet-Version: 4.0.30319
X-Powered-By: ASP.NET
Date: Fri, 27 Sep 2013 05:16:52 GMT

"You entered: 123456"

200 OK 调用正常，content-type是json，因为我们指定的，IIS是7.5，对，我的确是部署在7.5上。。。看结果也是和预期一模一样，so easy~

可能有同学会问，这是返回的json数据么？我也觉得不是，如果在方法标签上修改为如下

 [OperationContract]
        [WebGet(UriTemplate = "/Rest/Get/{value}",BodyStyle=WebMessageBodyStyle.Wrapped, ResponseFormat = WebMessageFormat.Json)]
        string GetData(string value);

多加了个修饰bodystyle，它的功能是对结果进行包装，包装后再看返回的结果

HTTP/1.1 200 OK
Cache-Control: private
Content-Length: 39
Content-Type: application/json; charset=utf-8
Server: Microsoft-IIS/7.5
X-AspNet-Version: 4.0.30319
X-Powered-By: ASP.NET
Date: Fri, 27 Sep 2013 06:34:24 GMT

{"GetDataResult":"You entered: 123456"}

果然，被包装了，它是一个json格式的数据了。

POST

请求

POST http://localhost/REST4/ExampleService.svc/Rest/Add/1234 HTTP/1.1
User-Agent: Fiddler
Content-type: application/json
Host: localhost
Content-Length: 0

响应

HTTP/1.1 200 OK
Cache-Control: private
Content-Length: 92
Content-Type: application/xml; charset=utf-8
Server: Microsoft-IIS/7.5
X-AspNet-Version: 4.0.30319
X-Powered-By: ASP.NET
Date: Fri, 27 Sep 2013 05:06:41 GMT

<string xmlns="http://schemas.microsoft.com/2003/10/Serialization/">You added: 1234</string>

这个时候我们没有指定返回的格式，默认为XML。

PUT

请求

PUT http://localhost/REST4/ExampleService.svc/Rest/Update/123 HTTP/1.1
User-Agent: Fiddler
Content-type: application/json
Host: localhost
Content-Length: 0

响应

HTTP/1.1 200 OK
Cache-Control: private
Content-Length: 93
Content-Type: application/xml; charset=utf-8
Server: Microsoft-IIS/7.5
X-AspNet-Version: 4.0.30319
X-Powered-By: ASP.NET
Date: Fri, 27 Sep 2013 05:23:04 GMT

<string xmlns="http://schemas.microsoft.com/2003/10/Serialization/">You updated: 123</string>

DELETE

请求

DELETE http://localhost/REST4/ExampleService.svc/Rest/Delete/123 HTTP/1.1
User-Agent: Fiddler
Content-type: application/json
Host: localhost
Content-Length: 0

响应

HTTP/1.1 200 OK
Cache-Control: private
Content-Length: 93
Content-Type: application/xml; charset=utf-8
Server: Microsoft-IIS/7.5
X-AspNet-Version: 4.0.30319
X-Powered-By: ASP.NET
Date: Fri, 27 Sep 2013 05:14:56 GMT

<string xmlns="http://schemas.microsoft.com/2003/10/Serialization/">You deleted: 123</string>

有同学可能DELETE请求发出去没反应（IIS 7.5），请在web.config里加上以下节点

 <system.webServer>
<modules runAllManagedModulesForAllRequests="true">
      <remove name="WebDAVModule" />
    </modules>
<handlers>
      <remove name="WebDAV" />
    </handlers>
 </system.webServer>

至此一般的传参情况就是如此了，下面列举一些其它传参情况

   [OperationContract]
        [WebGet(UriTemplate = "/Rest/GetList2/", ResponseFormat = WebMessageFormat.Json)]
        List<ExampleData> GetDataLs2();

   [OperationContract]
        [WebInvoke(UriTemplate = "/Rest/AddLs3", BodyStyle = WebMessageBodyStyle.Wrapped,
            ResponseFormat = WebMessageFormat.Json, RequestFormat = WebMessageFormat.Json, Method = "POST")]
        List<ExampleData> AddDataLs3(List<ExampleData> datas);

        [OperationContract]
        [WebInvoke(UriTemplate = "/Rest/AddLs4", BodyStyle = WebMessageBodyStyle.Wrapped,
            ResponseFormat = WebMessageFormat.Json, RequestFormat = WebMessageFormat.Json, Method = "POST")]
        List<ExampleData> AddDataLs4(List<ExampleData> datas1, List<ExampleData> datas2);

实体

  public class ExampleData
    {
        public string Name
        {
            get;
            set;
        }

        public string Age
        {
            get;
            set;
        }
    }

接口实现

  public List<ExampleData> GetDataLs2()
        {
            List<ExampleData> result = new List<ExampleData> { 
                new ExampleData{ Name="张三", Age="20"}
                ,new ExampleData {Name="李四",Age="21"}
                 ,new ExampleData {Name="王五",Age="30"}
            };

            return result;
        }

  public List<ExampleData> AddDataLs3(List<ExampleData> datas)
        {
            return datas;
        }

  public List<ExampleData> AddDataLs4(List<ExampleData> datas1, List<ExampleData> datas2)
        {
            List<ExampleData> result = new List<ExampleData>();
            result.AddRange(datas1);
            result.AddRange(datas2);

            return result;
        }

我们看到有获取实体集合了，还有传参的时候也是实体集合了

首先看看获取集合的情况

请求

GET http://localhost/REST4/ExampleService.svc/Rest/GetList2/ HTTP/1.1
User-Agent: Fiddler
Content-type: application/json
Host: localhost
Content-Length: 0

响应

HTTP/1.1 200 OK
Cache-Control: private
Content-Length: 88
Content-Type: application/json; charset=utf-8
Server: Microsoft-IIS/7.5
X-AspNet-Version: 4.0.30319
X-Powered-By: ASP.NET
Date: Fri, 27 Sep 2013 05:21:52 GMT

[{"Age":"20","Name":"张三"},{"Age":"21","Name":"李四"},{"Age":"30","Name":"王五"}]

嗯，返回的格式不错。

看看怎样做新增操作的

AddDataLs3

请求

POST http://localhost/REST4/ExampleService.svc/Rest/AddLs3 HTTP/1.1
User-Agent: Fiddler
Content-type: application/json
Host: localhost
Content-Length: 41

{"datas":[{"Name":"xiaohua","Age":"13"}]}

这时候我们会注意到，多了request body了，并且datas就是参数名

响应

HTTP/1.1 200 OK
Cache-Control: private
Content-Length: 52
Content-Type: application/json; charset=utf-8
Server: Microsoft-IIS/7.5
X-AspNet-Version: 4.0.30319
X-Powered-By: ASP.NET
Date: Fri, 27 Sep 2013 06:59:55 GMT

{"AddDataLs3Result":[{"Age":"13","Name":"xiaohua"}]}

被包装了的数据。

AddDataLs4

请求

POST http://localhost/REST4/ExampleService.svc/Rest/AddLs4 HTTP/1.1
User-Agent: Fiddler
Content-type: application/json
Host: localhost
Content-Length: 78

{"datas1":[{"Name":"xiaohua","Age":"13"}],"datas2":[{"Name":"li","Age":"13"}]}

响应

HTTP/1.1 200 OK
Cache-Control: private
Content-Length: 77
Content-Type: application/json; charset=utf-8
Server: Microsoft-IIS/7.5
X-AspNet-Version: 4.0.30319
X-Powered-By: ASP.NET
Date: Fri, 27 Sep 2013 07:02:58 GMT

{"AddDataLs4Result":[{"Age":"13","Name":"xiaohua"},{"Age":"13","Name":"li"}]}

面对茫茫多的CRUD的时候，我们也许会显得不耐烦，因为每个操作都去写方法，真是烦躁，不妨可以试下如下的方式

   [OperationContract]
        [WebInvoke(UriTemplate = "/Rest/*", Method = "*", ResponseFormat = WebMessageFormat.Json)]
        string ExecuteData();

用星号来匹配所有的请求，让程序区识别请求到底是GET、POST、PUT还是DELETE

实现

   public string ExecuteData()
        {
            var request = WebOperationContext.Current.IncomingRequest;

            var method = request.Method;
            var args = request.UriTemplateMatch.WildcardPathSegments;

            switch (method)
            {
                case "POST":
                    return "POST...";
                case "DELETE":
                    return "DELETE...";
                case "PUT":
                    return "UPDATE...";
                default:
                    return "GET...";
            }
        }

嗯，不知不觉就贴了这么多代码了，其实我字没写多少，今天就到这吧，算是入门了吧。

以上例子所有源码下载

time waits for no one

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