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  • 浅谈RESTful API接口设计标准及规范,及Django rest_framework使用

    前言

    网络应用程序,分为前端和后端两个部分。当前的发展趋势,就是前端设备层出不穷(手机、平板、桌面电脑、其他专用设备…)。因此,必须有一种统一的机制,方便不同的前端设备与后端进行通信。这导致API构架的流行,甚至出现"APIFirst"的设计思想。RESTful API是目前比较成熟的一套互联网应用程序的API设计理论。

    REST(Representational State Transfer)表述性状态转换,REST指的是一组架构约束条件和原则。 如果一个架构符合REST的约束条件和原则,我们就称它为RESTful架构。REST本身并没有创造新的技术、组件或服务,而隐藏在RESTful背后的理念就是使用Web的现有特征和能力, 更好地使用现有Web标准中的一些准则和约束。虽然REST本身受Web技术的影响很深, 但是理论上REST架构风格并不是绑定在HTTP上,只不过目前HTTP是唯一与REST相关的实例

    一.URI规范

    不用大写;
    用中杠-不用下杠_;
    参数列表要encode;
    URI中的名词表示资源集合,使用复数形式。

    二.资源集合 ,单个资源
    URI表示资源的两种方式:资源集合、单个资源。

    资源集合:
    
    /zoos //所有动物园
    /zoos/1/animals //id为1的动物园中的所有动物
    单个资源:
    
    /zoos/1 //id为1的动物园
    /zoos/1;2;3 //id为1,2,3的动物园

    三.避免层级过深的URI
    /在url中表达层级,用于按实体关联关系进行对象导航,一般根据id导航。

    过深的导航容易导致url膨胀,不易维护,如 GET /zoos/1/areas/3/animals/4,尽量使用查询参数代替路径中的实体导航,如GET /animals?zoo=1&area=3;

    四.对Composite资源的访问
    服务器端的组合实体必须在uri中通过父实体的id导航访问。

    组合实体不是first-class的实体,它的生命周期完全依赖父实体,无法独立存在,在实现上通常是对数据库表中某些列的抽象,不直接对应表,也无id。一个常见的例子是 User — Address,Address是对User表中zipCode/country/city三个字段的简单抽象,无法独立于User存在。必须通过User索引到Address:GET /user/1/addresses

    五. Request(请求)
    HTTP方法
    通过标准HTTP方法对资源CRUD:

    GET:查询

    GET /zoos
    GET /zoos/1
    GET /zoos/1/employees

    POST:创建单个资源。POST一般向“资源集合”型uri发起

    POST /animals //新增动物
    POST /zoos/1/employees //为id为1的动物园雇佣员工

    PUT:更新单个资源(全量),客户端提供完整的更新后的资源。与之对应的是 PATCH,PATCH 负责部分更新,客户端提供要更新的那些字段。PUT/PATCH一般向“单个资源”型uri发起

    PUT /animals/1
    PUT /zoos/1

    DELETE:删除

    DELETE /zoos/1/employees/2
    DELETE /zoos/1/employees/2;4;5
    DELETE /zoos/1/animals //删除id为1的动物园内的所有动物

    HEAD / OPTION 用的不多,就不多过多赘述。

    六.安全性和幂等性
    安全性:不会改变资源状态,可以理解为只读的;
    幂等性:执行1次和执行N次,对资源状态改变的效果是等价的。

    请求方法  安全性 幂等性
    GET
    POST × ×
    PUT ×
    DELETE ×



    安全性和幂等性均不保证反复请求能拿到相同的response。以 DELETE 为例,第一次DELETE返回200表示删除成功,第二次返回404提示资源不存在,这是允许的。

    七. 复杂查询
    查询可以捎带以下参数:

    操作 示例 备注
    过滤条件 ?type=1&age=16 允许一定的uri冗余,如/zoos/1与/zoos?id=1
    排序 ?sort=age,desc  
    投影 ?whitelist=id,name,email    
    分页 ?limit=10&offset=3    

    八.Bookmarker(书签)
    经常使用的、复杂的查询标签化,降低维护成本。

    如:
    GET /trades?status=closed&sort=created,desc
    快捷方式:
    GET /trades#recently-closed
    或者
    GET /trades/recently-closed

    九.Format(request格式)
    只用以下常见的3种body format:

    1.Content-Type: application/json
    
    POST /v1/animal HTTP/1.1
    Host: api.example.org
    Accept: application/json
    Content-Type: application/json
    Content-Length: 24
    
    { 
    "name": "Gir",
    "animalType": "12"
    }
    2.Content-Type: application/x-www-form-urlencoded (浏览器POST表单用的格式)
    
    POST /login HTTP/1.1
    Host: example.com
    Content-Length: 31
    Accept: text/html
    Content-Type: application/x-www-form-urlencoded
    
    username=root&password=Zion0101
    Content-Type: multipart/form-data; boundary=—-RANDOM_jDMUxq4Ot5 (表单有文件上传时的格式)
    
    Content Negotiation
    资源可以有多种表示方式,如json、xml、pdf、excel等等,客户端可以指定自己期望的格式,通常有两种方式:
    
    1.http header Accept:
    
    Accept:application/xml;q=0.6,application/atom+xml;q=1.0
    1.为各项格式的偏好程度
    
    2.url中加文件后缀:/zoo/1.json

    十. Response(响应)
    不要过度包装: 
    response 的 body 直接就是数据,不要做多余的包装。错误示例:

    {
    "success":true,
    "data":{"id":1,"name":"xiaotuan"},
    }

    各HTTP方法成功处理后的数据格式:

    方法 response 格式
    GET 单个对象、集合
    POST 新增成功的对象
    PUT/PATCH 更新成功的对象
    DELETE None
    1 json格式的约定:
    2 
    3 时间用长整形(毫秒数),客户端自己按需解析(moment.js)
    4 不传null字段
    5 分页response
    6 {
    7 "paging":{"limit":10,"offset":0,"total":729},
    8 "data":[{},{},{}...]
    9 }

    十一. 错误处理
    不要发生了错误但给2xx响应,客户端可能会缓存成功的http请求;
    正确设置http状态码,不要自定义;
    Response body 提供 1) 错误的代码(日志/问题追查);2) 错误的描述文本(展示给用户)。

    服务器端一般用异常表示 RESTful API 的错误。API 可能抛出两类异常:业务异常和非业务异常。业务异常由自己的业务代码抛出,表示一个用例的前置条件不满足、业务规则冲突等,比如参数校验不通过、权限校验失败。非业务类异常表示不在预期内的问题,通常由类库、框架抛出,或由于自己的代码逻辑错误导致,比如数据库连接失败、空指针异常、除0错误等等。

    业务类异常必须提供2种信息:

    1 如果抛出该类异常,HTTP 响应状态码应该设成什么;
    2 异常的文本描述;

    在Controller层使用统一的异常拦截器:

    1 设置 HTTP 响应状态码:对业务类异常,用它指定的 HTTP code;对非业务类异常,统一500;
    2 Response Body 的错误码:异常类名
    3 Response Body 的错误描述:对业务类异常,用它指定的错误文本;对非业务类异常,线上可以统一文案如“服务器端错误,请稍后再试”,开发或测试环境中用异常的 stacktrace,服务器端提供该行为的开关。

    常用的http状态码及使用场景:

    状态码 业务场景
    400 bad request 常用在参数校验
    401 unauthorized 未经验证的用户,常见于未登录。如果经过验证后依然没权限,应该 403(即 authentication 和 authorization 的区别)
    403 forbidden 无权限
    404 not found 资源不存在
    500 internal server error 非业务类异常
    503 service unavaliable 由容器抛出,自己的代码不要抛这个异常

    十二. 服务型资源
    除了资源简单的CRUD,服务器端经常还会提供其他服务,这些服务无法直接用上面提到的URI映射。如:

    按关键字搜索;
    1.计算地球上两点间的距离;
    2.批量向用户推送消息
    3.可以把这些服务看成资源,计算的结果是资源的presentation,按服务属性选择合适的HTTP方法。

    例:

    1 GET /search?q=filter?category=file 搜索
    2 GET /distance-calc?lats=47.480&lngs=-122.389&late=37.108&lnge=-122.448
    3 POST /batch-publish-msg
    4 [{"from":0,"to":1,"text":"abc"},{},{}...]

    十三. 异步任务
    对耗时的异步任务,服务器端接受客户端传递的参数后,应返回创建成功的任务资源,其中包含了任务的执行状态。客户端可以轮训该任务获得最新的执行进度。

    1 提交任务:
    2 POST /batch-publish-msg
    3 [{"from":0,"to":1,"text":"abc"},{},{}...]
    4 
    5 返回:
    6 {"taskId":3,"createBy":"Anonymous","status":"running"}
    7 
    8 GET /task/3
    9 {"taskId":3,"createBy":"Anonymous","status":"success"}

    如果任务的执行状态包括较多信息,可以把“执行状态”抽象成组合资源,客户端查询该状态资源了解任务的执行情况。

    1 提交任务:
    2 POST /batch-publish-msg
    3 [{"from":0,"to":1,"text":"abc"},{},{}...]
    4 
    5 返回:
    6 {"taskId":3,"createBy":"Anonymous"}
    7 
    8 GET /task/3/status
    9 {"progress":"50%","total":18,"success":8,"fail":1}

    十四. API的演进
    版本
    常见的三种方式:

    1 1.在uri中放版本信息:GET /v1/users/1
    2 2.Accept Header:Accept: application/json+v1
    3 3.自定义 Header:X-Api-Version: 1
    4 用第一种,虽然没有那么优雅,但最明显最方便。

    URI失效
    随着系统发展,总有一些API失效或者迁移,对失效的API,返回404 not found 或 410 gone;对迁移的API,返回 301 重定向。
    由于篇幅已经较大了,Django rest_framework使用 点击猛戳

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