Содержание
Руководство по REST API
Что такое REST?
Архитектура REST описывается шестью ограничениями. Эти ограничения, применительно к архитектуре, первоначально были представлены Роем Филдингом (Roy Fielding) в его докторской диссертации и определяют основы RESTful стиля.
Шесть ограничений:
Единый интерфейс определяет интерфейс между клиентами и серверами. Это упрощает и отделяет архитектуру, которая позволяет каждой части развиваться самостоятельно. Четыре принципа единого интерфейса:
Основан на ресурсах
Отдельные ресурсы определяются в запросе, для чего используется URI, как идентификаторы ресурсов. Сами ресурсы концептуально отделены от представлений, которые возвращаются клиенту. Например, сервер не отправляет свою базу данных, а, скорее, некоторые HTML, XML или JSON, которые представляет некоторые записи в базе данных, например, на финском языке и в UTF-8, в зависимости от деталей запроса и реализации сервера.
Манипуляции над ресурсами через представления
Когда пользователь имеет представление о ресурсе, в том числе о связанных метаданных, он имеет достаточно информации для изменения или удаления ресурса на сервере, если у него есть на это разрешение
Самодокументируемые сообщения
Каждое сообщение содержит достаточно информации для описания того, как его выполнить. Например, вызываемый парсер может описываться с помощью Internet media type (так же известным как MIME) Ответы также явно указывают на их способность кешировать.
Hypermedia as the Engine of Application State (HATEOAS)
Клиенты предоставляют статус через содержимое body, параметры строки запроса, заголовки запросов и запрашиваемый URI (имя ресурса). Это называется гипермедиа (или гиперссылки с гипертекстом)
Наряду с приведенным выше описанием, HATEOAS также означает, что, в случае необходимости ссылки содержатся в теле ответа (или заголовках) для поддержки URI извлечения самого объекта или запрошенных объектов. Позднее, мы затронем эту тему глубже.
Единый интерфейс так же означает, что любой REST сервис должен обеспечивать его фундаментальный дизайн.
Так как REST это акроним для REpresentational State Transfer, отсутствие состояний является важной чертой. Таким образом, это значит, что необходимое состояние для обработки запроса содержится в самом запросе, либо в рамках URI, параметрах строки запроса, тела или заголовках. URI уникально идентифицирует ресурс, и тело содержит состояние (или изменение состояния) этого ресурса. Затем, после того, как сервер завершит обработку, состояние или его часть(и) отдаётся обратно клиенту через заголовки, статус и тело ответа.
Большинство из нас, кто был в этой отрасли, привыкли к программированию в контейнере, который даёт нам понятие «Сессия, которая поддерживает состояние нескольких HTTP запросов. В REST, клиент должен включать всю информацию для сервера для выполнения запроса, по необходимости повторно отправляя состояние, если это состояние должно охватывать несколько запросов. Отсутствие состояний обеспечивает большую масштабируемость, так как сервер не должен поддерживать или общаться через состояние сеанса. Кроме того, балансировщику нагрузки не придётся беспокоиться о связанности сессии и системы.
Так в чём различие между состоянием и ресурсом? Состояние или состояние приложения, это то, что сервер заботится выполнить запрос для получения данных необходимых для текущей сессии или запроса. Ресурсное состояние, или ресурс, это данные, которые определяют представление ресурса, например, данные хранящиеся в базе данных. Рассмотрим состояние приложения как данные, которые могут варьироваться в зависимости от клиента и запроса. С другой стороны, состояние ресурсов постоянно по каждому клиенту, который запрашивает его.
Каждый встречал проблему с кнопкой «Назад» в своём веб приложении, когда оно ведет себя по-разному в одной точке, потому что ожидались действия в определенном порядке? Такое происходит, когда нарушен принцип отсутствия состояний. Есть случаи, когда не соблюдается принцип отсутствия состояний, например, three-legged OAuth, ограничение скорости вызова API и т.д. Однако, приложите максимум усилий, чтобы состояние приложения не занимало несколько запросов к вашему сервису.
Как и в World Wide Web, клиент может кэшировать ответы. Таким образом, ответы явно или неявно определяют себя как кешируемые или нет, для предотвращения повторного использования клиентами устаревших или некорректных данных в ответ на дальнейшие запросы. Хорошо спроектированное кэширование частично или полностью устраняет некоторые клиент-серверные взаимодействия, способствуя дальнейшей масштабируемости и производительности.
Единый интерфейс отделяет клиентов от серверов. Разделение интерфейсов означает, что, например, клиенты не связаны с хранением данных, которое остаётся внутри каждого сервера, так что мобильность кода клиента улучшается. Серверы не связаны с интерфейсом пользователя или состоянием, так что серверы могут быть проще и масштабируемы. Серверы и клиенты могут быть заменяемы и разрабатываться независимо, пока интерфейс не изменяется.
Обычно клиенты не могу сказать — они подключены напрямую к серверу или общаются через посредника. Промежуточный сервер может улучшить масштабируемость системы, обеспечивая балансировку нагрузки и предоставляя общий кэш. Слои также могут отвечать за политику безопасности.
Серверы могут временно расширять или настраивать функциональность клиента, передавая ему логику, которую он может исполнять. Например, это могут быть скомпилированные Java-апплеты или клиентские скрипты на Javascript
Соблюдая эти ограничения, и, таким образом, придерживаясь RESTful архитектуры, мы позволяем распределенной системе любого типа иметь такие свойства как: производительность, расширяемость, простота, обновляемость, понятность, портативность и надёжность.
Замечание Единственным необязательным ограничением для RESTful архитектуры — это «код по требованию». Если сервис не проходит по любым другим условиям, то его совершенно точно нельзя назвать RESTful.
Советы по REST API
Будь то RESTful или нет (в соответствии с шестью ограничениями, описанными ранее), вот несколько рекомендованных REST концепций, которые помогут построить более хорошие и удобные сервисы:
Используйте HTTP-глаголы, чтобы ваши запросы имели понятное значение
Пользователи API должны иметь возможность отправлять команды GET, POST, PUT и DELETE, что значительно повышает ясность того, что делает запрос.
Как правило, четыре основных HTTP-глагола используются следующим образом:
GET
Прочитать конкретный ресурс (по идентификатору) или набор ресурсов
PUT
Обновить конкретный ресурс (по идентификатору) или набор ресурсов. Также может использоваться для создания определенного ресурса, если идентификатор ресурса известен заранее
DELETE
Удалить конкретный ресурс по идентификатору
POST
Создать новый ресурс. Также универсальное действие для операций, которые не вписываются в другие категории
Примечание
GET-запросы не должны изменять данные базовых ресурсов. При этом может выполняться отслеживание, приводящее к обновлению данных, но данные ресурса, идентифицированного данным URI, не должны изменяться.
Давайте ресурсам продуманные имена
Создание хорошего API — это на 80% искусство и на 20% наука. Создание иерархии осмысленных URL-адресов относится к искусству. Рациональное наименование ресурсов (названия которых представляют собой просто URL-пути, такие как /customers/12345/orders) улучшает понимание того, что делает данный запрос.
Подходящие названия ресурсов предоставляют контекст для запроса и делают API сервиса более понятным. Ресурсы должны просматриваться иерархически по их именам. Пользователям должна предлагаться удобная, легко понимаемая иерархия ресурсов для использования в их приложениях.
Вот несколько простых правил для дизайна URL-пути (имени ресурса):
- Используйте идентификаторы в URL-адресах, а не в строке запроса. Использование параметров строки запроса отлично подходит для фильтрации, но не для имен ресурсов
- Хорошо: /users/12345
- Плохо: /api?type=user&id=23
- URL-адреса иерархичны, пользуйтесь этим для задания структуры ресурсов
- Дизайн сервиса должен быть ориентирован на ваших клиентов, а не на ваши данные
- Имена ресурсов должны быть существительными. Избегайте глаголов в именах ресурсов, это позволит сделать их яснее. Используйте методы HTTP, чтобы указать, какое действие выполняет запрос
- Используйте множественное число в соответствующих сегментах URL-адресов, чтобы обеспечить согласованность URI вашего API во всех HTTP-методах, применяя метафору коллекции
- Хорошо: /customers/33245/orders/8769/lineitems/1
- Плохо: /customer/33245/order/8769/lineitem/1
- Избегайте использования наборов слов в URL-адресах (например, customer_list в качестве ресурса). Используйте множественное число для названий коллекций
- Хорошо: /customers
- Плохо: /customer_list
- Используйте строчные буквы в URL, разделяя слова подчеркиванием («_») или дефисом (»-«). Некоторые серверы игнорируют регистр, поэтому лучше четко придерживаться нижнего регистра
- Старайтесь, чтобы URL-адреса были как можно короче и содержали как можно меньше сегментов
Используйте коды HTTP-ответов для указания статуса
Коды ответа являются частью спецификации HTTP. Для описания самых распространенных ситуаций существует большой набор HTTP-ответов.
Поскольку наши RESTful сервисы следуют спецификации HTTP, наши веб-API должны возвращать коды состояний HTTP. Например, когда ресурс успешно создан с помощью запроса POST, API должен вернуть код состояния HTTP 201. Полный список возможных кодов состояния HTTP c подробным описанием доступен здесь
Top 10 кодов состояния HTTP-ответа:
200 ОК
Код, указывающий на успешное выполнение запроса и чаще всего встречающийся на практике
201 CREATED
Ресурс успешно создан (через POST или PUT). Установите заголовок Location со ссылкой на вновь созданный ресурс (при POST). Тело ответа может быть как пустым, так и содержать что-то 204 NO CONTENT Запрос выполнен успешно, но в теле ответа нет данных. Часто используется для операций DELETE и PUT
400 BAD REQUEST
Общая ошибка, когда при выполнении запроса возникает недопустимое состояние. Примеры - ошибки проверки домена, отсутствующие данные и т.д.
401 UNAUTHORIZED
Код ошибки для отсутствующего или недопустимого токена аутентификации
403 FORBIDDEN
Код ошибки, когда пользователь не авторизован для выполнения операции или ресурс недоступен по какой-либо причине (например, ограничения по времени и т.п.)
404 NOT FOUND
Этот код используется, когда запрошенный ресурс не найден. Ресурс не существует, либо была ошибка 401 или 403, которую по соображениям безопасности сервис хочет скрыть
405 METHOD NOT ALLOWED
Используется для указания на то, что запрошенный URL-адрес существует, но используемый HTTP-метод неприменим. Например, POST /users/12345, где API не поддерживает создание ресурсов таким образом (с предоставленным идентификатором). При возврате ошибки 405 должен быть установлен HTTP-заголовок Allow, указывающий на поддерживаемые методы HTTP. В примере выше заголовок выглядел бы как “Allow: GET, PUT, DELETE”
409 CONFLICT
Этот код ошибки отправляется всякий раз, когда выполнение запроса может привести к конфликту ресурсов. Примеры таких ситуаций - двойные записи, например, попытка создать двух клиентов с одинаковой информацией; удаление корневых объектов, когда не поддерживается каскадное удаление
500 INTERNAL SERVER ERROR
Никогда не отправляйте этот код вручную. Это общая ошибка, когда на стороне сервера выбрасывается какое-то исключение. Этот код должен использоваться только для ошибок, которые пользователь не может устранить со своей стороны
XML и JSON
Если вы не работаете в строго стандартизированной и регулируемой отрасли, лучше поддерживать JSON. Но если вас ничто не сковывает, позвольте пользователям выбирать в каком формате получать данные — JSON или XML. У пользователей должна быть возможность переключаться между ними с помощью HTTP-заголовка Accept или просто изменив расширение с .xml на .json.
Имейте в виду, что как только мы начинаем говорить о поддержке XML, мы начинаем говорить о валидации, пространствах имен и т.д. Если этого не требует ваша отрасль, избегайте поддержки всех этих усложнений. По крайней мере, вначале. А если в этом функционале нет острой необходимости, то всегда. JSON является простым, лаконичным и функциональным. Сделайте так, чтобы ваш XML выглядел так же, если это возможно.
Другими словами, сделайте возвращаемый XML более похожим на JSON — простым и легко читаемым, без сведений о схеме и пространстве имен, содержащим только данные и ссылки. Если ваш XML будет более сложным, стоимость поддержки будет неоправданно большой. Если судить по нашему опыту — никто никогда не отвечает в формате XML. Обрабатывать XML слишком затратно.
Обратите внимание, что JSON-Schema предлагает возможности по валидации XML, если вам все-таки нужен такой функционал.
Создавайте детальные ресурсы
Сначала гораздо проще создавать API, которые имитируют основной домен приложения или архитектуру базы данных вашей системы. В конце концов, вы захотите объединить сервисы, которые используют несколько основных ресурсов, чтобы избежать избыточности информации. Позже будет гораздо проще создать большие ресурсы из отдельных ресурсов, чем детальные ресурсы из более крупных составных ресурсов. Упростите себе задачу и начните с небольших, легко определяемых ресурсов, предоставив для них CRUD-функциональность. Ресурсы без лишней информации, ориентированные на конкретные ситуации, можно сделать позже.
Учитывайте связность
Одним из принципов REST является связность через ссылки. Хотя сервисы остаются полезными и без них, API становится более самоописательным, когда в ответе содержатся ссылки. По крайней мере, ссылка “на себя” информирует клиентов, как данные были или могут быть получены. Кроме того, используйте заголовок Location, который должен содержать ссылку на создание ресурса с помощью POST (или PUT). Для коллекций возвращайте в ответе сведения о том, что поддерживается пагинация, а также, как минимум, ссылки “первая”, “последняя”, “следующая” и “предыдущая”.
Что касается форматов ссылок, то их существует довольно много.
Спецификация HTTP веб-ссылок RFC5988 определяет ссылку следующим образом:
Ссылка — это типизированное соединение между двумя ресурсами, идентифицируемыми интернационализированными идентификаторами ресурсов (IRI) [RFC3987]
Ссылка состоит из:
- контекстного IRI
- типа ссылки
- целевого IRI
- целевых атрибутов (опционально)
Ссылку можно рассматривать как утверждение вида {контекстный IRI} имеет ресурс {типа} в {целевом IRI}, который имеет {целевые атрибуты}.
По меньшей мере, размещайте ссылки в HTTP-заголовке Link, как это рекомендовано в спецификации, или используйте JSON-представление данного стиля HTTP-ссылок (например, ссылки в стиле Atom, см. RFC4287). По мере того, как ваш API будет становиться более зрелым, вы сможете использовать более сложные стили ссылок, такие как HAL+JSON, Siren, Collection+JSON и/или JSON-LD и т.д.
Именование ресурсов
Кроме правильного использования HTTP глаголов, именование ресурсов, вероятно, самая обсуждаемая и важная концепция для понимания во время создания понятного и легко используемого API для Web-сервиса. Когда ресурсы названы хорошо, API интуитивен и лёгок в использовании. Если же ресурсы названы плохо, тот же самый API может показаться неуклюжим и трудным в понимании и использовании. Ниже приведены несколько подсказок, как продолжить создавать URI ресурсов для нового API.
Фактически RESTful API - это всего лишь набор URI, HTTP вызовов к этим URI и некоторое количество представлений ресурсов в формате JSON и/или XML, многие из которых будут содержать перекрестные ссылки. За основу адресации берется покрытие уникальными идентификаторами ресурсов (URI) У каждого ресурса есть свой адрес или URI: вся интересная информация, которую сервер может предоставить, представлена как ресурс. Ограничение однообразия интерфейса частично реализовано с помощью комбинаций URI и HTTP глаголов и их использованием в соответствии со стандартами и конвенциями.
Когда вы решаете, какие ресурсы будут в вашей системе, называйте их существительными, в противоположность глаголам, или действиям. Другими словами, URI должен ссылаться на ресурс, а не на действие. Ещё один отличающий фактор - у существительных есть такие свойства, которых нет у глаголов.
Ниже приведены примеры ресурсов:
- Пользователи системы.
- Курсы, в которых зарегистрирован студент.
- История сообщений пользователя.
- Пользователь, который подписан на другого пользователя.
- Пользователи, которые подписаны на другого пользователя.
- Статья о верховой езде.
Каждый ресурс сервиса должен иметь хотя бы один URI, идентифицирующий его. И лучше всего, когда этот URI имеет смысл и адекватно описывает этот ресурс. URI должны иметь предсказуемую, иерархическую структуру, чтобы увеличить понятность и, как следствие, юзабилити: предсказуемость означает, что они консистентны, иерархичность означает, что у данных есть структура взаимоотношений. Это не принцип и не ограничение REST, но это улучшает API.
RESTful API пишут для потребителей. Названия и структура URI должна передавать смысл этим потребителям. Очень часто трудно понять, где должны быть границы, но с пониманием ваших данных вы поймете и то, что имеет смысл возвращать как представление вашим клиентам. Проектируйте для клиентов, а не для ваших данных.
Давайте предположим, что мы описываем систему с покупателями, заказами, отдельными позициями, продуктами и т. д. Рассмотрим URI, включенные в описание ресурсов этого сервиса:
Примеры
Что такое Идемпотентность?
Идемпотентность
Идемпотентность - это забавное слово, которое часто выбивает людей из колеи. Идемпотентность кажется иногда запутанной концепцией, по крайней мере, если судить по академическому определению.
С точки зрения RESTful-сервиса, операция (или вызов сервиса) идемпотентна тогда, когда клиенты могут делать один и тот же вызов неоднократно при одном и том же результате, работая как “сеттер” в языке программирования. Другими словами, создание большого количества идентичных запросов имеет такой же эффект, как и один запрос. Заметьте, что в то время, как идемпотентные операции производят один и тот же результат на сервере (побочные эффекты), ответ сам по себе может не быть тем же самым (например, состояние ресурса может измениться между запросами).
Методы PUT и DELETE по определению идемпотентны. Тем не менее есть один нюанс с методом DELETE. Проблема в том, что успешный DELETE-запрос возвращает статус 200 (OK) или 204 (No Content), но для последующих запросов будет всё время возвращать 404 (Not Found), если только сервис не сконфигурирован так, чтобы “помечать” ресурс как удалённый без его фактического удаления. Как бы то ни было, когда сервис на самом деле удаляет ресурс, следующий вызов не найдёт этот ресурс и вернет 404. Состояние на сервере после каждого вызова DELETE то же самое, но ответы разные.
Методы GET, HEAD, OPTIONS и TRACE определены как безопасные, что также делает их идемпотентными. Прочитайте секцию о безопасности ниже.
Безопасность
Некоторые HTTP-методы (например: HEAD, GET, OPTIONS и TRACE) определены как безопасные, это означает, что они предназначены только для получения информации и не должны изменять состояние сервера. Другими словами, они не должны иметь побочных эффектов, за исключением безобидных эффектов, таких как: логирование, кеширование, показ баннерной рекламы или увеличение веб-счетчика. Созданный произвольный GET-запрос, который не учитывает контекст состояния приложения, следует считать безопасным.
Упрощенно, безопасность означает, что вызов метода не имеет побочных эффектов. Следовательно, такие (безопасные) запросы клиенты могут безопасно совершать неоднократно, не опасаясь изменить состояние сервера. Это означает, что сервисы должны придерживаться определения безопасности для GET, HEAD, OPTIONS и TRACE операций. Не выполнения этого свойства может приводить в заблуждение потребителя сервиса, а также вызвать проблемы для веб-кеширования, поисковых систем и других автоматизированных агентов, которые непреднамеренно будут изменять состояние сервера.
По определению, безопасные операции идемпотентны, так как они приводят к одному и тому же результату на сервере.
Безопасные методы реализованы как операции только для чтения. Однако безопасность не означает, что сервер должен возвращать тот же самый результат каждый раз.
Использование HTTP методов для создания RESTful сервисов
HTTP глаголы составляют основную часть “единого интерфейса”, ограничивающего и предоставляющего возможность осуществлять действия над существительным-ресурсом.Основными или наиболее часто используемыми HTTP глаголами (или методами, как их иногда называют) являются POST, GET, PUT, и DELETE. Они соответствуют операциям создания чтения, обновления и удаления (или в совокупности - CRUD). Есть еще и другие глаголы они используются реже. Из реже используемых методов выделяются OPTIONS и HEAD
Ниже приведена сводная таблица рекомендаций по возвращению значений при использовании основных HTTP глаголов в сочетании с ресурсами URI:
HTTP Глагол | Ресурс (например /customers) | Экземпляр (например /customers/{id}) |
GET | 200 (OK), перечень customers. Используется постраничная навигация, сортировка и фильтрация для больших списков. | 200 (OK), конкретный customer. 404 (Not Found), в случае отсутствия экземпляра с указанным ID или если он не корректен (а также, если клиенту непозволительно знать о наличии данного экземпляра). |
PUT | 404 (Not Found), если была попытка обновить/заменить экземпляр во всей коллекции. | 200 (OK) или 204 (No Content). 404 (Not Found), в случае отсутствия экземпляра с указанным ID или если он не корректен (а также, если клиенту непозволительно знать о наличии данного экземпляра). |
PATCH | 405 (Method Not Allowed), если не попытка обновить/заменить всю коллекцию. | 200 (OK) или 204 (No Content). 404 (Not Found), в случае отсутствия экземпляра с указанным ID или если он не корректен (а также, если клиенту непозволительно знать о наличии данного экземпляра). |
POST | 201 (Created), заголовок 'Location' ссылается на /customers/{id}, где ID - идентификатор нового экземпляра. | 404 (Not Found). |
DELETE | 404 (Not Found), если вы хотите удалить всю коллекцию, что крайне не желательно. | 200 (OK) или 204 (No Content). 404 (Not Found), в случае отсутствия экземпляра с указанным ID или если он не корректен (а также, если клиенту непозволительно знать о наличии данного экземпляра). |
Ниже приводится более подробное обсуждение основных методов HTTP.