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REST介绍
REST架构风格是全新的针对Web应用的开发风格,是当今世界最成功的互联网超媒体分布式系统架构,它使得人们真正理解了Http协议本来面貌。随着REST架构成为主流技术,一种全新的互联网网络应用开发的思维方式开始流行。
REST是什么
REST是英文Representational State Transfer的缩写,中文翻译为“表述性状态转移”,他是由Roy Thomas Fielding博士在他的论文 《Architectural Styles and the Design of Network-based Software Architectures》中提出的一个术语。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。
基于Web的架构,实际上就是各种规范的集合,这些规范共同组成了Web架构。比如Http协议,比如客户端服务器模式,这些都是规范。每当我们在原有规范的基础上增加新的规范,就会形成新的架构。而REST正是这样一种架构,他结合了一系列的规范,而形成了一种新的基于Web的架构风格。
传统的Web应用大都是B/S架构,它包括了如下一些规范 。
客户-服务器
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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。
无状态性
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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。
缓存
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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。
B/S架构的优点是其部署非常方便,但在用户体验方面却不是很理想。为了改善这种情况,我们引入了REST。
REST在原有的架构上增加了三个新规范:统一接口,分层系统和按需代码。
统一接口
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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。
分层系统
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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。
按需代码
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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。
REST的设计准则
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:
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网络上的所有事物都被抽象为资源(resource);
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每个资源对应一个唯一的资源标识符(resource identifier);
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通过通用的连接器接口(generic connector interface)对资源进行操作;
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对资源的各种操作不会改变资源标识符;
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所有的操作都是无状态的(stateless)。
REST中的资源所指的不是数据,而是数据和表现形式的组合,比如“最新访问的10位会员”和“最活跃的10为会员”在数据上可能有重叠或者完全相同,而由于他们的表现形式不同,所以被归为不同的资源,这也就是为什么REST的全名是Representational State Transfer的原因。资源标识符就是URI(Uniform Resource Identifier),不管是图片,Word还是视频文件,甚至只是一种虚拟的服务,也不管你是xml格式,txt文件格式还是其它文件格式,全部通过URI对资源进行唯一的标识。
REST是基于Http协议的,任何对资源的操作行为都是通过Http协议来实现。以往的Web开发大多数用的都是Http协议中的GET和POST方法,对其他方法很少使用,这实际上是因为对Http协议认识片面的理解造成的。Http不仅仅是一个简单的运载数据的协议,而是一个具有丰富内涵的网络软件的协议。他不仅仅能对互联网资源进行唯一定位,而且还能告诉我们如何对该资源进行操作。Http把对一个资源的操作限制在4个方法以内:GET,POST,PUT和DELETE,这正是对资源CRUD操作的实现。由于资源和URI是一一对应的,执行这些操作的时候URI是没有变化的,这和以往的Web开发有很大的区别。正由于这一点,极大的简化了Web开发,也使得URI可以被设计成更为直观的反映资源的结构,这种URI的设计被称作RESTful的URI。这位开发人员引入了一种新的思维方式:通过URL来设计系统结构。当然了,这种设计方式对一些特定情况也是不适用的,也就是说不是所有的URI都可以RESTful的。
REST之所以可以提高系统的可伸缩性,就是因为它要求所有的操作都是无状态的。由于没有了上下文(Context)的约束,做分布式和集群的时候就更为简单,也可以让系统更为有效的利用缓冲池(Pool)。并且由于服务器端不需要记录客户端的一系列访问,也减少了服务器端的性能。
使用REST架构
对于开发人员来说,关心的是如何使用REST架构,这里我们来简单谈谈这个问题。REST不仅仅是一种崭新的架构,它带来的更是一种全新的Web开发过程中的思维方式:通过URL来设计系统结构。在REST中,所有的URL都对应着资源,只要URL的设计是良好的,那么其呈现的系统结构也就是良好的。这点和TDD(Test Driven Development)很相似,他是通过测试用例来设计系统的接口,每一个测试用例都表示一系列用户的需求。开发人员不需要一开始就编写功能,而只需要把需要实现的功能通过测试用例的形式表现出来即可。这个和REST中通过URL设计系统结构的方式类似,我们只需要根据需求设计出合理地URL,这些URL不一定非要链接到指定的页面或者完成一些行为,只要它们能够直观的表现出系统的用户接口。根据这些URL,我们就可以方便的设计系统结构。从REST架构的概念上来看,所有能够被抽象成资源的东西都可以被指定为一个URL,而开发人员所需要做的工作就是如何能把用户需求抽象为资源,以及如何抽象的精确。因为对资源抽象的越为精确,对REST的应用来说就越好。这个和传统MVC开发模式中基于Action的思想差别就非常大。设计良好的URL,不但对于开发人员来说可以更明确的认识系统结构,对使用者来说也方便记忆和识别资源,因为URL足够简单和有意义。按照以往的设计模式,很多URL后面都是一堆参数,对于使用者来说也是很不方便的。
既然REST这么好用,那么是不是所有的Web应用都能采取此种架构呢?答案是否定的。我们知道,直到现在为止,MVC(Model-View-Controller)模式依然是Web开发最普遍的模式,绝大多数的公司和开发人员都采取此种架构来开发Web应用,并且其思维方式也停留于此。MVC模式由数据,视图和控制器构成,通过事件(Event)触发Controller来改变Model和View。加上Webwork,Struts等开源框架的加入,MVC开发模式已经相当成熟,其思想根本就是基于Action来驱动。从开发人员角度上来说,贸然接受一个新的架构会带来风险,其中的不确定因素太多。并且REST新的思维方式是把所有用户需求抽象为资源,这在实际开发中是比较难做到的,因为并不是所有的用户需求都能被抽象为资源,这样也就是说不是整个系统的结构都能通过REST的来表现。所以在开发中,我们需要根据以上2点来在REST和MVC中做出选择。我们认为比较好的办法是混用REST和MVC,因为这适合绝大多数的Web应用开发,开发人员只需要对比较容易能够抽象为资源的用户需求采取REST的开发模式,而对其它需求采取MVC开发即可。这里需要提到的就是ROR(Ruby on Rails)框架,这是一个基于Ruby语言的越来越流行的Web开发框架,它极大的提高了Web开发的速度。更为重要的是,ROR(从1.2版本起)框架是第一个引入REST做为核心思想的Web开发框架,它提供了对REST最好的支持,也是当今最成功的应用REST的Web开发框架。实际上,ROR的REST实现就是REST和MVC混用,开发人员采用ROR框架,可以更快更好的构建Web应用。