微服务RESTful 接口设计规范

1、RESTful发展背景及简介

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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。

 

2、RESTful设计风格

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2.1、推荐格式

1）url格式：

http(s)://server.com/api-name/{version}/{domain}/{rest-convention}

这里，{version}代表api的版本信息。{domain}是一个你可以用来定义任何技术的区域(例如：安全-允许指定的用户可以访问这个区域。)或者业务上的区域(例如：同样的功能在同一个前缀之下。)。{rest-convention} 代表这个域(domain)下，约定的rest接口集合。

2）参数格式：

GET采用两种常见格式:

① URL参数（更推荐），如：

https://www.example.com/v1.1？name=‘lk-abc%’&age=’lt-10’

②路径参数，如：

https://www.example.com/v1.1/employees/{id}

 POST采用两种常见格式:

①Json格式包装参数提交
 

POST  https://www.example.com/v1.1
Content-Type: application/json;charset=utf-8
{"title":"test","sub":[1,2,3]}

②form表单参数提交

POST   https://www.example.com/v1.1
Content-Type: application/x-www-form-urlencoded;charset=utf-8
title=test&sub%5B%5D=1&sub%5B%5D=2&sub%5B%5D=3

3）返回体格式：

{"status”: 200,
"message”:"用户查询返回成功”,
“document”:”https://www.example.com/doc#userinfo”,
   "data”: {
       "className”: "com.fiberhome.smartas.pricecloud.User”,
        "id”:“1b434wtert564564sdffey32”,
        "name”: "lilei",
        "age”: 18,
        "job”: {
             "className”:"com.fiberhome.smartas.pricecloud.Job”,
            "id”: “1b434wtert564564sdffeyey”,
            "name”: “微服务架构师”
        }
    }
}

2.2、协议

考虑到服务的安全性，建议使用https作为API的通信协议，当然http也是可以的。

2.3、域名

建议将API部署在专有域名下，以此屏蔽消费者对服务提供方的部署细节（可借助于平台的反向代理+路由网关），在服务地图丰富起来之后可以考虑多级域名。

https://api.example.com

https://example.org/api/

2.4、版本

考虑到微服务的平滑升级，可以将API的版本号放入URL，也可以将版本号放在HTTP头信息中，但不如放入URL方便和直观。Github采用这种做法。

https://api.example.com/v1/

 

2.5、复数名词路径

在RESTful架构中，每个网址代表一种资源（resource），所以网址中不能有动词，只能有名词，而且所用的名词往往与数据库的表格名对应。一般来说，数据库中的表都是同种记录的"集合"（collection），所以API中的名词也应该使用复数。

https://api.example.com/v1/employees

 

2.6、http协议类型表达资源操作

HTTP协议里的8种方法，及其他衍生方法，常用的Get、post可以间接的实现其余所有的操作，根据框架和浏览器的兼容性选择性使用。

 

1)  GET（SELECT）：从服务器取出资源（一项或多项）。

2)  POST（CREATE）：在服务器新建一个资源。

3)  PUT（UPDATE）：在服务器更新资源（客户端提供改变后的完整资源）。

4)  PATCH（UPDATE）：在服务器更新资源（客户端提供改变的属性）。

5)  DELETE（DELETE）：从服务器删除资源

6)  HEAD：获取资源的元数据。

7)  OPTIONS：获取信息，关于资源的哪些属性是客户端可以改变的。

8)  TRACE：回显服务器收到的请求，主要用于测试或诊断。 

9)  CONNECT：HTTP/1.1协议中预留给能够将连接改为管道方式的代理服务器。

10) MOVE： 请求服务器将指定的页面移至另一个网络地址。

11) COPY： 请求服务器将指定的页面拷贝至另一个网络地址。

12) LINK： 请求服务器建立链接关系。

13) UNLINK： 断开链接关系。

14) WRAPPED： 允许客户端发送经过封装的请求。

15) Extension-mothed：在不改动协议的前提下，可增加另外的方法。

GET  https://api.example.com/v1/employees/ 获取所有雇员

 

2.7、过滤信息

请求信息应该为集合提供过滤、排序、选择和分页等功能

1）Filtering过滤:

使用唯一的查询参数进行过滤：

GET /cars?color=red 返回红色的cars

2）Sorting排序:

允许针对多个字段排序

GET /cars?sort=-manufactorer,+model

这是返回根据生产者降序和模型升序排列的car集合

3）Fieldselection

移动端能够显示其中一些字段，它们其实不需要一个资源的所有字段，给API消费者一个选择字段的能力，这会降低网络流量，提高API可用性。

GET /cars?fields=manufacturer,model,id,color

4）Paging分页

使用 limit 和offset.实现分页，缺省limit=20 和offset=0；

GET /cars?offset=10&limit=5

为了将总数发给客户端，使用订制的HTTP头：X-Total-Count.

链接到下一页或上一页可以在HTTP头的link规定，遵循Link规定:

Link:;rel="next",
;rel="last",
;rel="first",
;rel="prev",

 

2.8、返回结果为统一的json格式

一方面，出于平台标准化的API管理，另一方面，遵循微服务的宽进严出设计理念，建议RESTful采用标准的Json格式。

 

返回结构体

   {   "className”: "com.fiberhome.smartas.pricecloud.User”,
       "id”:“1b434wtert564564sdffey32”,
       "name”: "lilei",
       "age”: 18,
       "job”: {
             "className”:"com.fiberhome.smartas.pricecloud.Job”,
            "id”: “1b434wtert564564sdffeyey”,
            "name”: “微服务架构师”
        }
    }

注：

Object implements Serializable;
JSONObject.fromObject(json);
JSONObject.parseObject(text)

 

2.9、返回结果应该包含状态码

常见状态码，Http1.1协议完整状态码定义参考地址：

https://www.w3.org/Protocols/rfc2616/rfc2616-sec10.html

 

1)  200 OK - [GET]：服务器成功返回用户请求的数据，该操作是幂等的（Idempotent）。

2)  201 CREATED -[POST/PUT/PATCH]：用户新建或修改数据成功。

3)  202 Accepted - [*]：表示一个请求已经进入后台排队（异步任务）

4)  204 NO CONTENT - [DELETE]：用户删除数据成功。

5)  400 INVALID REQUEST -[POST/PUT/PATCH]：用户发出的请求有错误，服务器没有进行新建或修改数据的操作，该操作是幂等的。

6)  401 Unauthorized - [*]：表示用户没有权限（令牌、用户名、密码错误）。

7)  403 Forbidden - [*] 表示用户得到授权（与401错误相对），但是访问是被禁止的。

8)  404 NOT FOUND - [*]：用户发出的请求针对的是不存在的记录，服务器没有进行操作，该操作是幂等的。

9)  406 Not Acceptable - [GET]：用户请求的格式不可得（比如用户请求JSON格式，但是只有XML格式）。

10)  410Gone -[GET]：用户请求的资源被永久删除，且不会再得到的。

11)  422Unprocesable entity - [POST/PUT/PATCH] 当创建一个对象时，发生一个验证错误。

12)  500INTERNAL SERVER ERROR - [*]：服务器发生错误，用户将无法判断发出的请求是否成功。

2.10、返回结果中提供帮助链接

RESTful API最好做到Hypermedia，即返回结果中提供链接，连向其他API方法，使得用户不查文档，也知道下一步应该做什么。注：Github就是这么做的

返回体结构

{"link": 
    {
	 "document":" https://www.example.com/docs#zoos",
	 "href":"https://api.example.com/zoos",
	 "title":"List of zoos",
	 "type":"application/vnd.yourformat+json"
    }
}

2.11、API扩展事项

     1）RESTful API依托PaaS平台治理，需要对API进行认证、授权、参数加密等操作，可考虑在HTTP头部加认证token、调用链指令、状态信息等系列信息。
     2）如PPT所言，API分层，会有内部API和外部API之分，两种API的设计或有不同（甚至是不同协议）。
     3）对于API设计的状态选择，建议为无状态、N次幂等，但后续或存在性能优化问题，http2.0待评测。