论基于REST 服务的Web 应用系统设计

试答2010年系统架构师考试论文第三题，拼凑了好久写完了，希望不会让人看得不知所云 。

试题三  论基于 REST 服务的 Web应用系统设计
REST（REpresentational State Transfer）是指从几种基于网络的架构风格衍生出来的
一种混合架构风格，它是目前互联网的核心架构风格。基于 REST 服务（RESTful Service）
的 Web 应用系统设计任务主要包括：识别并设计 REST 风格的服务，采用面向服务的思
想进行 REST 服务集成。采用这种方法设计的 Web 应用系统能够结合 REST 风格和面向
服务思想的优点，近年来受到了广泛的关注。
请围绕“基于 REST 服务的 Web 应用系统设计”论题，依次从以下三个方面进行
论述。
1．概要叙述你参与实施的 Web 应用系统开发项目以及你所承担的主要工作。
2．简要叙述与传统的 Web 服务相比，采用 REST服务构建的 Web 应用具有哪些优
势和不足。
3．阐述你在设计基于 REST 服务的 Web 应用系统时遇到了哪些问题，如何解决。

 

摘要：

2011年上半年，我在上海中软资源软件有限公司(ICSS)，作为项目组长参与了公司人事管理(HR)系统开发。在系统开发前，公司在信息化建设中，业已采用请假流程、薪资管理、招聘等系统，虽然较为成熟，但彼此间互相独立，业务数据无法共享。且公司各个分公司间，对HR系统使用情况也截然不同，有的分公司由于各种原因，仍然采用手工管理本应信息系统化的业务流程。公司是以软件外包业务为主，所以人力资源管理系统在公司信息化建设中的地位至关重要。这次开发的HR系统，将整合现有的业务系统，在整个公司内部推行使用，以解决信息孤岛带来的效率低下问题。为了以后的扩展需要，保证在业务和空间尽可能大的扩展性。因此，经过研讨，决定采用REST Web服务方式实现系统应用层。本文将就HR系统开发过程，描述一下对REST服务的使用和认识的体会。

正文：

上海中软HR管理系统整体采用基于B/S的三层架构设计。

我做为项目组长参与系统需求分析至测试和部署的整个过程，直接向IT部门总监汇报。负责沟通需求，建立项目组，确定系统架构风格和技术实现方案。预定开发周期为120天，系统部署后有两个月的试运行期，项目组人数在5-10人间变动。由于项目开发资源（比如时间）紧张，公司HR系统业务逻辑复杂，旧系统改进与新需求交织，项目组对业务并不熟悉，难以在一开始预估将所有业务移植到新系统的时间。因此，在开发模型选择上，采用螺旋式增量开发。首先不必追求大而全，在开发完系统基本框架基础上，优先移植最亟待改进的业务。经与领导和HR部门沟通研究， 递交了系统准备实现的功能列表，按不同实现优先级排列，标记为P1的功能优先级最高，必须实现。标记为P2/P3/P4的功能优先级依次降低，必要时可以根据资源情况需要进行裁剪。

在开发技术的选择上，由于本公司业务以微软外包为主，公司的开发人员大都熟悉一项或多项微软开发技术，作为微软公司合作伙伴可以低成本获取软件开发和管理工具，方便地获取技术支持。 所以决定该系统采用微软技术：表示层基于ASP.NET 4.0； 中间业务层采用REST服务实现，基于WCF(Windows Communication Foundation) 4.0; 数据访问层基于微软的ORM构件-AEF(ADO.Net Entity Framework) 4.0。在构件的选择上，尽可能降低开发工作量，提高效率，力求避免把主要精力放在通用的技术细节，而是放在业务逻辑的研究和实现上。

系统部署共有三台服务器：两台Web服务器Windows Server 2008 + IIS 7.5， 分别运行系统网站及REST服务；一台数据库服务器 Windows Server 2008 + SQL Server 2008。经过试运行，于7月份投入正式使用。目前系统状况良好，经运行评估，实现了全部必须功能，性能、安全性等质量均达到了原定设计要求。目前系统正在根据业务需要，由后续项目组做二次开发中。

 

采用REST服务方式实现系统业务逻辑层，完全符合项目开发时考虑的两个因素：简单和灵活。传统的Internet Web服务一般基于SOAP协议，构造SOAP请求XML虽然目前.NET Framework已实现较好地封装，但不便非.Net语言调用，如客户端页面中大量采用了Ajax技术，使用JavaScript构造Soap请求非常困难。在调用服务的Web页面开发完成前，为了调试和测试服务，必须写单独的测试程序，十分不便。

相比之下，而REST服务具有非常出色地灵活性。既能被服务器端面向对象语言调用，又可以直接被客户端的脚本语言调用。也很方便用浏览器和Fiddler工具进行测试。我们在项目中，并没有将REST服务单纯视为一串地址的响应，但基于HTTP协议，可以最大地利用HTTP协议的语义特性。如数据的增删改查操作对应不同Http Method(Put/Delete/Update/Get)。用户可以用相同访问服务结点(Endpoint)，根据需要，通过在请求头中设置不同的Accept-Type，获取不同形式的数据结果，比如JSON（用于Ajax)或XML(用于后台)。

更好的性能和缓存支持——由于不需要构造Soap消息，请求Rest服务显然开销更小。 REST类Web服务可以利用高速缓存控制头，从而减少带宽的需求，从而REST可以改善响应时间和改进用户体验。
可扩展性和无状态性——每个请求都是独立的。一旦被调用，服务器不保留任何会话，这样就可以更具响应性。通过减少事件后通讯状态的维护工作，提高了服务器的可扩展性。

 

在为系统开发REST服务时，也遇到一些问题：

一、安全性方案。并不是指REST服务安全性不足，其本身没有内置的安全支持，但所有HTTP支持安全模式和框架几乎都可以用于REST服务。真正潜在风险存在于REST灵活的使用方式上，既可以被服务器端调用又能被客户端调用，所以一开始就要明确地区分用户访问权限和系统访问权限，区分Web页面权限和REST服务权限，但有时在开发中经常混为一谈，所以要加强设计阶段这方面的文档和评估工作。

二、服务接口规范性。REST服务基于URI地址访问，有非常强的语义性，服务接口的每个操作都基于一个URI模板。在实际业务中，功能类似的操作被做成多个重载，随之重载的增多，URI模板如何约定，如何扩展便成为一个规范性问题。开始时，对此未予以足够重视，在多人开发服务，以致一些服务操作语义产生了混乱，影响了理解和正确使用。后来，又额外花费时间资源统一了规定了操作Uri格式。这一方面，源于业内尚无明确的标准，更重要是，应该从设计时就全面考虑将来如果需要重载等功能扩展，URI模板的语义扩展方式。还有一些其他的规范问题，诸如一些操作包括增删改查中的一种以上的数据操作，Http Method如何定义，也应该一并考虑。

三、WCF REST自身限制。WCF从3.0发展到4.0，已经是较为成熟。而WCF的REST构件，则是全新的技术，WCF作为.NET平台Web Service的替代者，无论在开发还是管理上，都极大的灵活性。而WCF REST的灵活体现在开发和使用上，在管理维护情况下，WCF REST服务接口操作未提供如WCF一样的灵活的配置功能，URI模板等元素必须在代码中设置，消息格式虽然可以根据客户端请求输出，但不能在配置文件中设置。

总的来说，虽然REST服务仍然在发展中，经验与技术还有很大进步空间。但毫无疑问，基于REST服务的WEB应用程序拥有很多优势，未在在WEB系统，将有更光明的应用前景。