SOA之（5）——REST的SOA（SOA with REST）概念
REST的SOA（SOA with REST）概念
发展
1992年网站（Web Sites）是在Web浏览器和Web服务器直接通过HTTP传输HTML。
2000年WS-* （Web Services）是在客户端和服务器之间基于HTTP传输SOAP XML格式的数据，服务端用WSDL来规定契约。
2007年RESTful （Web Services）是在客户端和服务器之间基于HTTP传输JSON、PO-XML、RSS格式的数据，服务端用WADL来规定契约。
Web services从哪来？
解决企业软件标准化的问题
企业计算的互用性标准
一个提供消息、描述、发现规范的分层架构
能够快速从底层构建提供解决方案
工具可以将复杂性屏蔽
处理异构（Heterogeneity）
Web应用（Web Applications）与 企业计算（Enterprise Computing）
庞然大物（Big Web Services）
- 复杂难以理解（High perceived complexity）
- 标准化存在问题
- 斗争中（infighting）
- 缺乏架构的一致性（architectural coherence）
- 碎片化（fragmentation）
- 设计委员会（committee）
- 特性膨胀（feature bloat 主要提现在不断新增的文档）
- 缺乏参考实现（reference implementations）
- 标准的标准（Standardization of standards (WS-I)）
- 看似另一个CORBA？
- Web services的互用性真的存在？
- 我们真的需要采用XML来提升性能？
一个关于Web Services文档的不完全统计（http://www.tbray.org/ongoing/When/200x/2004/09/21/WS-Research）
| Group | Spec | Page Count |
| 安全Security | ||
| Web Services Security (O) | 56 | |
| UsernameToken Profile (O) | 15 | |
| X.509 Certificate Token Profile (O) | 16 | |
| Policy Language (M) | 13 | |
| Trust Language (M) | 41 | |
| Secure Conversation Language (M) | 17 | |
| Web Services Federation Language(M) | 28 | |
| WS-Federation: Active Requestor Profile (M) | 14 | |
| WS-Federation: Passive Requestor Profile (M) | 13 | |
| Kerberos Binding (M) | 17 | |
| 可靠消息Reliable Messaging | ||
| Reliable Messaging (M) | 21 | |
| 事务Transactions | ||
| Coordination (M) | 16 | |
| Atomic Transaction (M) | 10 | |
| Business Activity Framework (M) | 13 | |
| 元数据Metadata | ||
| WSDL 1.1 (W) | 32 | |
| Policy Framework (M) | 15 | |
| Policy Attachment (M) | 10 | |
| Policy Assertions Language (M) | 9 | |
| Dynamic Discovery (M) | 22 | |
| Metadata Exchange (M) | 23 | |
| 消息Messaging | ||
| SOAP 1.2 Primer (W) | 39 | |
| SOAP 1.2 Messaging Framework (W) | 47 | |
| SOAP 1.2 Adjuncts (W) | 25 | |
| Addressing (M) | 15 | |
| MTOM (W) | 13 | |
| Enumeration (M) | 27 | |
| Eventing (M) | 21 | |
| Transfer (M) | 17 | |
| SOAP-over-UDP (M) | 7 | |
| 管理Management | ||
| Web Services for Management (M) | 23 | |
| 业务流程Business Process | ||
| BPEL4WS (M) | 74 | |
| 配置文档pecification Profiles | ||
| Devices Profile (O) | 24 | |
| WS-I Basic Profile (O) | 50 | |
| TOTAL PAGES: | 783 |
正文目录
什么是REST？
RESTful的设计
WS-*与REST的比较
讨论
前瞻
表述性状态转移（REpresentational State Transfer）
REST为Web定义了一个架构风格
它的四个原则可以用HTTP协议来实现
- URI资源识别（Resource Identification）
- 所有资源统一接口（Uniform Interface）
- GET（状态查询、幂等性、缓存）
- POST（创建子资源）
- PUT（更新、状态转换）
- DELETE（删除资源）
- 自解释（Self-Describing），消息的元数据和多种资源表述
- 超链接（Hyperlinks），定义应用的状态转换和资源之间的关系
一个RESTful Web Service的例子
统一接口原则（CRUD的例子）
创建（POST《-》）——创建一个子资源
读取（GET《-）——获取当前资源的状态
更新（PUT -》）—— 初始化或更新一个URI对应的资源状态
删除（DELETE）——清除一个资源（在一个URI失效之后）
统一资源标识符URI（Uniform Resource Indentifier）是什么？
- 因特网对于资源命名和标识的标准
例如：
http://tools.ietf.org/html/rfc3986
http——统一资源标识符方案（URI Scheme）
://tools.ietf.org——授权（Authority）通常是一个主机名
/html/rfc3986——路径（Path）
https://www.google.ch/search?q=rest&start=10#1
?q=rest&start=10——查询（Query）
#1——片段（Fragment）
- REST并不拥护“好”的URI
- 在多数HTTP栈中URI的长度不能大于4Kb
什么是“好”的URI？
URI的设计指南
- 名词（Nouns）优于动词（Verbs）
- URI保持简短
GET /book?isbn=24&action=delete
DELETE /book/24
- 遵从位置通过参数传递的方案
REST URI对于客户端透明的意思是它是由后续的链接提供，而不是通过客户端自行创建
- 不要改变URI
- 真的需要改变时，用重定向实现（redirection）
注意：URI模板引入了客户端和服务端的耦合
高级REST 和 低级REST
关于REST实现的最佳实践有些区别（在本人实际工作中，很多技术实力雄厚的大型企业，对于REST最佳实践的方案也基本可以归为以下两种，而第一种“低级”REST比较普遍）
低级REST（Low REST）
- 用HTTP GET实现幂等请求，其他所有请求都用POST（没有HTTP PUT DELETE等其他方法）
- 响应格式（MIME Type）多种多样（e.g. XHTML, application/json, application/xml）
高级REST（High REST）
- 推荐使用好的URI
- 充分使用4个动词：GET、POST、PUT和DELETE（*）
- 响应体用（Plain Old） XML（**）
补充说明：
（*）有些防火墙或者HTTP的代理可能丢弃PUT/DELETE请求
（**）XML可以被RDF、JSON、YAML或者ATOM（ATOM存在很大的争议）替代
资源表述的格式XML vs. JSON
| XML | JSON（JavaScript Object Notation） |
| —PO-XML | 为AJAX Web应用引入格式供（浏览器－Web服务器通讯） |
| —SOAP（WS-*） | |
| —RSS，ATOM | |
| 半结构化的数据和标准的文本语法 | 文本语法支持序列化非循环的数据结构 |
| 工具：XML Schema，DOM，SAX，Xpath，XSLT，Xquery | 有很多语言支持（不仅仅JavaScript） |
| 每个人都可以解析它（不需要理解） | 不需要扩展 |
| 慢、臃肿 | JSON已经成为AJAX中的X而不是XML |
一个JSON的例子
REST 的优与劣
| 优势（Strengths） | 劣势（Weakness） |
| 简单 —统一接口不可变更 |
混乱（区分high REST和low REST) |
| HTTP／POX 无处不在 | 在前后台系统设计中存在不匹配的情况（异步消息和事件驱动） |
| 无状态／同步交互 | 除了HTTP／SSL不能实现其他的企业应用的风格(*) |
| 可扩展 | |
| 易于理解并采用（轻量级） —只需要一个浏览器，不需要WS中间件 |
对于合适的识别和定位所有应用中的资源时一个挑战 |
| 朴素的方法(grassroot approach) | 缺乏标准（本人认为REST是一个设计风格而非标准） |
| 被所有的Web2.0应用采用 —85%的客户都喜欢Amazon的RESTful API —Google不再支持SOAP／WSDL API |
语法和语义的描述是非正式的（面向用户的） （本人认为这也恰恰是一个优势） |
(*) 关于企业的应用风格（-ilities）参照文章http://www.cnblogs.com/richaaaard/articles/5006681.html
是否不能实现我们还有待探讨
关于RESTful Web Services的设计方法
- 识别资源并暴露成服务（例如，年度风险报表，图书分类，采购订单，缺陷，调查投票等）
- 定义好的URL供寻址
- 理解GET、POST、PUT、DELETE对于一个URI资源的意义
- 设计并记录资源的表述
- 用超链接（hyperlinks）为资源关系建模
- Web服务器实现与部署
- 用浏览器进行测试（当然这里还有其他一些好的辅助测试工具，后面可以专门开文章探讨）
一个简单的Doodle API例子
- 创建一个投票
- 查询一个投票
- 参加投票并创建一个新的子投票资源
- 更新一个一有投票（访问控制头没有显示）
- 当投票结果和决定产生后，投票可以将其删除
更多的信息可以查看Doodle API: http://doodle.com/xsd1/RESTfulDoodle.pdf
（当然在RESTful下也有很多其他的API实现）
REST设计的相关小贴士
- 理解GET、POST、PUT
- GET 是一个只读操作。它可以重复执行多次而不影响资源的状态（幂等性），也可以被缓存
- POST是一个读写操作，可以改变资源的状态，也会读服务器产生影响
- PUT 是一个写操作，但问题是如何正确的使用PUT？因为 PUT /resource/{id}可以被多个客户端并发调用，如何保证资源{id}的唯一性？
- 多种表述形式的妥协（Content-Type）
- 通常客户端可以提供自己可以处理的格式列表 Accept: text/html, application/xml, application/json
- 服务端则自己选择最合适的响应格式200 OK Content-Type: application/json 服务端通常通过资源表述不同的后缀形式提供不同的内容格式(只是一个best practice而不是标准)
- GET /resource.html
- GET /resource.xml
- GET /resource.json
- 异常处理（Idempotent vs. Unsafe）
主要体现在HTTP的标准响应码上
对于GET、PUT、DELETE这些幂等操作，可以执行多次而不会对服务端的状态产生其他影响，可以在服务器宕机或者出现内部错误而恢复过后，重新发起这些请求。对于POST这种非幂等操作就需要在出现异常之后特殊处理，在有些场景下，它也可以被设计成幂等操作来实现：
B = GetBalance() // safe B = B + 200$ // local SetBalance(B) // safe
总而言之，对比WS-*和REST
就是一个苹果和一个橘子的对比。一个是中间件互用性的标准，另一个是Web架构的风格。
那我们还是来比较一下SOAP和REST吧
- 先举例
- 概念比较
- REST作为链接
- 技术性比较
- 服务的表述
- 安全
- 状态管理
- 异步消息
举一个RESTful Web 应用的栗子
同样的场景下WS是这样的
REST和SOAP最主要的区别在于
- 对于REST而言，Web是一个任何人都能访问的信息
—应用需要把它的信息通过URI发布到网络
- 对于WS而言，Web是任何传输的消息
—应用可以与网络交互，但是他们处于网络之外
REST是一种链接方式
他们（REST vs. SOAP）是如何描述服务的呢？
| REST | SOAP |
| REST是基于人类可读的文档，它定义了请求的URI和响应（XML，JSON） | 客户端的stubs可以通过WSDL的描述用大多数语言生成 （实际上SOAP也是一种XML，也是可读的） |
| 需要大量的测试和调试，因为URI是手工创建的 （是否有相关工具） |
每个服务都根据自己的语法发布自己的接口 |
| 我们为什么需要强类型的消息？ （如果客户端和服务端都很清楚传输的内容是什么） |
强类型 |
| WADL | WSDL1.1（整个开放端口对于GET和POST是统一的） |
| XML 足够了？（实际上有JSON、XML等其他） | WSDL2.0（更灵活，每个方法的GET or POST可选） |
REST和SOAP安全对比
| REST | SOAP |
| REST的安全就是HTTPs | SOAP的安全定义在WS－Security中 |
| 被证明的（SSL1.0 自1994） | XML加密 |
| XML签名 | |
| —彻底的互用性没有意义 | |
| —性能？ | |
| 点到点安全（认证、完整和加密） | 端到端安全，不需要HTTPs |
一直争论的状态还是无状态
| REST | SOAP |
| 显性的状态转换 | 隐性的状态转换 |
| —通信是无状态的 | —服务端可以保持状态 |
| —资源数据包含了有效的状态链接 | —消息只包含数据 |
| —客户端根据链接来获取并维护状态 | —客户端根据服务端的状态机逻辑来维护自己的状态 |
| Session技术 | Session技术 |
| —Cookies（HTTP Headers） | —Session Headers（非标准） |
| —URL Re-writing | |
| —表格字段隐藏 |
异步可靠的消息
- 对于REST来说，HTTP是一个同步的协议，但是它也可以模拟异步消息
POST /queue 202 Accepted Location: /queue/message/1230213 ____________________________ GET /queue/message/1230213 DELETE /queue/message/1230213
- SOAP消息可以通过异步协议传输（比如，JMS、MQ等）
- WS－Addressing可以用来定义独立的传输点
- WS－ReliableExchange定义了一个可靠的传输协议（SOAP headers）
REST 和SOAP/WS*的相似点
| REST | SOAP |
| XML | O/XML 绑定 |
| 其他的方式JSON、YAML、RDF | |
| XML Schema | 数据格式的契约需要和接口一起定义 |
| HTTP | 尽管REST认为SOAP误用了POST |
| 松耦合可扩展 | SOAP提供同步异步方式 |
| SOAP认为统一的接口不会改变 |
揭露所谓的秘密
- 许多REST的拥趸认为REST和Web service是不相兼容的
- 实施上：SOAP和WSDL的新版本已经将Web services设计得更“RESTful”
- SOAP1.2
- Response MEP
- Web Method
- WSDL2.0
- HTTP绑定新增了操作级别（per－operation）对于GET、POST指定
- 增加对于safe／cacheable的属性标签
- 但是想让RESTful完全使用Web services还是很困难
（然而市面上有些产品实际上可以支持他们的相兼容）
总结和前瞻
- SOA可以用不同方式实现
- 关注架构如何解决问题以及这些相关标准的价值，而非具体架构和技术的盲从
- SOAP/WS-* 与 REST都有自己的优势和适合的应用场景
- 未来会有融合两种技术优势的中间件技术出现（新SOAP和WSDL标准）
参考：
《SOA设计模式》 由Thomas Erl及其他供稿者合著，作为Thomas Erl关于面向服务计算丛书的一部分，于2009年1月由Prentice Hall出版，ISBN 0136135161，版权所有2009 SOA System Inc.。
Web Services and Service Oriented Architectures@2009 Cesare Pautasso