作者 Stefan Tilkov譯者 苑永凱 發(fā)布于 2007年12月25日 下午10時(shí)10分
不知你是否意識到，圍繞著什么才是實(shí)現(xiàn)異構(gòu)的應(yīng)用到應(yīng)用通信的“正確”方式，一場爭論正進(jìn)行的如火如荼：雖然當(dāng)前主流的方式明顯地集中在基于 SOAP、WSDL和WS-*規(guī)范的Web Services領(lǐng)域，但也有少數(shù)人用細(xì)小但洪亮的聲音主張說更好的方式是REST，表述性狀態(tài)轉(zhuǎn)移（REpresentational State Transfer）的簡稱。在本文中，我不會涉及爭論的話題，而是嘗試對REST和RESTful HTTP應(yīng)用集成做實(shí)用性的介紹。以我的經(jīng)驗(yàn)，有些話題一旦觸及就會引來眾多的討論，當(dāng)涉及到這方面話題的時(shí)候，我會深入詳細(xì)地闡述。
REST關(guān)鍵原則
大部分對REST的介紹是以其正式的定義和背景作為開場的。但這兒且先按下不表，我先提出一個(gè)簡單扼要的定義：REST定義了應(yīng)該如何正確地使用（這和大多數(shù)人的實(shí)際使用方式有很大不同）Web標(biāo)準(zhǔn)，例如HTTP和URI。如果你在設(shè)計(jì)應(yīng)用程序時(shí)能堅(jiān)持REST原則，那就預(yù)示著你將會得到一個(gè)使用了優(yōu)質(zhì)Web架構(gòu)（這將讓你受益）的系統(tǒng)。總之，五條關(guān)鍵原則列舉如下：
- 為所有“事物”定義ID
- 將所有事物鏈接在一起
- 使用標(biāo)準(zhǔn)方法
- 資源多重表述
- 無狀態(tài)通信
下面讓我們進(jìn)一步審視這些原則。
為所有“事物”定義ID
在這里我使用了“事物”來代替更正式準(zhǔn)確的術(shù)語“資源”，因?yàn)橐粭l如此簡單的原則，不應(yīng)該被淹沒在術(shù)語當(dāng)中。思考一下人們構(gòu)建的系統(tǒng)，通常會找到一系列值得被標(biāo)識的關(guān)鍵抽象。每個(gè)事物都應(yīng)該是可標(biāo)識的，都應(yīng)該擁有一個(gè)明顯的ID——在Web中，代表ID的統(tǒng)一概念是：URI。URI構(gòu)成了一個(gè)全局命名空間，使用URI標(biāo)識你的關(guān)鍵資源意味著它們獲得了一個(gè)唯一、全局的ID。
對事物使用一致的命名規(guī)則（naming scheme）最主要的好處就是你不需要提出自己的規(guī)則——而是依靠某個(gè)已被定義，在全球范圍中幾乎完美運(yùn)行，并且能被絕大多數(shù)人所理解的規(guī)則。想一下你構(gòu)建的上一個(gè)應(yīng)用（假設(shè)它不是采用RESTful方式構(gòu)建的）中的任意一個(gè)高級對象（high-level object），那就很有可能看到許多從使用唯一標(biāo)識中受益的用例。比如，如果你的應(yīng)用中包含一個(gè)對顧客的抽象，那么我可以相當(dāng)肯定，用戶會希望將一個(gè)指向某個(gè)顧客的鏈接，能通過電子郵件發(fā)送到同事那里，或者加入到瀏覽器的書簽中，甚至寫到紙上。更透徹地講：如果在一個(gè)類似于Amazon.com的在線商城中，沒有用唯一的ID（一個(gè)URI）標(biāo)識它的每一件商品，可想而知這將是多么可怕的業(yè)務(wù)決策。
當(dāng)面對這個(gè)原則時(shí)，許多人驚訝于這是否意味著需要直接向外界暴露數(shù)據(jù)庫記錄（或者數(shù)據(jù)庫記錄ID）——自從多年以來面向?qū)ο蟮膶?shí)踐告誡我們，要將持久化的信息作為實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)隱藏起來之后，哪怕是剛有點(diǎn)想法都常會使人驚恐。但是這條原則與隱藏實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)兩者之間并沒有任何沖突：通常，值得被URI標(biāo)識的事物——資源——要比數(shù)據(jù)庫記錄抽象的多。例如，一個(gè)定單資源可以由定單項(xiàng)、地址以及許多其它方面（可能不希望作為單獨(dú)標(biāo)識的資源暴露出來）組成。標(biāo)識所有值得標(biāo)識的事物，領(lǐng)會這個(gè)觀念可以進(jìn)一步引導(dǎo)你創(chuàng)造出在傳統(tǒng)的應(yīng)用程序設(shè)計(jì)中不常見的資源：一個(gè)流程或者流程步驟、一次銷售、一次談判、一份報(bào)價(jià)請求—— 這都是應(yīng)該被標(biāo)識的事物的示例。同樣，這也會導(dǎo)致創(chuàng)建比非RESTful設(shè)計(jì)更多的持久化實(shí)體。
下面是一些你可能想到的URI的例子：
http://example.com/customers/1234
http://example.com/orders/2007/10/776654
http://example.com/products/4554
http://example.com/processes/salary-increase-234
正如我選擇了創(chuàng)建便于閱讀的URI——這是個(gè)有用的觀點(diǎn)，盡管不是RESTful設(shè)計(jì)所必須的——應(yīng)該能十分容易地推測出URI的含義：它們明顯地標(biāo)識著單一“數(shù)據(jù)項(xiàng)”。但是再往下看：
http://example.com/orders/2007/11
http://example.com/products?color=green
首先，這兩個(gè)URI看起來與之前的稍有不同——畢竟，它們不是對一件事物的標(biāo)識，而是對一類事物集合的標(biāo)識（假定第一個(gè)URI標(biāo)識了所有在2007年11月份提交的定單，第二個(gè)則是綠顏色產(chǎn)品的集合）。但是這些集合自身也是事物（資源），也應(yīng)該被標(biāo)識。
注意，使用唯一、全局統(tǒng)一的命名規(guī)則的好處，既適用于瀏覽器中的Web應(yīng)用，也適用于機(jī)對機(jī)（machine-to-machine，m2m）通信。
來對第一個(gè)原則做下總結(jié)：使用URI標(biāo)識所有值得標(biāo)識的事物，特別是應(yīng)用中提供的所有“高級”資源，無論這些資源代表單一數(shù)據(jù)項(xiàng)、數(shù)據(jù)項(xiàng)集合、虛擬亦或?qū)嶋H的對象還是計(jì)算結(jié)果等。
將所有事物鏈接在一起
接下來要討論的原則有一個(gè)有點(diǎn)令人害怕的正式描述：“超媒體被當(dāng)作應(yīng)用狀態(tài)引擎（Hypermedia as the engine of application state）”，有時(shí)簡寫為HATEOAS。（嚴(yán)格地說，這不是我說的。）這個(gè)描述的核心是超媒體概念，換句話說：是鏈接的思想。鏈接是我們在HTML中常見的概念，但是它的用處絕不局限于此（用于人們網(wǎng)絡(luò)瀏覽）。考慮一下下面這個(gè)虛構(gòu)的XML片段：
<order self="http://example.com/customers/1234">
<amount>23</amount>
<product ref="http://example.com/products/4554">
<customer ref="http://example.com/customers/1234">
</customer>
</product>
</order>
如果你觀察文檔中product和customer的鏈接，就可以很容易地想象到，應(yīng)用程序（已經(jīng)檢索過文檔）如何“跟隨”鏈接檢索更多的信息。當(dāng)然，如果使用一個(gè)遵守專用命名規(guī)范的簡單“id”屬性作為鏈接，也是可行的——
但是僅限于應(yīng)用環(huán)境之內(nèi)。使用URI表示鏈接的優(yōu)雅之處在于，鏈接可以指向由不同應(yīng)用、不同服務(wù)器甚至位于另一個(gè)大陸上的不同公司提供的資源——因?yàn)閁RI命名規(guī)范是全球標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)成Web的所有資源都可以互聯(lián)互通。
超媒體原則還有一個(gè)更重要的方面——應(yīng)用“狀態(tài)”。簡而言之，實(shí)際上服務(wù)器端（如果你愿意，也可以叫服務(wù)提供者）為客戶端（服務(wù)消費(fèi)者）提供一組鏈接，使客戶端能通過鏈接將應(yīng)用從一個(gè)狀態(tài)改變?yōu)榱硪粋€(gè)狀態(tài)。稍后我們會在另一篇文章中探究這個(gè)方面的影響；目前，只需要記住：鏈接是構(gòu)成動(dòng)態(tài)應(yīng)用的非常有效的方式。
對此原則總結(jié)如下：任何可能的情況下，使用鏈接指引可以被標(biāo)識的事物（資源）。也正是超鏈接造就了現(xiàn)在的Web。
使用標(biāo)準(zhǔn)方法
在前兩個(gè)原則的討論中暗含著一個(gè)假設(shè)：接收URI的應(yīng)用程序可以通過URI明確地做一些有意義的事情。如果你在公共汽車上看到一個(gè)URI，你可以將它輸入瀏覽器的地址欄中并回車——但是你的瀏覽器如何知道需要對這個(gè)URI做些什么呢？
它知道如何去處理URI的原因在于所有的資源都支持同樣的接口，一套同樣的方法（只要你樂意，也可以稱為操作）集合。在HTTP中這被叫做動(dòng)詞（verb），除了兩個(gè)大家熟知的（GET和POST）之外，標(biāo)準(zhǔn)方法集合中還包含PUT、DELETE、HEAD和OPTIONS。這些方法的含義連同行為許諾都一起定義在HTTP規(guī)范之中。如果你是一名OO開發(fā)人員，就可以想象到RESTful HTTP方案中的所有資源都繼承自類似于這樣的一個(gè)類（采用類Java、C#的偽語法描述，請注意關(guān)鍵的方法）：
class Resource {
Resource(URI u);
Response get();
Response post(Request r);
Response put(Request r);
Response delete();
}
由于所有資源使用了同樣的接口，你可以依此使用GET方法檢索一個(gè)表述（representation）——也就是對資源的描述。因?yàn)橐?guī)范中定義了GET的語義，所以可以肯定當(dāng)你調(diào)用它的時(shí)候不需要對后果負(fù)責(zé)——這就是為什么可以“安全”地調(diào)用此方法。GET方法支持非常高效、成熟的緩存，所以在很多情況下，你甚至不需要向服務(wù)器發(fā)送請求。還可以肯定的是，GET方法具有冪等性[譯注：指多個(gè)相同請求返回相同的結(jié)果]——如果你發(fā)送了一個(gè)GET請求沒有得到結(jié)果，你可能不知道原因是請求未能到達(dá)目的地，還是響應(yīng)在反饋的途中丟失了。冪等性保證了你可以簡單地再發(fā)送一次請求解決問題。冪等性同樣適用于PUT（基本的含義是“更新資源數(shù)據(jù)，如果資源不存在的話，則根據(jù)此URI創(chuàng)建一個(gè)新的資源”）和DELETE（你完全可以一遍又一遍地操作它，直到得出結(jié)論——?jiǎng)h除不存在的東西沒有任何問題）方法。POST方法，通常表示“創(chuàng)建一個(gè)新資源”，也能被用于調(diào)用任意過程，因而它既不安全也不具有冪等性。
如果你采用RESTful的方式暴露應(yīng)用功能（如果你樂意，也可以稱為服務(wù)功能），那這條原則和它的約束同樣也適用于你。如果你已經(jīng)習(xí)慣于另外的設(shè)計(jì)方式，則很難去接受這條原則——畢竟，你很可能認(rèn)為你的應(yīng)用包含了超出這些操作表達(dá)范圍的邏輯。請?jiān)试S我花費(fèi)一些時(shí)間來讓你相信不存在這樣的情況。
來看下面這個(gè)簡單的采購方案例子：
可以看到，例子中定義了兩個(gè)服務(wù)程序（沒有包含任何實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)）。這些服務(wù)程序的接口都是為了完成任務(wù)（正是我們討論的 OrderManagement和CustomerManagement服務(wù)）而定制的。如果客戶端程序試圖使用這些服務(wù)，那它必須針對這些特定接口進(jìn)行編碼——不可能在這些接口定義之前，使用客戶程序去有目的地和接口協(xié)作。這些接口定義了服務(wù)程序的應(yīng)用協(xié)議（application protocol）。
在RESTful HTTP方式中，你將通過組成HTTP應(yīng)用協(xié)議的通用接口訪問服務(wù)程序。你可能會想出像這樣的方式：
可以看到，服務(wù)程序中的特定操作被映射成為標(biāo)準(zhǔn)的HTTP方法——為了消除歧義，我創(chuàng)建了一組全新的資源。“這是騙人的把戲”，我聽見你叫嚷著。不，這不是欺騙。標(biāo)識一個(gè)顧客的URI上的GET方法正好相當(dāng)于getCustomerDetails操作。有人用三角形形象化地說明了這一點(diǎn)：
把三個(gè)頂點(diǎn)想象為你可以調(diào)節(jié)的按鈕。可以看到在第一種方法中，你擁有許多操作，許多種類的數(shù)據(jù)以及固定數(shù)量的“實(shí)例”（本質(zhì)上和你擁有的服務(wù)程序數(shù)量一致）。在第二種方法中，你擁有固定數(shù)量的操作，許多種類的數(shù)據(jù)和許多調(diào)用固定方法的對象。它的意義在于，證明了通過這兩種方式，你基本上可以表示任何你喜歡的事情。
為什么使用標(biāo)準(zhǔn)方法如此重要？從根本上說，它使你的應(yīng)用成為Web的一部分——應(yīng)用程序?yàn)閃eb變成Internet上最成功的應(yīng)用所做的貢獻(xiàn)，與它添加到Web中的資源數(shù)量成比例。采用RESTful方式，一個(gè)應(yīng)用可能會向Web中添加數(shù)以百萬計(jì)的客戶URI；如果采用CORBA技術(shù)并維持應(yīng)用的原有設(shè)計(jì)方式，那它的貢獻(xiàn)大抵只是一個(gè)“端點(diǎn)（endpoint）”——就好比一個(gè)非常小的門，僅僅允許有鑰匙的人進(jìn)入其中的資源域。
統(tǒng)一接口也使得所有理解HTTP應(yīng)用協(xié)議的組件能與你的應(yīng)用交互。通用客戶程序（generic client）就是從中受益的組件的例子，例如curl、wget、代理、緩存、HTTP服務(wù)器、網(wǎng)關(guān)還有Google、Yahoo!、MSN等等。
總結(jié)如下：為使客戶端程序能與你的資源相互協(xié)作，資源應(yīng)該正確地實(shí)現(xiàn)默認(rèn)的應(yīng)用協(xié)議（HTTP），也就是使用標(biāo)準(zhǔn)的GET、PUT、POST和DELETE方法。
資源多重表述
到目前為止我們一直忽略了一個(gè)稍微復(fù)雜的問題：客戶程序如何知道該怎樣處理檢索到的數(shù)據(jù)，比如作為GET或者POST請求的結(jié)果？原因是，HTTP 采取的方式是允許數(shù)據(jù)處理和操作調(diào)用之間關(guān)系分離的。換句話說，如果客戶程序知道如何處理一種特定的數(shù)據(jù)格式，那就可以與所有提供這種表述格式的資源交互。讓我們再用一個(gè)例子來闡明這個(gè)觀點(diǎn)。利用HTTP內(nèi)容協(xié)商（content negotiation），客戶程序可以請求一種特定格式的表述：
GET /customers/1234 HTTP/1.1
Host: example.com
Accept: application/vnd.mycompany.customer+xml
請求的結(jié)果可能是一些由公司專有的XML格式表述的客戶信息。假設(shè)客戶程序發(fā)送另外一個(gè)不同的請求，就如下面這樣：
GET /customers/1234 HTTP/1.1
Host: example.com
Accept: text/x-vcard
結(jié)果則可能是VCard格式的客戶地址。（在這里我沒有展示響應(yīng)的內(nèi)容，在其HTTP Content-type頭中應(yīng)該包含著關(guān)于數(shù)據(jù)類型的元數(shù)據(jù)。）這說明為什么理想的情況下，資源表述應(yīng)該采用標(biāo)準(zhǔn)格式——如果客戶程序?qū)TTP應(yīng)用協(xié)議和一組數(shù)據(jù)格式都有所“了解”，那么它就可以用一種有意義的方式與世界上任意一個(gè)RESTful HTTP應(yīng)用交互。不幸的是，我們不可能拿到所有東西的標(biāo)準(zhǔn)格式，但是，或許我們可以想到在公司或者一些合作伙伴中使用標(biāo)準(zhǔn)格式來營造一個(gè)小環(huán)境。當(dāng)然以上情況不僅適用于從服務(wù)器端到客戶端的數(shù)據(jù)，反之既然——倘若從客戶端傳來的數(shù)據(jù)符合應(yīng)用協(xié)議，那么服務(wù)器端就可以使用特定的格式處理數(shù)據(jù)，而不去關(guān)心客戶端的類型。
在實(shí)踐中，資源多重表述還有著其它重要的好處：如果你為你的資源提供HTML和XML兩種表述方式，那這些資源不僅可以被你的應(yīng)用所用，還可以被任意標(biāo)準(zhǔn)Web瀏覽器所用——也就是說，你的應(yīng)用信息可以被所有會使用Web的人獲取到。
資源多重表述還有另外一種使用方式：你可以將應(yīng)用的Web UI納入到Web API中——畢竟，API的設(shè)計(jì)通常是由UI可以提供的功能驅(qū)動(dòng)的，而UI也是通過API執(zhí)行動(dòng)作的。將這兩個(gè)任務(wù)合二為一帶來了令人驚訝的好處，這使得使用者和調(diào)用程序都能得到更好的Web接口。
總結(jié)：針對不同的需求提供資源多重表述。
無狀態(tài)通信
無狀態(tài)通信是我要講到的最后一個(gè)原則。首先，需要著重強(qiáng)調(diào)的是，雖然REST包含無狀態(tài)性（statelessness）的觀念，但這并不是說暴露功能的應(yīng)用不能有狀態(tài)——
事實(shí)上，在大部分情況下這會導(dǎo)致整個(gè)做法沒有任何用處。REST要求狀態(tài)要么被放入資源狀態(tài)中，要么保存在客戶端上。或者換句話說，服務(wù)器端不能保持除了單次請求之外的，任何與其通信的客戶端的通信狀態(tài)。這樣做的最直接的理由就是可伸縮性—— 如果服務(wù)器需要保持客戶端狀態(tài)，那么大量的客戶端交互會嚴(yán)重影響服務(wù)器的內(nèi)存可用空間（footprint）。（注意，要做到無狀態(tài)通信往往需要需要一些重新設(shè)計(jì)——不能簡單地將一些session狀態(tài)綁縛在URI上，然后就宣稱這個(gè)應(yīng)用是RESTful。）
但除此以外，其它方面可能顯得更為重要：無狀態(tài)約束使服務(wù)器的變化對客戶端是不可見的，因?yàn)樵趦纱芜B續(xù)的請求中，客戶端并不依賴于同一臺服務(wù)器。一個(gè)客戶端從某臺服務(wù)器上收到一份包含鏈接的文檔，當(dāng)它要做一些處理時(shí)，這臺服務(wù)器宕掉了，可能是硬盤壞掉而被拿去修理，可能是軟件需要升級重啟——如果這個(gè)客戶端訪問了從這臺服務(wù)器接收的鏈接，它不會察覺到后臺的服務(wù)器已經(jīng)改變了。
理論上的REST
我承認(rèn)：以上我所說的REST不是真正的REST，而且我可能有點(diǎn)過多地?zé)嶂杂诤唵位５驗(yàn)槲蚁胗幸粋€(gè)與眾不同的開場，所以沒有在一開始就介紹其正式的定義和背景。現(xiàn)在就讓我們稍微簡要地介紹一下這方面的內(nèi)容。
首先，先前我并沒有明確地區(qū)分HTTP、RESTful HTTP和REST。要理解這些不同方面之間的關(guān)系，我們要先來看看REST的歷史。
Roy T. Fielding在他的博士學(xué)位論文（實(shí)際上你應(yīng)該訪問這個(gè)鏈接——至少對于一篇學(xué)術(shù)論文來說，它是相當(dāng)易讀的。此論文已被翻譯成中文）中定義了術(shù)語REST。Roy曾是許多基本W(wǎng)eb協(xié)議的主要設(shè)計(jì)者，其中包括HTTP和URIs，并且他在論文中對這些協(xié)議提出了很多想法。（這篇論文被譽(yù)為“REST圣經(jīng)”，這是恰當(dāng)?shù)摹吘梗亲髡甙l(fā)明了這個(gè)術(shù)語，所以在定義上，他寫的任何內(nèi)容都被認(rèn)為是權(quán)威的。）在論文中，Roy首先定義一種方法論來談?wù)?strong>架構(gòu)風(fēng)格——高級、抽象的模式，來表達(dá)架構(gòu)方法背后的核心理念。每一個(gè)架構(gòu)風(fēng)格由一系列的約束（constraints）定義形成。架構(gòu)風(fēng)格的例子包括“沒有風(fēng)格”（根本沒有任何約束）、管道和過濾器（pipe and filter）、客戶端/服務(wù)器、分布式對象以及——你猜到它了——REST。
如果對你來說這些聽起來都太抽象了，那就對了——REST在本質(zhì)上是一個(gè)可以被許多不同技術(shù)實(shí)現(xiàn)的高層次的風(fēng)格，而且可以被實(shí)例化——通過為它的抽象特性賦上不同的值。比如，REST中包含資源和統(tǒng)一接口的概念——也就是說，所有資源都應(yīng)該對這些相同的方法作出反應(yīng)。但是REST并沒有說明是哪些方法，或者有多少方法。
REST風(fēng)格的一個(gè)“化身”便是HTTP（以及一套相關(guān)的一套標(biāo)準(zhǔn)，比如URI），或者稍微抽象一些：Web架構(gòu)自身。接著上面的例子，HTTP使用HTTP動(dòng)詞作為REST統(tǒng)一接口的“實(shí)例”。由于Fielding是在Web已經(jīng)（或者至少是大部分）“完善”了之后才定義的REST風(fēng)格，有人可能會爭論兩者是不是100%的匹配。但是無論如何，整體上來說Web、HTTP和URI僅僅是REST風(fēng)格的一個(gè)主要實(shí)現(xiàn)。不過，由于Roy Fielding即是REST論文的作者，又對Web架構(gòu)設(shè)計(jì)有過深遠(yuǎn)的影響，兩者相似也在情理之中。
最后，我在前面一次又一次地使用著術(shù)語“RESTful HTTP”，原因很簡單：許多使用HTTP的應(yīng)用因?yàn)橐恍├碛刹]有遵循REST原則，有人會說使用HTTP而不遵循REST原則就等同于濫用HTTP。當(dāng)然這聽起來有點(diǎn)狂熱——事實(shí)上違反REST約束的原因通常是，僅僅因?yàn)槊總€(gè)約束帶來的設(shè)計(jì)權(quán)衡可能不適合于一些特殊情況。但通常，違背REST約束的原因可歸咎于對其好處認(rèn)知的缺乏。來看一個(gè)明顯的反面案例：使用HTTP GET調(diào)用類似于刪除對象的操作，這違反了REST的安全約束和一般性常識（客戶程序不應(yīng)為此負(fù)責(zé)，服務(wù)器端開發(fā)人員大概不是有意而為之）。但在隨后的文章中，我會提及更多這樣或那樣的對HTTP的濫用。
總結(jié)
本文試圖對REST（Web架構(gòu)）背后的概念提供快速的介紹。RESTful HTTP暴露功能的方式與RPC、分布式對象以及Web Services是不相同的；要真正理解這些不同是需要一些心態(tài)的轉(zhuǎn)變。不管你構(gòu)建的應(yīng)用是僅僅想暴露Web UI還是想把API變成Web的一份子，了解下REST的原則還是有好處的。
Stefan Tilkov是InfoQ SOA社區(qū)的首席編輯，并且是位于德國和瑞士的innoQ公司的共同創(chuàng)始人、首席顧問和REST狂熱分子首領(lǐng)。
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