Aofei Sheng

RESTful API 设计指南

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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“API First”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。我以前写过一篇《理解 RESTful 架构》,探讨如何理解这个概念。

今天,我将介绍 RESTful API 的设计细节,探讨如何设计一套合理、好用的 API。我的主要参考了两篇文章(12)。

一、协议

API 与用户的通信协议,总是使用 HTTPS 协议

二、域名

应该尽量将 API 部署在专用域名之下。

https://api.example.com

如果确定 API 很简单,不会有进一步扩展,可以考虑放在主域名下。

https://example.org/api/

三、版本(Versioning)

应该将 API 的版本号放入 URL。

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

另一种做法是,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。

四、路径(Endpoint)

路径又称“终点”(Endpoint),表示 API 的具体网址。

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。

举例来说,有一个 API 提供动物园(Zoo)的信息,还包括各种动物和雇员的信息,则它的路径应该设计成下面这样。

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

五、HTTP 动词

对于资源的具体操作类型,由 HTTP 动词表示。

常用的 HTTP 动词有下面五个(括号里是对应的 SQL 命令)。

GET(SELECT):从服务器取出资源(一项或多项)。
POST(CREATE):在服务器新建一个资源。
PUT(UPDATE):在服务器更新资源(客户端提供改变后的完整资源)。
PATCH(UPDATE):在服务器更新资源(客户端提供改变的属性)。
DELETE(DELETE):从服务器删除资源。

还有两个不常用的 HTTP 动词。

HEAD:获取资源的元数据。
OPTIONS:获取信息,关于资源的哪些属性是客户端可以改变的。

下面是一些例子。

GET /zoos:列出所有动物园
POST /zoos:新建一个动物园
GET /zoos/ID:获取某个指定动物园的信息
PUT /zoos/ID:更新某个指定动物园的信息(提供该动物园的全部信息)
PATCH /zoos/ID:更新某个指定动物园的信息(提供该动物园的部分信息)
DELETE /zoos/ID:删除某个动物园
GET /zoos/ID/animals:列出某个指定动物园的所有动物
DELETE /zoos/ID/animals/ID:删除某个指定动物园的指定动物

六、过滤信息(Filtering)

如果记录数量很多,服务器不可能都将它们返回给用户。API 应该提供参数,过滤返回结果。

下面是一些常见的参数。

?limit=10:指定返回记录的数量
?offset=10:指定返回记录的开始位置。
?page=2&per_page=100:指定第几页,以及每页的记录数。
?sortby=name&order=asc:指定返回结果按照哪个属性排序,以及排序顺序。
?animal_type_id=1:指定筛选条件

参数的设计允许存在冗余,即允许 API 路径和 URL 参数偶尔有重复。比如,GET /zoo/ID/animalsGET /animals?zoo_id=ID 的含义是相同的。

七、状态码(Status Codes)

服务器向用户返回的状态码和提示信息,常见的有以下一些(方括号中是该状态码对应的 HTTP 动词)。

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)。
201 CREATED - [POST/PUT/PATCH]:用户新建或修改数据成功。
202 Accepted - [*]:表示一个请求已经进入后台排队(异步任务)
204 NO CONTENT - [DELETE]:用户删除数据成功。
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。
401 Unauthorized - [*]:表示用户没有权限(令牌、用户名、密码错误)。
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。
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。
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)。
410 Gone -[GET]:用户请求的资源被永久删除,且不会再得到的。
422 Unprocesable entity - [POST/PUT/PATCH] 当创建一个对象时,发生一个验证错误。
500 INTERNAL 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。

状态码的完全列表参见这里

八、错误处理(Error handling)

如果状态码是 4XX,就应该向用户返回出错信息。一般来说,返回的信息中将 error 作为键名,出错信息作为键值即可。

{
  "error": "Invalid API key"
}

九、返回结果

针对不同操作,服务器向用户返回的结果应该符合以下规范。

GET /collection:返回资源对象的列表(数组)
GET /collection/resource:返回单个资源对象
POST /collection:返回新生成的资源对象
PUT /collection/resource:返回完整的资源对象
PATCH /collection/resource:返回完整的资源对象
DELETE /collection/resource:返回一个空文档

十、Hypermedia API

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。

比如,当用户向 api.example.com 的根目录发出请求,会得到这样一个文档。

{
  "link": {
    "rel":   "collection <https://www.example.com/zoos>",
    "href":  "<https://api.example.com/zoos>",
    "title": "List of zoos",
    "type":  "application/vnd.yourformat+json"
  }
}

上面代码表示,文档中有一个 link 属性,用户读取这个属性就知道下一步该调用什么 API 了。rel 表示这个 API 与当前网址的关系(Collection 关系,并给出该 Collection 的网址),href 表示 API 的路径,title 表示 API 的标题,type 表示返回类型。

Hypermedia API 的设计被称为 HATEOAS。GitHub 的 API 就是这种设计,访问 api.github.com 会得到一个所有可用 API 的网址列表。

{
  "current_user_url": "<https://api.github.com/user>",
  "authorizations_url": "<https://api.github.com/authorizations>",
  "...": "..."
}

从上面可以看到,如果想获取当前用户的信息,应该去访问 api.github.com/user,然后就得到了下面结果。

{
  "message": "Requires authentication",
  "documentation_url": "<https://developer.github.com/v3>"
}

上面代码表示,服务器给出了提示信息,以及文档的网址。

十一、其他

(1)API 的身份认证应该使用 OAuth 2.0 框架。

(2)服务器返回的数据格式,应该尽量使用 JSON,避免使用 XML。

(转自:阮一峰的网络日志