08.3. REST

RESTful,是目前最为流行的一种互联网软件架构。因为它结构清晰、符合标准、易于理解、扩展方便,所以正得到越来越多网站的采用。本小节我们将来学习它到底是一种什么样的架构?以及在Go里面如何来实现它。

什么是 REST

REST(REpresentational State Transfer) 这个概念,首次出现是在 2000 年 Roy Thomas Fielding(他 是 HTTP 规范的主要编写者之一)的博士论文中,它指的是一组架构约束条件和原则。满足这些约束条件和原则的应用程序或设计就是 RESTful 的。

要理解什么是 REST,我们需要理解下面几个概念:

  • 资源(Resources)
    REST 是 "表现层状态转化",其实它省略了主语。"表现层" 其实指的是 "资源" 的 "表现层"。

    那么什么是资源呢?就是我们平常上网访问的一张图片、一个文档、一个视频等。这些资源我们通过 URI 来定位,也就是一个 URI 表示一个资源。

  • 表现层(Representation)

    资源是做一个具体的实体信息,他可以有多种的展现方式。而把实体展现出来就是表现层,例如一个 txt 文本信息,他可以输出成html、json、xml 等格式,一个图片他可以 jpg、png 等方式展现,这个就是表现层的意思。

    URI 确定一个资源,但是如何确定它的具体表现形式呢?应该在 HTTP 请求的头信息中用 Accept 和 Content-Type 字段指定,这两个字段才是对 "表现层" 的描述。

  • 状态转化(State Transfer)

    访问一个网站,就代表了客户端和服务器的一个互动过程。在这个过程中,肯定涉及到数据和状态的变化。而 HTTP 协议是无状态的,那么这些状态肯定保存在服务器端,所以如果客户端想要通知服务器端改变数据和状态的变化,肯定要通过某种方式来通知它。

    客户端能通知服务器端的手段,只能是 HTTP 协议。具体来说,就是 HTTP 协议里面,四个表示操作方式的动词:GET、POST、PUT、DELETE。它们分别对应四种基本操作:GET 用来获取资源,POST 用来新建资源(也可以用于更新资源),PUT 用来更新资源,DELETE 用来删除资源。

综合上面的解释,我们总结一下什么是 RESTful 架构:

  • (1)每一个 URI 代表一种资源;
  • (2)客户端和服务器之间,传递这种资源的某种表现层;
  • (3)客户端通过四个 HTTP 动词,对服务器端资源进行操作,实现 "表现层状态转化"。

Web 应用要满足 REST 最重要的原则是: 客户端和服务器之间的交互在请求之间是无状态的, 即从客户端到服务器的每个请求都必须包含理解请求所必需的信息。如果服务器在请求之间的任何时间点重启,客户端不会得到通知。此外此请求可以由任何可用服务器回答,这十分适合云计算之类的环境。因为是无状态的,所以客户端可以缓存数据以改进性能。

另一个重要的 REST 原则是系统分层,这表示组件无法了解除了与它直接交互的层次以外的组件。通过将系统知识限制在单个层,可以限制整个系统的复杂性,从而促进了底层的独立性。

下图即是 REST 的架构图:

图 8.5 REST 架构图

当 REST 架构的约束条件作为一个整体应用时,将生成一个可以扩展到大量客户端的应用程序。它还降低了客户端和服务器之间的交互延迟。统一界面简化了整个系统架构,改进了子系统之间交互的可见性。REST 简化了客户端和服务器的实现,而且对于使用REST开发的应用程序更加容易扩展。

下图展示了REST的扩展性:

图8.6 REST的扩展性

RESTful 的实现

Go 没有为 REST 提供直接支持,但是因为 RESTful 是基于 HTTP 协议实现的,所以我们可以利用 net/http 包来自己实现,当然需要针对 REST 做一些改造,REST 是根据不同的 method 来处理相应的资源,目前已经存在的很多自称是 REST 的应用,其实并没有真正的实现 REST,我暂且把这些应用根据实现的 method 分成几个级别,请看下图:

图 8.7 REST 的 level 分级

上图展示了我们目前实现 REST 的三个 level,我们在应用开发的时候也不一定全部按照 RESTful 的规则全部实现他的方式,因为有些时候完全按照 RESTful 的方式未必是可行的,RESTful 服务充分利用每一个 HTTP 方法,包括 DELETEPUT。可有时,HTTP 客户端只能发出 GETPOST 请求:

  • HTML 标准只能通过链接和表单支持 GETPOST。在没有 Ajax 支持的网页浏览器中不能发出 PUTDELETE 命令

  • 有些防火墙会挡住 HTTP PUTDELETE 请求,要绕过这个限制,客户端需要把实际的 PUTDELETE 请求通过 POST 请求穿透过来。RESTful 服务则要负责在收到的 POST 请求中找到原始的 HTTP 方法并还原。

我们现在可以通过 POST 里面增加隐藏字段 _method 这种方式可以来模拟 PUTDELETE 等方式,但是服务器端需要做转换。我现在的项目里面就按照这种方式来做的 REST 接口。当然 Go 语言里面完全按照 RESTful 来实现是很容易的,我们通过下面的例子来说明如何实现 RESTful 的应用设计。


package main

import (
    "fmt"
    "log"
    "net/http"

    "github.com/julienschmidt/httprouter"
)

func Index(w http.ResponseWriter, r *http.Request, _ httprouter.Params) {
    fmt.Fprint(w, "Welcome!\n")
}

func Hello(w http.ResponseWriter, r *http.Request, ps httprouter.Params) {
    fmt.Fprintf(w, "hello, %s!\n", ps.ByName("name"))
}

func getuser(w http.ResponseWriter, r *http.Request, ps httprouter.Params) {
    uid := ps.ByName("uid")
    fmt.Fprintf(w, "you are get user %s", uid)
}

func modifyuser(w http.ResponseWriter, r *http.Request, ps httprouter.Params) {
    uid := ps.ByName("uid")
    fmt.Fprintf(w, "you are modify user %s", uid)
}

func deleteuser(w http.ResponseWriter, r *http.Request, ps httprouter.Params) {
    uid := ps.ByName("uid")
    fmt.Fprintf(w, "you are delete user %s", uid)
}

func adduser(w http.ResponseWriter, r *http.Request, ps httprouter.Params) {
    // uid := r.FormValue("uid")
    uid := ps.ByName("uid")
    fmt.Fprintf(w, "you are add user %s", uid)
}

func main() {
    router := httprouter.New()
    router.GET("/", Index)
    router.GET("/hello/:name", Hello)

    router.GET("/user/:uid", getuser)
    router.POST("/adduser/:uid", adduser)
    router.DELETE("/deluser/:uid", deleteuser)
    router.PUT("/moduser/:uid", modifyuser)

    log.Fatal(http.ListenAndServe(":8080", router))
}

上面的代码演示了如何编写一个 REST 的应用,我们访问的资源是用户,我们通过不同的 method 来访问不同的函数,这里使用了第三方库 github.com/julienschmidt/httprouter,在前面章节我们介绍过如何实现自定义的路由器,这个库实现了自定义路由和方便的路由规则映射,通过它,我们可以很方便的实现 REST 的架构。通过上面的代码可知,REST 就是根据不同的 method 访问同一个资源的时候实现不同的逻辑处理。

总结

REST 是一种架构风格,汲取了 WWW 的成功经验:无状态,以资源为中心,充分利用 HTTP 协议和 URI 协议,提供统一的接口定义,使得它作为一种设计 Web 服务的方法而变得流行。在某种意义上,通过强调 URI 和 HTTP 等早期 Internet 标准,REST 是对大型应用程序服务器时代之前的 Web 方式的回归。目前 Go 对于 REST 的支持还是很简单的,通过实现自定义的路由规则,我们就可以为不同的 method 实现不同的 handle,这样就实现了 REST 的架构。

本文章首发在 LearnKu.com 网站上。
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