RESTful

RESTful是一種軟體架構風格、設計風格，而不是標準，只是提供了一組設計原則和約束條件。它主要用於客戶端和伺服器互動類的軟體。基於這個風格設計的軟體可以更簡潔，更有層次，更易於實現快取等機制。

基本介紹

• 中文名：RESTful
• 外文名：Representational State Transfer
• 簡稱：REST
• 創始人：Roy Fielding

相關定義

REST

REST（英文：Representational State Transfer，簡稱REST）描述了一個架構樣式的網路系統，比如 web 應用程式。它首次出現在 2000 年 Roy Fielding 的博士論文中，Roy Fielding是 HTTP 規範的主要編寫者之一。在目前主流的三種Web服務互動方案中，REST相比於SOAP（Simple Object Access protocol，簡單對象訪問協定）以及XML-RPC更加簡單明了，無論是對URL的處理還是對Payload的編碼，REST都傾向於用更加簡單輕量的方法設計和實現。值得注意的是REST並沒有一個明確的標準，而更像是一種設計的風格。

原則條件

REST 指的是一組架構約束條件和原則。滿足這些約束條件和原則的應用程式或設計就是 RESTful。

Web 應用程式最重要的 REST 原則是，客戶端和伺服器之間的互動在請求之間是無狀態的。從客戶端到伺服器的每個請求都必須包含理解請求所必需的信息。如果伺服器在請求之間的任何時間點重啟，客戶端不會得到通知。此外，無狀態請求可以由任何可用伺服器回答，這十分適合雲計算之類的環境。客戶端可以快取數據以改進性能。

在伺服器端，應用程式狀態和功能可以分為各種資源。資源是一個有趣的概念實體，它向客戶端公開。資源的例子有：應用程式對象、資料庫記錄、算法等等。每個資源都使用 URI (Universal Resource Identifier) 得到一個唯一的地址。所有資源都共享統一的接口，以便在客戶端和伺服器之間傳輸狀態。使用的是標準的 HTTP 方法，比如 GET、PUT、POST 和 DELETE。Hypermedia 是應用程式狀態的引擎，資源表示通過超連結互聯。

分層系統

另一個重要的 REST 原則是分層系統，這表示組件無法了解它與之互動的中間層以外的組件。通過將系統知識限制在單個層，可以限制整個系統的複雜性，促進了底層的獨立性。

當 REST 架構的約束條件作為一個整體套用時，將生成一個可以擴展到大量客戶端的應用程式。它還降低了客戶端和伺服器之間的互動延遲。統一界面簡化了整個系統架構，改進了子系統之間互動的可見性。REST 簡化了客戶端和伺服器的實現。

RESTful的關鍵

RESTful的關鍵是定義可表示流程元素/資源的對象。在REST中，每一個對象都是通過URL來表示的，對象用戶負責將狀態信息打包進每一條訊息內，以便對象的處理總是無狀態的。

RESTful的第二大問題是組合管理及流程綁定。企業對正規的（基於SOAP）SOA最大的反對聲之一便是，這種等級的發現和綁定靈活性不足以適應複雜性。

RESTful與 RPC

使用 RPC 樣式架構構建的基於 SOAP 的 Web 服務成為實現 SOA 最常用的方法。RPC 樣式的 Web 服務客戶端將一個裝滿數據的信封（包括方法和參數信息）通過 HTTP 傳送到伺服器。伺服器打開信封並使用傳入參數執行指定的方法。方法的結果打包到一個信封並作為回響發回客戶端。客戶端收到回響並打開信封。每個對象都有自己獨特的方法以及僅公開一個 URI 的 RPC 樣式 Web 服務，URI 表示單個端點。它忽略 HTTP 的大部分特性且僅支持 POST 方法。

由於輕量級以及通過 HTTP 直接傳輸數據的特性，Web 服務的 RESTful 方法已經成為最常見的替代方法。可以使用各種語言（比如 Java 程式、Perl、Ruby、Python、PHP 和 Javascript[包括 Ajax]）實現客戶端。RESTful Web 服務通常可以通過自動客戶端或代表用戶的應用程式訪問。但是，這種服務的簡便性讓用戶能夠與之直接互動，使用它們的 Web 瀏覽器構建一個 GET URL 並讀取返回的內容。

在 REST 樣式的 Web 服務中，每個資源都有一個地址。資源本身都是方法調用的目標，方法列表對所有資源都是一樣的。這些方法都是標準方法，包括 HTTP GET、POST、PUT、DELETE，還可能包括 HEAD 和 OPTIONS。

在 RPC 樣式的架構中，關注點在於方法，而在 REST 樣式的架構中，關注點在於資源 —— 將使用標準方法檢索並操作信息片段（使用表示的形式）。資源表示形式在表示形式中使用超連結互聯。

Leonard Richardson 和 Sam Ruby 在他們的著作 RESTful Web Services 中引入了術語 REST-RPC 混合架構。REST-RPC 混合 Web 服務不使用信封包裝方法、參數和數據，而是直接通過 HTTP 傳輸數據，這與 REST 樣式的 Web 服務是類似的。但是它不使用標準的 HTTP 方法操作資源。它在 HTTP 請求的 URI 部分存儲方法信息。好幾個知名的 Web 服務，比如 Yahoo 的 Flickr API 和 Delicious API 都使用這種混合架構。

Java 框架

有兩個 Java 框架可以幫助構建 RESTful Web 服務。erome Louvel 和 Dave Pawson 開發的 Restlet（見 參考資料）是輕量級的。它實現針對各種 RESTful 系統的資源、表示、連線器和媒體類型之類的概念，包括 Web 服務。在 Restlet 框架中，客戶端和伺服器都是組件。組件通過連線器互相通信。該框架最重要的類是抽象類 Uniform 及其具體的子類 Restlet，該類的子類是專用類，比如 Application、Filter、Finder、Router 和 Route。這些子類能夠一起處理驗證、過濾、安全、數據轉換以及將傳入請求路由到相應資源等操作。Resource 類生成客戶端的表示形式。

JSR-311是 Sun Microsystems 的規範，可以為開發 RESTful Web 服務定義一組 Java API。Jersey是對 JSR-311 的參考實現。

JSR-311 提供一組註解，相關類和接口都可以用來將 Java 對象作為 Web 資源展示。該規範假定 HTTP 是底層網路協定。它使用注釋提供 URI 和相應資源類之間的清晰映射，以及 HTTP 方法與 Java 對象方法之間的映射。API 支持廣泛的 HTTP 實體內容類型，包括 HTML、XML、JSON、GIF、JPG 等。它還將提供所需的外掛程式功能，以允許使用標準方法通過應用程式添加其他類型。

多層架構

RESTful Web 服務和動態 Web 應用程式在許多方面都是類似的。有時它們提供相同或非常類似的數據和函式，儘管客戶端的種類不同。例如，線上電子商務分類網站為用戶提供一個瀏覽器界面，用於搜尋、查看和訂購產品。如果還提供 Web 服務供公司、零售商甚至個人能夠自動訂購產品，它將非常有用。與大部分動態 Web 應用程式一樣，Web 服務可以從多層架構的關注點分離中受益。業務邏輯和數據可以由自動客戶端和 GUI 客戶端共享。惟一的不同點在於客戶端的本質和中間層的表示層。此外，從數據訪問中分離業務邏輯可實現資料庫獨立性，並為各種類型的數據存儲提供外掛程式能力。

圖 1 展示了自動化客戶端，包括 Java 和各種語言編寫的腳本，這些語言包括 Python、Perl、Ruby、PHP 或命令行工具，比如 curl。在瀏覽器中運行且作為 RESTful Web服務消費者運行的 Ajax、Flash、JavaFX、GWT、部落格和 wiki 都屬於此列，因為它們都代表用戶以自動化樣式運行。自動化 Web 服務客戶端在 Web 層向 Resource Request Handler 傳送 HTTP 回響。客戶端的無狀態請求在頭部包含方法信息，即 POST、GET、PUT 和 DELETE，這又將映射到 Resource Request Handler 中資源的相應操作。每個請求都包含所有必需的信息，包括 Resource Request Handler 用來處理請求的憑據。

圖1 自動化客戶端

從 Web 服務客戶端收到請求之後，Resource Request Handler 從業務邏輯層請求服務。Resource Request Handler 確定所有概念性的實體，系統將這些實體作為資源公開，並為每個資源分配一個惟一的 URI。但是，概念性的實體在該層是不存在的。它們存在於業務邏輯層。可以使用 Jersey 或其他框架（比如 Restlet）實現 Resource Request Handler，它應該是輕量級的，將大量職責工作委託給業務層。

Ajax 和 RESTful Web 服務本質上是互為補充的。它們都可以利用大量 Web 技術和標準，比如 HTML、JavaScript、瀏覽器對象、XML/JSON 和 HTTP。當然也不需要購買、安裝或配置任何主要組件來支持 Ajax 前端和 RESTful Web 服務之間的互動。RESTful Web 服務為 Ajax 提供了非常簡單的 API 來處理伺服器上資源之間的互動。

圖 1 中的 Web 瀏覽器客戶端作為 GUI 的前端，使用表示層中的 Browser Request Handler 生成的 HTML 提供顯示功能。Browser Requester Handler 可以使用 MVC 模型（JSF、Struts 或 Spring 都是 Java 的例子）。它從瀏覽器接受請求，從業務邏輯層請求服務，生成表示並對瀏覽器做出回響。表示供用戶在瀏覽器中顯示使用。表示不僅包含內容，還包含顯示的屬性，比如 HTML 和 CSS。

業務規則可以集中到業務邏輯層，該層充當表示層和數據訪問層之間的數據交換的中間層。數據以域對象或值對象的形式提供給表示層。從業務邏輯層中解耦 Browser Request Handler 和 Resource Request Handler 有助於促進代碼重用，並能實現靈活和可擴展的架構。此外，由於將來可以使用新的 REST 和 MVC 框架，實現它們變得更加容易，無需重寫業務邏輯層。

數據訪問層提供與數據存儲層的互動，可以使用 DAO 設計模式或者對象-關係映射解決方案（如 Hibernate、OJB 或 iBatis（隨著開發團隊轉投Google Code旗下，ibatis3.x正式更名為Mybatis））實現。作為替代方案，業務層和數據訪問層中的組件可以實現為 EJB 組件，並取得 EJB 容器的支持，該容器可以為組件生命周期提供便利，管理持久性、事務和資源配置。但是，這需要一個遵從 Java EE 的套用伺服器（比如 JBoss），並且可能無法處理 Tomcat。該層的作用在於針對不同的數據存儲技術，從業務邏輯中分離數據訪問代碼。數據訪問層還可以作為連線其他系統的集成點，可以成為其他 Web 服務的客戶端。

數據存儲層包括資料庫系統、LDAP 伺服器、檔案系統和企業信息系統（包括遺留系統、事務處理系統和企業資源規劃系統）。使用該架構，您可以開始看到 RESTful Web 服務的力量，它可以靈活地成為任何企業數據存儲的統一 API，從而向以用戶為中心的 Web 應用程式公開垂直數據，並自動化批量報告腳本。