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8.3 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。

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