什么是RESTful API、其工作原理、优势及示例

什么是RESTful API？

应用程序编程接口（API）是一组规则，用于让两个软件程序之间进行通信和数据交换。简单来说，API就像一个桥梁，连接了不同的软件系统。

举个例子，当你去餐厅点餐时，你告诉服务员你的需求，而服务员根据你的要求准备餐点。这种沟通方式就类似于API的工作原理。再比如，你在某些网站上看到“用谷歌登录”或“用谷歌注册”按钮时，这些功能背后依赖的正是谷歌提供的API，帮助网站与谷歌服务器进行交互。

在深入了解RESTful API之前，我们需要先明确一些基本术语：

• 客户端：请求访问服务器上数据的系统。例如，使用Google ID登录网站时，网站就是客户端。
• 服务器：拥有客户端所需资源的系统。例如，Google服务器存储了用户的登录数据。
• 资源：服务器提供的任何数据。例如，用户的ID信息就是一种资源。
• 资源标识符：用于唯一标识资源的ID，类似于员工的工号，确保每个资源都能被准确识别。

RESTful API 的基础知识

REST（Representational State Transfer）是一种软件架构风格，由Roy Fielding在2000年的论文中首次提出。RESTful API遵循六大约束条件，这些约束为开发者提供了清晰的开发规范，使API更易于开发、使用和扩展。

RESTful API 的六大约束

1. 客户端-服务器架构

客户端和服务器的角色被明确区分。服务器负责数据存储和处理，而客户端则负责数据的读取和展示。这种分离允许两者独立扩展和发展。

2. 统一接口

RESTful API要求客户端和服务器之间的交互遵循统一的接口设计，确保信息以一致且可读的格式传递。以下是统一接口的几个关键原则：

• 超媒体作为应用状态引擎（HATEOAS）：客户端只需理解超媒体即可处理服务器响应，而不需要额外的接口描述语言。
• 自描述性消息：每条消息都包含足够的信息，明确资源的访问方式及操作类型（如创建、读取、更新或删除）。
• 资源标识：通过统一资源标识符（URI）标识资源，确保客户端能够轻松读取和操作资源。
• 通过表示操纵资源：客户端可以通过发送资源的表示来操作资源，服务器根据权限执行相应的操作。

3. 无状态性

RESTful API是无状态的，服务器不会存储客户端的会话信息。每个请求都是独立的，包含完成操作所需的所有信息。这种设计降低了服务器的负载，提升了系统的可扩展性。

4. 可缓存性

开发者可以将从服务器传输到客户端的数据标记为可缓存或不可缓存。可缓存的数据存储在客户端缓存中，减少了对服务器的请求次数，提高了访问速度。

5. 分层系统

RESTful API支持分层架构，系统可以分为多个层，例如数据库层、业务逻辑层和表示层。每一层只与相邻的上下层交互，这种设计提高了系统的灵活性和安全性。

6. 按需代码

这是RESTful API的唯一可选约束。服务器可以向客户端发送可执行代码（如脚本或小程序），客户端接收后在本地执行。例如，过去网页上的动画需要Adobe Flash Player支持。

RESTful API 的组成部分

1. 端点

端点是资源在服务器上的具体位置，通常以URL的形式表示。例如，https://api.example.com/users 表示用户资源的端点。

2. HTTP 方法

RESTful API使用以下四种HTTP方法操作资源：

• GET：获取资源数据。
• POST：创建新资源。
• PUT：更新或替换现有资源。
• DELETE：删除资源。

3. HTTP 头部

HTTP头部包含元数据，用于描述请求或响应的性质。例如：

• 请求头部包含请求的类型和期望的响应格式。
• 响应头部包含状态码（如“404”表示资源未找到）和其他相关信息。

4. 数据主体

数据主体包含客户端请求的资源信息。例如，在POST请求中，主体中包含新资源的数据内容。

RESTful API 的优势

RESTful API因其灵活性和高效性而备受欢迎，以下是其主要优势：

1. 支持多种数据格式：RESTful API支持JSON、XML等多种数据格式，开发者可以根据需求选择最合适的格式。
2. 高效的带宽利用：基于API类型使用的带宽更少，适合网络浏览器和移动设备。
3. 跨语言支持：RESTful API可以使用多种编程语言开发，如Python、JavaScript、Ruby、C#等，方便开发者集成。
4. 易于扩展和集成：RESTful API可以轻松与现有系统集成，尤其适合SaaS（软件即服务）行业。

RESTful API 的应用场景

RESTful API广泛应用于以下场景：

公共API

例如，Twitter、Facebook和Google提供的公共API允许开发者轻松集成登录功能，用户可以通过社交媒体账户快速登录网站。

内部通信

在企业内部，RESTful API用于不同部门的软件系统之间的通信。例如，人力资源、财务和销售部门的软件可以通过RESTful API与中央数据存储库进行交互，实现数据共享和统一管理。

邮件服务集成

以Mailgun的RESTful API为例，它可以与现有软件集成，帮助企业轻松管理电子邮件活动。通过API，企业可以批量发送邮件、管理邮件列表，并分析客户的邮件行为。此外，Mailgun的API还注重安全性，确保邮件能够顺利到达收件箱。

总结

RESTful API是一种快速、灵活且通用的开发者和企业带来更多可能性。

原文链接: https://www.mailgun.com/blog/it-and-engineering/restful-api/