理解REST软件建构设计理念

什么是REST？

REST(Representational State Transfer表述性状态转移)是一种针对网络应用的设计和开发方式，可以降低开发的复杂性，提高系统的可伸缩性。

REST提出了一些设计概念和准则：

　　1.网络上的所有事物都被抽象为资源（resource）；

　　2.每个资源对应一个唯一的资源标识（resource identifier）；

　　3.通过通用的连接器接口（generic connector interface）对资源进行操作；

　　4.对资源的各种操作不会改变资源标识；

　　5.所有的操作都是无状态的（stateless）。

　　对于当今最常见的网络应用来说，resource identifier是url，generic connector interface是HTTP，第4条准则就是我们常说的url不变性。这些概念中的resouce最容易使人产生误解。resouce所指的并不是数据，而是数据+特定的表现形式（representation），这也是为什么REST的全名是Representational State Transfer的原因。举个例子来说，“本月卖得最好的10本书”和“你最喜欢的10本书”在数据上可能有重叠（有一本书即卖得好，你又喜欢），甚至完全相同。但是它们的representation不同，因此是不同的resource。

　　REST之所以能够简化开发，是因为其引入的架构约束，比如Rails 1.2中对REST的实现默认把controller中的方法限制在7个：index、show、new、edit、create、update和destroy，这实际上就是对CURD的实现。更进一步讲，Rails（也是当今大部分网络应用）使用HTTP作为generic connector interface，HTTP则把对一个url的操作限制在了4个之内：GET、POST、PUT和DELETE。

　　REST之所以能够提高系统的可伸缩性，是因为它强制所有操作都是stateless的，这样就没有context的约束，如果要做分布式、做集群，就不需要考虑context的问题了。同时，它令系统可以有效地使用pool。REST对性能的另一个提升来自其对client和server任务的分配：server只负责提供resource以及操作resource的服务，而client要根据resource中的data和representation自己做render。这就减少了服务器的开销。

REST与HTTP协议

REST软件架构是由Roy Thomas Fielding博士在2000年首次提出的。他为我们描绘了开发基于互联网的网络软件的蓝图。REST软件架构是一个抽象的概念，是一种为了实现这一互联网的超媒体分布式系统的行动指南。利用任何的技术都可以实现这种理念。而实现这一软件架构最著名的就是HTTP协议。通常我们把REST也写作为REST/HTTP，在实际中往往把REST理解为基于HTTP的REST软件架构，或者更进一步把REST和HTTP看作为等同的概念。

今天，HTTP是互联网上应用最广泛的计算机协议。HTTP不是一个简单的运载数据的协议，而是一个具有丰富内涵的网络软件的协议。它不仅仅能够对于互联网资源进行唯一定位，而且还能告诉我们对于该资源进行怎样运作。这也是REST软件架构当中最重要的两个理念。而REST软件架构理念是真正理解HTTP协议而形成的。有了REST软件架构理念出现，才使得软件业避免了对HTTP协议的片面理解。只有正确的理论指导，才能避免在软件开发的实际工作过程中少走弯路。

REST与URI（资源定位）

REST软件架构之所以是一个超媒体系统，是因为它可以把网络上所有资源进行唯一的定位，不管你的文件是图片、文件Word还是视频文件，也不管你的文件是txt文件格式、xml文件格式还是其它文本文件格式。它利用支持HTTP的TCP/IP协议来确定互联网上的资源。

REST与CRUD原则

REST软件架构遵循了CRUD原则，该原则告诉我们对于资源（包括网络资源）只需要四种行为：创建（Create）、获取（Read）、更新（Update）和销毁（DELETE）就可以完成对其操作和处理了。其实世界万物都是遵循这一规律：生、变、见、灭。所以计算机世界也不例外。这个原则是源自于我们对于数据库表的数据操作：insert（生）、select（见）、update（变）和delete（灭），所以有时候CRUD也写作为 RUDI，其中的I就是insert。这四个操作是一种原子操作，即一种无法再分的操作，通过它们可以构造复杂的操作过程，正如数学上四则运算是数字的最基本的运算一样。

REST与网络服务

尽管在Java语言世界中网络服务目前是以SOAP技术为主，但是REST将是是网络服务的另一选择，并且是真正意义上的网络服务。基于REST思想的网络服务不久的将来也会成为是网络服务的主流技术。REST不仅仅把HTTP作为自己的数据运输协议，而且也作为直接进行数据处理的工具。而当前的网络服务技术都需要使用其它手段来完成数据处理工作，它们完全独立于HTTP协议来进行的，这样增加了大量的复杂软件架构设计工作。REST的思想充分利用了现有的HTTP技术的网络能力。在德国电视台上曾经出现过一个这样的五十万欧元智力题：如何实现网络服务才能充分利用现有的HTTP协议？该问题给出了四个答案：去问微软；WSDL2.0/SOAP1.2；WS-Transfer；根本没有。这个问题告诉我们HTTP并不是一个简单的数据传来传去的协议，而是一个聪明的会表现自己的协议，这也许是REST = Representational State Transfer的真正含义。

实际上目前很多大公司已经采用了REST技术作为网络服务，如Google、Amazon等。在Java语言中重要的两个以SOAP技术开始的网络服务框架XFire和Axis也把REST作为自己的另一种选择。它们的新的项目分别是Apache CXF 和Axis2 。Java语言也制定关于REST网络服务规范：JAX-RS: Java API for RESTful Web Services (JSR 311)。相信还会出现更多与REST相关的激动人心的信息。

REST与AJAX技术

尽管AJAX技术的出现才不到两年时间，但是AJAX技术遵循了REST的一些重要原则。AJAX技术充分利用了HTTP来获取网络资源并且实现了 HTTP没有的对于异步数据进行传输的功能。AJAX技术还使得软件更好地实现分布性功能，在一个企业内只要一个人下载了AJAX引擎，其它企业内部的人员，就可以共享该资源了。AJAX技术遵守REST准则的应用程序中简单和可伸缩的架构，凡是采用AJAX技术的页面简洁而又丰富，一个页面表现了丰富多彩的形态。

AJAX技术还使用了一种不同于XML格式的JSON文件格式，这个意义在哪里呢？在REST软件架构下我们不能对于XML文件进行序列化处理，这样程序员必须要使用自己的XML绑定框架。而以序列化的JavaScript对象为基础的JSON已经获得了广泛认可，它被认为能以远比XML更好的方式来序列化和传输简单数据结构，而且它更简洁。这对REST是一个极大贡献和补充。

当前的网络应用软件还违背了REST的“无状态服务器”约束。REST服务器只知道自己的状态。REST不关心客户端的状态，客户端的状态自己来管理，这是AJAX技术的应用之地。通过AJAX技术，可以发挥有状态网络客户机的优势。而REST的服务器关心的是从所有网络客户端发送到服务器操作的顺序。这样使得互联网这样一个巨大的网络得到有序的管理。

REST与Rails框架

Ruby on Rails框架（简称Rails或者Rails框架）是一个基于Ruby语言的越来越流行的网络应用软件开发框架。它提供了关于REST最好的支持，也是当今应用REST最成功的一个软件开发框架。Rails框架（从版本1.2.x起）成为了第一个引入REST作为核心思想的主流网络软件开发框架。在 Rails框架的充分利用了REST软件架构之后，人们更加坚信REST的重要性和必要性。Rails利用REST软件架构思想对网络服务也提供了一流的支持。从最直观的角度看待REST，它是网络服务最理想的手段，但是Rails框架把REST带到了网络应用软件开发框架。这是一次飞跃，让REST的思想从网络服务的应用提升到了网络应用软件开发。利用REST思想的simply_restful插件已经成为了Rails框架的核心内容。

REST安全性

我们把现有基于SOAP的网络服务和基于REST/HTTP网络服务作个比喻，前者是一种传统的寄信方式，而后者是现代网络的电子邮件方式。要是是寄信和电子邮件都有病毒存在的话，传统的寄信被送到对方就很危险，而电子邮件是开发的，电子邮件供应商比如Google为我们检查了电子邮件是否有病毒。这里并不是说明SOAP网络服务消息包含义病毒，而是说明HTTP是无法处理SOAP信息包究竟好不好，需要额外的软件工具解决这一问题，包括防火墙也用不上和管不了。

REST/HTTP网络服务的信息包可以被防火墙理解和控制。你可以按照操作和链接进行过滤信息包，如你可以规定从外部来的只能读取（GET操作）自己服务器的资源。这样对于系统管理员而言使得软件管理更为简单。REST的安全性还可以利用传输安全协议SSL/TLS、基本和摘要式认证（Basic und Digest Authentication）。除了这些REST自身的安全性功能外，还可以利用像基于信息的Web Services Security（JSR 155）作为REST不错的补充。