REST (Representational State Transfer) to styl architektoniczny stworzony przez Roya Fieldinga w jego rozprawie doktorskiej w celu nakreślenia zestawu ograniczeń i zasad projektowania umożliwiających tworzenie skalowalnych, wydajnych i elastycznych usług internetowych. Interfejsy API REST (interfejsy programowania aplikacji) to usługi internetowe zgodne z architekturą REST i komunikujące się głównie za pośrednictwem protokołu HTTP. Te interfejsy API działają na zasobach reprezentowanych przez adresy URL, oferując ustandaryzowany sposób dostępu do danych i manipulowania nimi między klientami i serwerami. Popularność interfejsów API REST można przypisać ich prostocie, interoperacyjności i wydajności.
Postępując zgodnie z zasadami REST, programiści mogą tworzyć usługi internetowe, z których mogą łatwo korzystać różni klienci, na przykład przeglądarki internetowe, aplikacje mobilne lub inne systemy. Aby zapewnić optymalną wydajność i skalowalność, programiści muszą zrozumieć sześć podstawowych zasad lub ograniczeń interfejsów API REST. W tym artykule szczegółowo omówimy każdą z tych zasad i zrozumiemy, jak je zastosować, aby osiągnąć efektywną i wydajną architekturę aplikacji internetowych.
Zasada 1: Komunikacja bezstanowa
Jedną z najważniejszych zasad architektury REST jest to, że komunikacja pomiędzy klientem a serwerem musi być bezstanowa. Oznacza to, że każde żądanie klienta skierowane do serwera powinno zawierać wszystkie informacje wymagane przez serwer do wykonania żądanej operacji, bez polegania na przechowywanych informacjach z poprzednich interakcji. Komunikacja bezstanowa ma kilka zalet, które czynią ją niezbędnym elementem projektowania RESTful API:
- Skalowalność: ponieważ serwer nie musi utrzymywać stanu klienta pomiędzy żądaniami, może obsłużyć większą liczbę jednoczesnych użytkowników i szybko dostosować się do zwiększonego zapotrzebowania.
- Solidność: Żądania bezstanowe minimalizują wpływ awarii serwerów na klientów, ponieważ nie ma potrzeby odtwarzania ani odzyskiwania utraconych informacji kontekstowych. Klienci mogą po prostu ponowić próbę wykonania tego samego żądania, nie martwiąc się o zależności od wcześniejszych interakcji.
- Wydajność: unikając zużywającego zasoby zarządzania stanem, komunikacja bezstanowa prowadzi do bardziej efektywnego wykorzystania zasobów serwera, poprawiając opóźnienia i wydajność interfejsu API.
Aby zapewnić komunikację bezstanową w interfejsach API REST, postępuj zgodnie z poniższymi wytycznymi:
- Dołącz wszystkie niezbędne informacje do każdego żądania API, takie jak tokeny uwierzytelniające, identyfikatory i ładunki danych, aby serwer mógł niezależnie przetworzyć żądanie.
- Unikaj przechowywania stanu specyficznego dla klienta na serwerze; wykorzystaj pamięć po stronie klienta do spełnienia wszelkich wymagań związanych z zarządzaniem sesjami.
- Minimalizuj zależności między żądaniami, aby poprawić odporność na błędy i uprościć implementację klienta.
Zasada 2: Możliwość buforowania i system warstwowy
Pamięć podręczna i systemy warstwowe to dwie powiązane ze sobą koncepcje przyczyniające się do efektywnego i wydajnego projektowania API RESTful.
Możliwość buforowania
Interfejsy API REST muszą ułatwiać buforowanie odpowiedzi w celu poprawy wydajności. Buforując dane odpowiedzi, klienci mogą zmniejszyć opóźnienia kolejnych żądań, zminimalizować obciążenie serwerów i zmniejszyć ruch w sieci. Aby obsłużyć pamięć podręczną:
- Uwzględnij nagłówki HTTP związane z pamięcią podręczną, takie jak Cache-Control, Expires i ETag, w odpowiedziach interfejsu API.
- Upewnij się, że zasoby mają unikalny i spójny adres URL, co zmniejsza prawdopodobieństwo zduplikowania wpisów w pamięci podręcznej klienta.
System warstwowy
Warstwowa architektura systemu dzieli problemy na różne warstwy, takie jak interfejs użytkownika, logika biznesowa i warstwy dostępu do danych w typowej n-warstwowej aplikacji internetowej. W interfejsach API REST wdrożenie systemu warstwowego może zwiększyć pamięć podręczną, bezpieczeństwo i łatwość zarządzania:
- Ulepszona pamięć podręczna: oddzielając warstwę buforowania od logiki aplikacji, programiści mogą dostroić zachowanie buforowania, aby zmaksymalizować korzyści.
- Zwiększone bezpieczeństwo: Warstwy mogą zawierać mechanizmy bezpieczeństwa, umożliwiając lepszą kontrolę nad dostępem i zapewniając rozsądny podział obowiązków.
- Lepsze zarządzanie: organizując i oddzielając komponenty, systemy warstwowe upraszczają konserwację, debugowanie i ewolucję interfejsu API. Projektując interfejsy API REST, rozważ zastosowanie warstwowej architektury systemu, aby odblokować te korzyści wraz z odpowiednią obsługą buforowania.
Pamiętaj, aby ocenić wpływ dodatkowych warstw na wydajność i znaleźć równowagę między wydajnością, organizacją i użytecznością.
Zasada 3: Stosowanie standardowych metod i jednolitego interfejsu
Jednym z kluczowych aspektów projektowania RESTful API jest przestrzeganie jednolitego interfejsu. Wiąże się to ze stosowaniem spójnych konwencji i standardowych metod HTTP do przetwarzania żądań API. Dostosowując się do tych standardów, programiści mogą znacznie zmniejszyć złożoność wdrażania i utrzymywania interfejsów API. Interfejsy API REST powinny wykorzystywać następujące standardowe metody HTTP do różnych działań:
-
GET: Pobiera zasób lub kolekcję zasobów. -
POST: Tworzy nowy zasób lub przesyła dane do przetworzenia. -
PUT: Pełna aktualizacja istniejącego zasobu poprzez zastąpienie go nowymi danymi. -
PATCH: Częściowo aktualizuje zasób określonymi zmianami. -
DELETE: usuwa zasób.
Te standardowe metody jasno rozumieją każdą operację i promują interoperacyjność między klientami i serwerami. Dla zapewnienia niezawodnego i spójnego działania niezbędne jest zapewnienie właściwej metody dla każdego działania. Co więcej, jednolity interfejs usprawnia obsługę błędów i kodów stanu, zapewniając klientom jasne i spójne informacje zwrotne. Podczas tworzenia interfejsów API RESTful niezwykle ważne jest zwracanie dokładnych i informacyjnych kodów stanu HTTP, takich jak:
- 2xx – Sukces: Żądanie zostało pomyślnie odebrane, zrozumiane i zaakceptowane.
- 3xx – Przekierowanie: Żądanie musi wykonać dalsze działania, aby zakończyć żądanie.
- 4xx – Błąd klienta: Żądanie ma złą składnię lub nie może zostać zrealizowane.
- 5xx – Błąd serwera: Serwer nie spełnił pozornie prawidłowego żądania.
Te kody stanu wyraźnie wskazują wynik żądania, umożliwiając klientom płynną obsługę błędów i przypadków zakończonych sukcesem.
Zasada 4: HATEOAS – Hypermedia jako silnik stanu aplikacji
HATEOAS (Hypermedia jako silnik stanu aplikacji) jest kluczowym ograniczeniem w projektowaniu interfejsu API RESTful i zapewnia wzajemne połączenie zasobów za pośrednictwem łączy hipermedialnych. Umożliwiając klientom nawigację po interfejsie API za pomocą tych łączy, łatwiej jest zrozumieć i odkryć dostępne zasoby i działania. Implementacja HATEOAS w interfejsie API REST ma kilka zalet:
- Samoopisowy: łącza Hypermedia w zasobach zapewniają znaczący kontekst i wskazują klientom interakcję z zasobami oraz możliwe działania.
- Lepsza wykrywalność: uwzględnienie linków w odpowiedziach API umożliwia klientom odkrywanie powiązanych zasobów i działań bez konieczności stosowania zakodowanych na stałe adresów URL, redukując sprzężenie między klientami a interfejsami API.
- Większa rozszerzalność: interfejsy API oparte na Hypermedia są bardziej elastyczne, ponieważ można dodawać nowe zasoby i akcje bez przerywania istniejących klientów, co ułatwia ewolucję interfejsu API w miarę upływu czasu.
Aby włączyć HATEOAS do interfejsu API REST, należy uwzględnić odpowiednie łącza hipermedialne w reprezentacjach zasobów i używać standardowych typów mediów do przekazywania relacji łączy. Na przykład łącza można osadzić w ładunkach JSON przy użyciu właściwości _links , w następujący sposób:
{
"Identyfikator zamówienia": 12345,
„całkowita kwota”: 99,99,
"_links": {
"samego siebie": {
"href": "https://api.example.com/orders/12345"
},
"klient": {
"href": "https://api.example.com/customers/54321"
}
}
}
Dzięki prawidłowemu wdrożeniu HATEOAS Twój interfejs API REST staje się bardziej dynamiczny, umożliwiając klientom eksplorację i interakcję z dostępnymi zasobami i działaniami bez konieczności posiadania obszernej wcześniejszej wiedzy.
Zasada 5: Wsparcie dla kodu na żądanie
Kod na żądanie to opcjonalne ograniczenie interfejsów API REST, umożliwiające serwerom dostarczanie logiki aplikacji w celu wykonywania określonych działań na zasobach. Chociaż nie zawsze ma to zastosowanie, pozwala na większą elastyczność i rozszerzalność w niektórych scenariuszach. Podstawową zaletą Code-on-Demand jest możliwość przesłania kodu wykonywalnego z serwera do klienta, umożliwiając klientom uruchomienie tego kodu i wykonanie żądanych działań. Może to zmniejszyć ilość niezbędnego kodowania na stałe po stronie klienta, a także pomóc w rozszerzeniu funkcjonalności interfejsu API bez konieczności znacznych aktualizacji dla klientów. Niektóre typowe przypadki użycia kodu na żądanie obejmują:
- Zapewnienie logiki sprawdzania poprawności po stronie klienta dla pól wejściowych w formularzu.
- Ładowanie niestandardowej logiki do przekształcania lub przetwarzania danych pobranych z serwera.
- Dynamiczne aktualizowanie interfejsów użytkownika w oparciu o logikę sterowaną serwerem.
Aby zaimplementować kod na żądanie, rozważ użycie popularnego języka skryptowego po stronie klienta, takiego jak JavaScript lub TypeScript. Kod może zostać dostarczony jako część odpowiedzi API, osadzony na stronie internetowej lub załadowany jako zewnętrzny skrypt. Chociaż Code-on-Demand może zapewnić dodatkową elastyczność, wprowadza również potencjalne zagrożenia bezpieczeństwa i zwiększa złożoność wdrożeń klientów. W rezultacie należy z niego korzystać rozsądnie i w sytuacjach, gdy jego zalety przeważają nad potencjalnymi wadami.
Zrozumienie i zastosowanie sześciu podstawowych zasad interfejsów API REST jest niezbędnych do opracowania wydajnych, skalowalnych i wydajnych architektur aplikacji internetowych. Przestrzeganie tych najlepszych praktyk gwarantuje, że interfejsy API będą łatwe w użyciu, utrzymaniu i rozszerzaniu.
Zasada 6: Jasne i spójne konwencje nazewnictwa
Stosowanie jasnych i spójnych konwencji nazewnictwa ma kluczowe znaczenie dla zapewnienia programistom łatwości zrozumienia i nawigacji interfejsów API REST. Niespójne konwencje nazewnictwa mogą dezorientować klientów i wydłużać czas uczenia się korzystania z interfejsu API. Przestrzeganie ustalonych zasad i wzorców sprawia, że interfejsy API RESTful są przewidywalne, co skutkuje szybszym rozwojem i powszechnym przyjęciem.
Oto kilka ważnych wskazówek, których należy przestrzegać podczas projektowania konwencji nazewnictwa interfejsu API REST:
- Używaj rzeczowników zasobów: skup się na ujawnianych zasobach i ich relacjach, a nie na konkretnych działaniach. Używaj rzeczowników w liczbie mnogiej (np. /products, /users) do reprezentowania kolekcji zasobów i unikaj używania czasowników (np. /getProducts, /createUser).
- Dbaj o prostotę i przewidywalność adresów URL: projektuj intuicyjne i łatwo zrozumiałe adresy URL dla klientów, używając hierarchii zasobów do wyrażania relacji (np. /users/{id}/orders).
Oprócz tych podstaw istnieje kilka najlepszych praktyk zapewniających spójne konwencje nazewnictwa:
- Używaj małych liter: Spraw, aby interfejs API nie uwzględniał wielkości liter, używając małych liter w nazwach zasobów i atrybutach. Zmniejsza to ryzyko błędów i ułatwia odczytywanie i zapisywanie adresów URL.
- Zagnieżdżaj zasoby, jeśli to konieczne: jeśli zasoby są powiązane relacją nadrzędny-podrzędny, odzwierciedl to zagnieżdżenie w strukturze adresu URL za pomocą ukośników (np. /users/{id}/orders).
- Używaj łączników do oddzielania słów: W nazwach zasobów i atrybutach używaj łączników (-), aby poprawić czytelność poprzez oddzielanie słów (np. /kategorie-produktów).
- Unikaj niepotrzebnych skrótów: używaj jasnych i opisowych nazw zasobów i ich atrybutów. Krótkie, niejednoznaczne nazwy mogą dezorientować i wydłużać czas uczenia się programistów korzystających z Twojego interfejsu API.
Postępując zgodnie z tymi wytycznymi, możesz utworzyć interfejs API REST, który będzie łatwy do zrozumienia i nawigacji, zapewniając pozytywne doświadczenia programistów i zachęcając do adopcji.
Stosowanie reguł RESTful API na platformie AppMaster
W AppMaster rozumiemy znaczenie stosowania najlepszych praktyk projektowania API REST podczas tworzenia aplikacji internetowych, mobilnych i backendowych. Nasza platforma niewymagająca kodu pozwala klientom generować wysoce skalowalne i wydajne aplikacje, przestrzegając sześciu zasad interfejsów API REST. Umożliwia to klientom tworzenie wydajnych aplikacji , skracanie czasu programowania i eliminowanie długu technicznego.
Oto jak reguły RESTful API są stosowane w platformie AppMaster:
- Komunikacja bezstanowa: AppMaster promuje komunikację bezstanową, zapewniając, że endpoints serwera generowane na podstawie projektów klientów są niezależne od kontekstu klienta. Ułatwia to skalowanie usługi internetowej i obsługę coraz większej liczby żądań.
- Możliwość buforowania i system warstwowy: AppMaster zachęca do stosowania pamięci podręcznej i warstwowego podejścia do architektury systemu, umożliwiając klientom korzystanie z mechanizmów buforowania. Skutkuje to zoptymalizowaną wydajnością i zmniejszonym obciążeniem serwera.
- Stosowanie standardowych metod i jednolitego interfejsu: AppMaster przestrzega zasad jednolitych interfejsów i standardowych metod HTTP podczas generowania endpoints serwera. Ułatwia to programistom zrozumienie wygenerowanych interfejsów API i zmniejsza złożoność integracji.
- HATEOAS – Hypermedia jako silnik stanu aplikacji: AppMaster wykorzystuje zasady HATEOAS podczas generowania aplikacji, zapewniając wzajemne połączenie zasobów za pomocą łączy. Umożliwia to klientom łatwą nawigację między zasobami i rozszerzanie interfejsu API w razie potrzeby.
- Wsparcie dla Code-on-Demand: Oferując subskrypcję Business+, która umożliwia klientom pobieranie skompilowanych aplikacji, a nawet subskrypcję Enterprise z dostępem do kodu źródłowego, AppMaster obsługuje Code-on-Demand. Dzięki temu klienci, jeśli zajdzie taka potrzeba, mogą hostować aplikacje lokalnie.
- Jasne i spójne konwencje nazewnictwa: AppMaster promuje jasne i spójne konwencje nazewnictwa w procesie generowania aplikacji, umożliwiając programistom zrozumienie interfejsu API i nawigację po nim bez wysiłku. Przyczynia się to do lepszego doświadczenia programistów i szybszego czasu programowania.
Przestrzeganie sześciu zasad API REST jest niezbędne do tworzenia skalowalnych i wydajnych aplikacji internetowych. Zaangażowanie AppMaster w te najlepsze praktyki pomaga klientom tworzyć wydajne i łatwe w utrzymaniu aplikacje, zachowując jednocześnie przewagę na dzisiejszym konkurencyjnym rynku. Dzięki intuicyjnej i wydajnej platformie no-code, AppMaster umożliwia firmom usprawnienie procesu tworzenia aplikacji bez utraty jakości i wydajności.
