RESTful API 最佳实践

Question

RESTful 是目前最流行的 API 设计规范，用于 Web 数据接口的设计。它的大原则容易把握，但是细节不容易做对。本文总结 RESTful 的设计细节，介绍如何设计出易于理解和使用的 API。

一、URL 设计

1.1 动词 + 宾语

RESTful 的核心思想就是，客户端发出的数据操作指令都是"动词 + 宾语"的结构。比如， GET /articles 这个命令， GET 是动词， /articles 是宾语。

动词通常就是五种 HTTP 方法，对应 CRUD 操作。

• GET：读取（Read）
• POST：新建（Create）
• PUT：更新（Update）
• PATCH：更新（Update），通常是部分更新
• DELETE：删除（Delete）

根据 HTTP 规范，动词一律大写。

1.2 动词的覆盖

有些客户端只能使用 GET 和 POST 这两种方法。服务器必须接受 POST 模拟其他三个方法（ PUT 、 PATCH 、 DELETE ）。

这时，客户端发出的 HTTP 请求，要加上 X-HTTP-Method-Override 属性，告诉服务器应该使用哪一个动词，覆盖 POST 方法。

POST /api/Person/4 HTTP/1.1  
X-HTTP-Method-Override: PUT

上面代码中， X-HTTP-Method-Override 指定本次请求的方法是 PUT ，而不是 POST 。

1.3 宾语必须是名词

宾语就是 API 的 URL，是 HTTP 动词作用的对象。它应该是名词，不能是动词。比如， /articles 这个 URL 就是正确的，而下面的 URL 不是名词，所以都是错误的。

• /getAllCars
• /createNewCar
• /deleteAllRedCars

1.4 复数 URL

既然 URL 是名词，那么应该使用复数，还是单数？

这没有统一的规定，但是常见的操作是读取一个集合，比如 GET /articles （读取所有文章），这里明显应该是复数。

为了统一起见，建议都使用复数 URL，比如 GET /articles/2 要好于 GET /article/2 。

1.5 避免多级 URL

常见的情况是，资源需要多级分类，因此很容易写出多级的 URL，比如获取某个作者的某一类文章。

GET /authors/12/categories/2

这种 URL 不利于扩展，语义也不明确，往往要想一会，才能明白含义。

更好的做法是，除了第一级，其他级别都用查询字符串表达。

GET /authors/12?categories=2

下面是另一个例子，查询已发布的文章。你可能会设计成下面的 URL。

GET /articles/published

查询字符串的写法明显更好。

GET /articles?published=true

二、状态码

2.1 状态码必须精确

客户端的每一次请求，服务器都必须给出回应。回应包括 HTTP 状态码和数据两部分。

HTTP 状态码就是一个三位数，分成五个类别。

• 1xx ：相关信息
• 2xx ：操作成功
• 3xx ：重定向
• 4xx ：客户端错误
• 5xx ：服务器错误

这五大类总共包含 100 多种 状态码，覆盖了绝大部分可能遇到的情况。每一种状态码都有标准的（或者约定的）解释，客户端只需查看状态码，就可以判断出发生了什么情况，所以服务器应该返回尽可能精确的状态码。

API 不需要 1xx 状态码，下面介绍其他四类状态码的精确含义。

2.2 2xx 状态码

200 状态码表示操作成功，但是不同的方法可以返回更精确的状态码。

• GET: 200 OK
• POST: 201 Created
• PUT: 200 OK
• PATCH: 200 OK
• DELETE: 204 No Content

上面代码中， POST 返回 201 状态码，表示生成了新的资源； DELETE 返回 204 状态码，表示资源已经不存在。

此外， 202 Accepted 状态码表示服务器已经收到请求，但还未进行处理，会在未来再处理，通常用于异步操作。下面是一个例子。

HTTP/1.1 202 Accepted
{
"task": {
"href": "/api/company/job-management/jobs/2130040",
"id": "2130040"
}
}

2.3 3xx 状态码

API 用不到 301 状态码（永久重定向）和 302 状态码（暂时重定向， 307 也是这个含义），因为它们可以由应用级别返回，浏览器会直接跳转，API 级别可以不考虑这两种情况。

API 用到的 3xx 状态码，主要是 303 See Other ，表示参考另一个 URL。它与 302 和 307 的含义一样，也是"暂时重定向"，区别在于 302 和 307 用于 GET 请求，而 303 用于 POST 、 PUT 和 DELETE 请求。收到 303 以后，浏览器不会自动跳转，而会让用户自己决定下一步怎么办。下面是一个例子。

HTTP/1.1 303 See Other
Location: /api/orders/12345

2.4 4xx 状态码

• 4xx 状态码表示客户端错误，主要有下面几种。
• 400 Bad Request ：服务器不理解客户端的请求，未做任何处理。
• 401 Unauthorized ：用户未提供身份验证凭据，或者没有通过身份验证。
• 403 Forbidden ：用户通过了身份验证，但是不具有访问资源所需的权限。
• 404 Not Found ：所请求的资源不存在，或不可用。
• 405 Method Not Allowed ：用户已经通过身份验证，但是所用的 HTTP 方法不在他的权限之内。
• 410 Gone ：所请求的资源已从这个地址转移，不再可用。
• 415 Unsupported Media Type ：客户端要求的返回格式不支持。比如，API 只能返回 JSON 格式，但是客户端要求返回 XML 格式。
• 422 Unprocessable Entity ：客户端上传的附件无法处理，导致请求失败。
• 429 Too Many Requests ：客户端的请求次数超过限额。

2.5 5xx 状态码

• 5xx 状态码表示服务端错误。一般来说，API 不会向用户透露服务器的详细信息，所以只要两个状态码就够了。
• 500 Internal Server Error ：客户端请求有效，服务器处理时发生了意外。
• 503 Service Unavailable ：服务器无法处理请求，一般用于网站维护状态。

三、服务器回应

3.1 不要返回纯本文

API 返回的数据格式，不应该是纯文本，而应该是一个 JSON 对象，因为这样才能返回标准的结构化数据。所以，服务器回应的 HTTP 头的 Content-Type 属性要设为 application/json 。

客户端请求时，也要明确告诉服务器，可以接受 JSON 格式，即请求的 HTTP 头的 ACCEPT 属性也要设成 application/json 。下面是一个例子。

GET /orders/2 HTTP/1.1 
Accept: application/json

3.2 发生错误时，不要返回 200 状态码

有一种不恰当的做法是，即使发生错误，也返回 200 状态码，把错误信息放在数据体里面，就像下面这样。

HTTP/1.1 200 OK
Content-Type: application/json
{
"status": "failure",
"data": {
"error": "Expected at least two items in list."
}
}

上面代码中，解析数据体以后，才能得知操作失败。

这张做法实际上取消了状态码，这是完全不可取的。正确的做法是，状态码反映发生的错误，具体的错误信息放在数据体里面返回。下面是一个例子。

HTTP/1.1 400 Bad Request
Content-Type: application/json
{
"error": "Invalid payoad.",
"detail": {
"surname": "This field is required."
}
}

3.3 提供链接

API 的使用者未必知道，URL 是怎么设计的。一个解决方法就是，在回应中，给出相关链接，便于下一步操作。这样的话，用户只要记住一个 URL，就可以发现其他的 URL。这种方法叫做 HATEOAS。

举例来说，GitHub 的 API 都在 api.github.com 这个域名。访问它，就可以得到其他 URL。

{
  ...
  "feeds_url": "https://api.github.com/feeds",
  "followers_url": "https://api.github.com/user/followers",
  "following_url": "https://api.github.com/user/following{/target}",
  "gists_url": "https://api.github.com/gists{/gist_id}",
  "hub_url": "https://api.github.com/hub",
  ...
}

上面的回应中，挑一个 URL 访问，又可以得到别的 URL。对于用户来说，不需要记住 URL 设计，只要从 api.github.com 一步步查找就可以了。

HATEOAS 的格式没有统一规定，上面例子中，GitHub 将它们与其他属性放在一起。更好的做法应该是，将相关链接与其他属性分开。

HTTP/1.1 200 OK
Content-Type: application/json
{
"status": "In progress",
"links": {[
{ "rel":"cancel", "method": "delete", "href":"/api/status/12345" } ,
{ "rel":"edit", "method": "put", "href":"/api/status/12345" }
]}
}