REST简介

REST全名Representational State Transfer，中文可以译为：表现层状态转化，是一种网络服务的架构工具，而不仅仅是一套接口规范。

REST究竟是什么？REST是万维网取得成功的技术架构方面因素的总结，REST是世界上最成功的分布式应用架构风格。REST是HTTP/1.1协议等Web规范的设计指导原则，HTTP/1.1协议正是为实现REST风格的架构而设计的。REST是所有Web应用都应该遵守的架构设计指导原则。它是为运行在互联网环境的分布式超媒体系统量身定制的。互联网环境与企业内网环境有非常大的差别，最主要的差别是两个方面：

1. 可伸缩性需求无法控制：并发访问量可能会暴涨，也可能会暴跌。
2. 安全性需求无法控制：无法控制客户端发来的请求的格式，很可能会是恶意的请求。

理解REST的五个关键词

要深入理解REST，需要理解REST的五个关键词：

1. 资源（Resource）
2. 资源的表述（Representation）
3. 状态转移（State Transfer）
4. 统一接口（Uniform Interface）
5. 超文本驱动（Hypertext Driven）

资源

资源是一种看待服务器的方式，即将服务器看作是由很多离散的资源组成。每个资源是服务器上一个可命名的抽象概念。因为资源是一个抽象的概念，所以它不仅仅能代表服务器文件系统中的一个文件、数据库中的一张表等等具体的东西，可以将资源设计的要多抽象有多抽象，只要想象力允许而且客户端应用开发者能够理解。与面向对象设计类似，资源是以名词为核心来组织的，首先关注的是名词。一个资源可以由一个或多个URI来标识。URI既是资源的名称，也是资源在Web上的地址。对某个资源感兴趣的客户端应用，可以通过资源的URI与其进行交互。

资源的表述

资源的表述是一段对于资源在某个特定时刻的状态的描述。可以在客户端-服务器端之间转移（交换）。资源的表述可以有多种格式，例如HTML/XML/JSON/纯文本/图片/视频/音频等等。资源的表述格式可以通过协商机制来确定。请求-响应方向的表述通常使用不同的格式。

状态转移

状态转移（state transfer）与状态机中的状态迁移（state transition）的含义是不同的。状态转移说的是：在客户端和服务器端之间转移（transfer）代表资源状态的表述。通过转移和操作资源的表述，来间接实现操作资源的目的。

统一接口

REST要求，必须通过统一的接口来对资源执行各种操作。对于每个资源只能执行一组有限的操作。以HTTP/1.1协议为例，HTTP/1.1协议定义了一个操作资源的统一接口，主要包括以下内容：

1. 7个HTTP方法：GET/POST/PUT/DELETE/PATCH/HEAD/OPTIONS
2. HTTP头信息（可自定义）
3. HTTP响应状态代码（可自定义）
4. 一套标准的内容协商机制
5. 一套标准的缓存机制
6. 一套标准的客户端身份认证机制

REST还要求，对于资源执行的操作，其操作语义必须由HTTP消息体之前的部分完全表达，不能将操作语义封装在HTTP消息体内部。这样做是为了提高交互的可见性，以便于通信链的中间组件实现缓存、安全审计等等功能。

超文本驱动

“超文本驱动”又名“将超媒体作为应用状态的引擎”（Hypermedia As The Engine Of Application State，来自Fielding博士论文中的一句话，缩写为HATEOAS）。将Web应用看作是一个由很多状态（应用状态）组成的有限状态机。资源之间通过超链接相互关联，超链接既代表资源之间的关系，也代表可执行的状态迁移。在超媒体之中不仅仅包含数据，还包含了状态迁移的语义。以超媒体作为引擎，驱动Web应用的状态迁移。通过超媒体暴露出服务器所提供的资源，服务器提供了哪些资源是在运行时通过解析超媒体发现的，而不是事先定义的。从面向服务的角度看，超媒体定义了服务器所提供服务的协议。客户端应该依赖的是超媒体的状态迁移语义，而不应该对于是否存在某个URI或URI的某种特殊构造方式作出假设。一切都有可能变化，只有超媒体的状态迁移语义能够长期保持稳定。

REST风格架构的主要特征

一旦理解了上述REST的五个关键词，就很容易理解REST风格的架构所具有的6个的主要特征：

1. 面向资源（Resource Oriented）
2. 可寻址（Addressability）
3. 连通性（Connectedness）
4. 无状态（Statelessness）
5. 统一接口（Uniform Interface）
6. 超文本驱动（Hypertext Driven）

这6个特征是REST架构设计优秀程度的判断标准。其中，面向资源是REST最明显的特征，即，REST架构设计是以资源抽象为核心展开的。可寻址说的是：每一个资源在Web之上都有自己的地址。连通性说的是：应该尽量避免设计孤立的资源，除了设计资源本身，还需要设计资源之间的关联关系，并且通过超链接将资源关联起来。无状态、统一接口是REST的两种架构约束，超文本驱动是REST的一个关键词，在前面都已经解释过，就不再赘述了。

REST架构风格的优势

REST架构风格可以为Web开发者带来三方面的利益：

简单性

采用REST架构风格，对于开发、测试、运维人员来说，都会更简单。可以充分利用大量HTTP服务器端和客户端开发库、Web功能测试/性能测试工具、HTTP缓存、HTTP代理服务器、防火墙。

可伸缩性

充分利用好通信链各个位置的HTTP缓存组件，可以带来更好的可伸缩性。其实很多时候，在Web前端做性能优化，产生的效果不亚于仅仅在服务器端做性能优化，但是HTTP协议层面的缓存常常被一些资深的架构师完全忽略掉。

松耦合

统一接口+超文本驱动，带来了最大限度的松耦合。允许服务器端和客户端程序在很大范围内，相对独立地进化。对于设计面向企业内网的API来说，松耦合并不是一个很重要的设计关注点。但是对于设计面向互联网的API来说，松耦合变成了一个必选项，不仅在设计时应该关注，而且应该放在最优先位置。

REST架构的局限性

永远不存在适用于任何运行环境的全能型架构。REST是一种为运行在互联网环境中的Web应用量身定制的架构风格。REST在互联网这个运行环境之中已经占据了统治地位，然而，在企业内网运行环境之中，REST还会面临DO、RPC的巨大挑战。特别是一些对实时性要求很高的应用，REST的表现不如DO和RPC。

参考资料：

1. 《RESTful Web APIs中文版》图书
2. 架构风格与基于网络应用软件的架构设计