《程序员2007增刊——实战Web2.0》精彩预览之“指导篇”

理解REST软件架构

    /骆古道

一种思维方式影响了软件行业的发展。REST软件架构是当今世界上最成功的互联网的超媒体分布式系统。它让人们真正理解我们的网络协议HTTP本来面貌。它正在成为网络服务的主流技术,同时也正在改变互联网的网络软件开发的全新思维方式。AJAX技术和Rails框架把REST软件架构思想真正地在实际中很好表现出来。今天微软也已经应用REST并且提出把我们现有的网络变成为一个语义网,这种网络将会使得搜索更加智能化。

RESTHTTP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HTTPREST软件架构,或者更进一步把RESTHTTP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。

RESTURI(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HTTPTCP/IP协议来确定互联网上的资源。

RESTCRUD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的: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/SOAP1.2WS-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GoogleAmazon等。在Java语言中重要的两个以SOAP技术开始的网络服务框架XFireAxis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 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。

RESTAJAX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。

RESTRails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网络服务消息容易包含病毒,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 SecurityJSR 155)作为REST不错的补充。

作者简介:骆古道,网名Cnruby,八十年代初毕业于西北工业大学数理力学系,1988年公派留学德国,从事组合最优化理论研究,从九十年代初期起一直致力于计算机领域软件开发、设计和管理等方面工作,个人博客为道喜技术日记”。

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