НейроАгент

Понимание RESTful программирования: Полное руководство

Изучите основы RESTful программирования и как она отличается от SOAP, GraphQL и RPC. Узнайте о шести основных ограничениях и руководствах по реализации для масштабируемых веб-API.

#api-comparison#http-methods#microservices#resource-based-design#rest-api-design#stateless-systems#web-architecture
Вопрос

Что именно представляет собой RESTful-программирование и чем оно отличается от других архитектурных стилей в веб-разработке?

НейроАгент

RESTful-программирование — это архитектурный подход, использующий принципы Representational State Transfer (REST) для создания stateless, масштабируемых веб-приложений через проектирование на основе ресурсов и стандартных HTTP-методов. Он отличается от других стилей, таких как SOAP, GraphQL и RPC, подчеркивая простоту, единые интерфейсы и разделение клиент-сервер, а также способствуя кэшируемости и независимому развертыванию компонентов.

Содержание

Что такое RESTful-программирование?

RESTful-программирование — это архитектурный стиль, разработанный Роем Филдингом в его диссертации 2000 года, который определяет набор ограничений для создания веб-сервисов. Это не протокол, а скорее философия проектирования, которая использует существующие веб-стандарты, такие как HTTP, для построения распределенных систем. Основная концепция в REST заключается в том, чтобы рассматривать функциональность приложения как коллекцию ресурсов, которые уникально идентифицируются URI и манипулируются через единый интерфейс с использованием стандартных HTTP-методов.

В своей основе RESTful-программирование фокусируется на ресурсах, а не на действиях или процедурах. Например, вместо URL-адресов вроде /getUserInfo или createNewAccount, RESTful-дизайн использует /users/{userId} для представления конкретного ресурса пользователя, при этом HTTP-методы указывают на операцию: GET для извлечения, POST для создания, PUT для обновления и DELETE для удаления.

REST-архитектурный стиль подчеркивает единые интерфейсы, независимое развертывание компонентов, масштабируемость взаимодействий между ними и создание слоистой архитектуры для содействия кэшированию и снижению воспринимаемой пользователем задержки. Этот подход был широко принят во всей индустрии программного обеспечения для создания stateless, надежных, веб-основанных приложений.

Шесть основных ограничений REST-архитектуры

RESTful-программирование определяется шестью архитектурными ограничениями, которые работают вместе для создания масштабируемой, поддерживаемой системы:

  1. Единый интерфейс: Это ограничение требует, чтобы интерфейс между клиентом и сервером следовал последовательному шаблону. Ресурсы идентифицируются URI, манипуляции осуществляются через представления, и используются самодокументируемые сообщения. Например, /api/users — это хороший дизайн URI, но /api?type=users нарушает этот принцип.

  2. Клиент-серверная архитектура: Разделение между клиентом и сервером позволяет каждому из них эволюционировать независимо. Клиент сосредотачивается на пользовательском интерфейсе и опыте взаимодействия, в то время как сервер фокусируется на хранении данных и бизнес-логике.

  3. Без сохранения состояния (Stateless): Каждый запрос от клиента к серверу должен содержать всю информацию, необходимую для понимания и выполнения запроса. Сервер не хранит контекст клиента между запросами, что повышает масштабируемость и надежность.

  4. Кэшируемый: Ответы должны явно определять себя как кэшируемые или нет, позволяя клиентам и посредникам повторно использовать ответы для аналогичных запросов, уменьшая сетевой трафик и задержку.

  5. Слоистая система (Layered System): Архитектура может состоять из нескольких слоев, при каждый слой не знает о других слоях, кроме своих непосредственных соседей. Это способствует безопасности, балансировке нагрузки и стратегиям кэширования.

  6. Код по запросу (Code on Demand, опционально): Серверы могут временно расширять функциональность клиента путем передачи исполняемого кода. Это ограничение является опциональным и редко используется в большинстве RESTful-реализаций.

Согласно RESTfulapi.net, эти ограничения способствуют простоте, масштабируемости и отсутствию сохранения состояния в дизайне веб-сервисов. Комбинация этих ограничений делает RESTful-системы предсказуемыми, поддерживаемыми и эффективными для веб-основанных приложений.

REST против других архитектурных стилей

REST против SOAP

Simple Object Access Protocol (SOAP) — это XML-ориентированный протокол обмена сообщениями, который определяет набор правил для запуска API. В отличие от REST, который использует стандартные HTTP-методы, SOAP полагается на собственный протокол и может работать с различными протоколами, такими как HTTP, SMTP и TCP.

Ключевые различия включают:

REST против GraphQL

GraphQL — это язык запросов для API, который позволяет клиентам запрашивать именно те данные, которые им нужны. Он был разработан Facebook как альтернатива REST для сложных требований к данным.

Ключевые различия включают:

REST против RPC

Remote Procedure Call (RPC) рассматривает вызовы API как удаленные вызовы функций, где клиент вызывает функции на сервере, а не манипулирует ресурсами.

Ключевые различия включают:

  • Уровень абстракции: REST имеет самый высокий уровень абстракции и лучшее моделирование API, в то время как RPC более ориентирован на функции
  • Эффективность сети: RPC имеет тенденцию быть более тяжелым в передаче и более “болтливым”, чем REST
  • Управление состоянием: REST по своей природе не сохраняет состояние, в то время как реализации RPC могут различаться в своем подходе к состоянию
  • Стандартизация: REST использует существующие веб-стандарты, в то время как реализации RPC сильно различаются

REST против gRPC

gRPC — это высокопроизводительный RPC-фреймворк, который использует Protocol Buffers для сериализации и HTTP/2 для транспорта.

Ключевые различия включают:

  • Производительность: gRPC включает в себя скорость, которую трудно сопоставить при использовании REST или GraphQL для приложений, где наносекунды имеют значение
  • Протокол: gRPC использует HTTP/2 и двоичные Protocol Buffers, в то время как REST обычно использует HTTP/1.1 и текстовые форматы
  • Потоковая передача: gRPC поддерживает двунаправленную потоковую передачу, в то время как REST обычно использует шаблоны запрос-ответ
  • Поддержка языков: gRPC имеет сильную поддержку нескольких языков через генерацию кода, в то время как поддержка языков REST зависит от реализации

Практические рекомендации по реализации

При реализации RESTful-программирования учитывайте эти лучшие практики:

Рекомендации по проектированию ресурсов

  • Используйте существительные для имен ресурсов, а не глаголы (например, /users вместо /getUsers)
  • Используйте множественное число существительных для коллекций и единственное число для отдельных ресурсов
  • Используйте иерархические URL для представления отношений (например, /users/{userId}/posts)
  • По возможности избегайте параметров запроса для идентификации ресурсов

Использование HTTP-методов

  • GET: Извлечь ресурс или коллекцию ресурсов
  • POST: Создать новый ресурс в коллекции
  • PUT: Заменить весь ресурс
  • PATCH: Частично обновить ресурс
  • DELETE: Удалить ресурс

Коды состояния ответов

Используйте соответствующие HTTP-коды состояния для указания результата операций:

  • 200 OK: Успешный GET, PUT или PATCH
  • 201 Created: Успешный POST
  • 204 No Content: Успешный DELETE
  • 400 Bad Request: Неверный формат запроса
  • 404 Not Found: Ресурс не найден
  • 500 Internal Server Error: Ошибка на стороне сервера

Стратегии версионирования

Рассмотрите возможность реализации версионирования API для поддержания обратной совместимости:

  • Версионирование по URL: /api/v1/users
  • Версионирование по заголовку: Accept: application/vnd.company.v1+json
  • Версионирование по параметру запроса: /api/users?version=1

Согласно Центру архитектуры Azure Microsoft, RESTful веб-API должны поддерживать независимость от платформы и слабую связанность для эволюции сервисов, что помогают достичь эти рекомендации.

Когда выбирать RESTful-архитектуру

RESTful-программирование особенно подходит для:

  1. Публичных API: Его простота и стандартный HTTP делают его идеальным для API, которые должны быть доступны разнообразным клиентам
  2. Веб-приложений: Его stateless-природа хорошо соответствует веб-модели запрос-ответ
  3. Мобильных приложений: Его легковесная природа уменьшает использование пропускной способности по сравнению с альтернативами, такими как SOAP
  4. Микросервисов: Его слабая связанность и независимое развертывание поддерживают архитектуры микросервисов
  5. Систем, нуждающихся в кэшировании: Его ограничение кэшируемости улучшает производительность для приложений с преобладанием чтения

Однако REST может не быть лучшим выбором для:

  • Приложений, требующих реального двунаправленного общения
  • Систем с очень сложными отношениями данных, где GraphQL был бы более эффективным
  • Систем с критически важной производительностью, где двоичный протокол gRPC был бы полезен
  • Сред, требующих строгих гарантий транзакций

Заключение

RESTful-программирование представляет собой мощный архитектурный подход, который использует веб-стандарты для создания масштабируемых, поддерживаемых распределенных систем. Его шесть основных ограничений — единый интерфейс, разделение клиент-сервер, отсутствие сохранения состояния, кэшируемость, слоистая архитектура и опциональный код по запросу — работают вместе для создания систем, которые одновременно эффективны и предсказуемы.

При сравнении с другими архитектурными стилями, такими как SOAP, GraphQL, RPC и gRPC, REST выделяется своей простотой, гибкостью и соответствием веб-фундаментам. Хотя другие стили могут превосходить в конкретных сценариях (как GraphQL для сложного получения данных или gRPC для приложений с критически важной производительностью), REST остается наиболее широко используемым подходом для общего веб-разработки.

Следуя принципам и лучшим практикам RESTful-программирования, разработчики могут создавать API, которые интуитивно понятны, масштабируемы и легко поддерживаются. Выбор архитектурного стиля в конечном итоге зависит от конкретных требований проекта, но RESTful-программирование обеспечивает прочную основу для большинства веб-основанных приложений.

Источники

  1. REST - Википедия
  2. Что такое REST?: Учебник по REST API
  3. Лучшие практики проектирования веб-API - Центр архитектуры Azure | Microsoft Learn
  4. Принципы REST API | Всеобъемлющий обзор
  5. Понимание REST API: Принципы и лучшие практики | Amplication
  6. Что такое REST? Де-факто стандарт веб-архитектуры | InfoWorld
  7. Диссертация Филдинга: ГЛАВА 5: Representational State Transfer (REST)
  8. Архитектурные ограничения REST
  9. Что такое REST API (RESTful API)? | IBM
  10. Архитектурные ограничения REST API - GeeksforGeeks
  11. Сравнение архитектурных стилей API: SOAP vs REST vs GraphQL vs RPC
  12. Сравнение архитектурных стилей API: SOAP vs REST vs GraphQL vs RPC
  13. Архитектурные стили API: REST vs. SOAP vs. GraphQL vs. gRPC | Блог Postman
  14. Обзор топовых API: GraphQL vs. REST vs. gRPC vs. SOAP - Velvetech
  15. GraphQL vs REST vs SOAP vs gRPC: Основные различия - GeeksforGeeks
  16. SOAP vs REST vs GraphQL vs RPC - от Алекса Сю
  17. Руководство архитектора по API: SOAP, REST, GraphQL и gRPC
  18. ByteByteGo | SOAP vs REST vs GraphQL vs RPC
  19. Различные типы API – SOAP vs REST vs GraphQL
  20. Сравнение SOAP vs. REST vs. GraphQL vs. RPC: Что выбрать? | Knowl.io
Каковы лучшие практики для проектирования конечных точек RESTful API?Как правильно реализовать HTTP коды статуса в RESTful приложениях?Когда мне следует выбрать REST вместо GraphQL для дизайна моего API?Какие распространенные ошибки в дизайне RESTful API следует избегать?Как можно защитить RESTful API от распространенных уязвимостей?Какие инструменты и фреймворки лучше всего подходят для построения RESTful сервисов?
Спросить у NeuroAgent