构建REST风格的Web Service

本文主要介绍Rest风格的Web Services。


1．什么是REST?
REST 是由 Roy Fielding 在他的论文《Architectural Styles and the Design of Network-based Software Architectures》中提出的一个术语。
REST 是英文 Representational State Transfer 的缩写，有中文翻译为“具象状态传输”（参考：《SIP/IMS网络中的Representational State Transfer (REST)和数据分布》）。
可以将REST归纳如下：

1.1首先REST只是一种风格，不是一种标准

You will not see the W3C putting out a REST specification. You will not see IBM or Microsoft or Sun selling a REST developer's toolkit. Why? Because REST is just an architectural style. You can't bottle up that style. You can only understand it, and design your Web services in that style. - Roger L. Costello 《Building Web Services the REST Way》。

1.2 REST是以资源为中心的
在REST中，认为Web是由一系列的抽象资源（Abstract Resource）组成，这些抽象的资源具有不同的具体表现形式((Representational State)。譬如，定义一个资源为photo，含义是照片，它的表现形式可以是一个图片，也可以是一个.xml的文件，其中包含一些描述该照片的元素。或是一个html文件。并且这些具体的表现可以分布在不同的物理位置上。

1.3 REST的目的是决定如何使一个定义良好的 Web程序向前推进
一个程序可以通过选择一个Web页面上的超链(这些链接代表资源)，使得另一个Web页面 (Representational State of an abstract resource) 返回(transfer)到用户，使程序进一步运行。

1.4 REST充分利用或者说极端依赖HTTP协议
它通过逻辑URI定位资源
在 REST 的定义中，一个 Web 应用总是使用固定的 URI 向外部世界呈现（或者说暴露）一个资源。
这里必须注意
1，一个URI对应一个资源。
2，这里的URI是一个逻辑URI，
一个逻辑 URI： http://www.example.com/photo/logo
一个物理 URI： http://www.example.com/photo/logo.html

通过分辨 HTTP Request Header 信息来分辨客户端是想要取得资源的哪一种表现形式的数据。
我们来看一个实际例子：
http://www.example.com/photo/logo 指向 example.com 网站（可以视为一个 Web 应用）中类型为 photo，名字为 logo 的资源。我们用浏览器访问这个 URI，看到的将可能是一个 html 文档，其中用 <img src=”……” /> 来显示实际的照片。
http://www.example.com/photo/logo这个地址很可能会在服务器内部处理为 http://www.example.com/photo.jsp?name=logo 这样的地址。photo.jsp 是服务器端的一个动态脚本文件，根据 name 参数生成 html 文档返回给浏览器。
现在假设我们要获取这张照片的 XML 文档。XML 文档中包含照片的文件名、文件大小、拍摄日期等等信息。也就是说我们要获取“同一个资源的不同表现形式的数据”。对于这个要求，我们可以很容易的用另一个 URL地址达到：http://www.example.com/xml/logo。
但是，这就违背了“URI 唯一标识一个资源”的定义。如果我们要获取同一个资源的多种表现形式，那么就要使用更多的 URL，从而给一个资源指定了多个不同的 URI。
而在REST 中，不管是获取照片的 xhtml 文档还是 XML 文档，或者照片文件本身，都是用同一个 URI，就是 http://www.example.com/photo/logo。
那这是怎么办到的呢？是通过分辨 HTTP Request Header 信息来分辨客户端是想要取得资源的哪一种表现形式的数据。
当我们用浏览器访问一个网址时，浏览器会构造一个 HTTP 请求。这个请求有一个头信息，其中包括了本次请求接受何种类型的数据。通常浏览器发送的 HTTP 请求头中，Accept 的值都是 */*，也就说接受服务器返回的任何类型的数据。
只要我们指定一个特定的 Accept 参数，那么服务器就可以通过判断该参数来决定返回什么类型的数据。所以在一个采用 REST 架构的应用中，要获取同一个资源的不同表现形式的数据，只需要使用不同的 HTTP 请求头信息就行了。
如果考虑为 Web 应用增加 Web Services，这种技术的价值就体现出来了。比如写了一个程序，现在只需要构造一个包含 Accept: text/xml 的 HTTP 请求头，然后将请求发送到http://www.example.com/photo/logo 就可以了。返回的结果就是一个 XML 文档，而不是别的资源形式的数据。

在 REST 架构中，用不同的 HTTP 请求方法来处理对资源的 CRUD（创建、读取、更新和删除）操作
我们在 Web 应用中处理来自客户端的请求时，通常只考虑 GET 和 POST 这两种 HTTP 请求方法。实际上，HTTP 还有 HEAD、PUT、DELETE 等请求方法。而在 REST 架构中，用不同的 HTTP 请求方法来处理对资源的 CRUD（创建、读取、更新和删除）操作：
Ø POST: 创建
Ø GET: 读取
Ø PUT: 更新
Ø DELETE: 删除
经过这样的一番扩展，我们对一个资源的 CRUD 操作就可以通过同一个 URI 完成了：
http://www.example.com/photo/logo（读取）
仍然保持为 [GET] http://www.example.com/photo/logo
http://www.example.com/photo/logo/create（创建）
改为 [POST] http://www.example.com/photo/logo
http://www.example.com/photo/logo/update（更新）
改为 [PUT] http://www.example.com/photo/logo
http://www.example.com/photo/logo/delete（删除）
改为 [DELETE] http://www.example.com/photo/logo
从而进一步规范了资源标识的使用。
通过 REST 架构，Web 应用程序可以用一致的接口（URI）暴露资源给外部世界，并对资源提供语义一致的操作服务。这对于以资源为中心的 Web 应用来说非常重要。

2．RESTful Web Services 特点
通过将HTTP Accept类型设置为text/xml，我们便可以将资源返回的“具象状态”表示为可跨平台识别的数据。这是应用于Web Services的基础。
RESTful Web Service具有以下特点：
2.1无状态的
每一个来自客户端的request必须包含所有必要的信息，即不能从服务器端获得任何保存的上下文信息。
REST 的 “客户机－无状态－服务器” 约束禁止在服务器上保存会话状态。符合这一约束进行设计
1，可以提高系统的可靠性和可伸缩性。它不需要昂贵的维护和支持费用，因为状态并不在服务器上维护。
2，可以进行资源缓存。Web的高速缓存既可以驻留在客户主机中，也可以驻留在中间网络高速缓存服务器主机中。

2.2 HTTP头中可见的统一接口和资源地址
通过对于HTTP Head 的解析，我们便可以了解到当前所请求的资源和请求的方式。相对于SOAP RPC风格来说，我们必须解析HTTP体。
这样做对于一些代理服务器的设置，将带来很高的处理效率。
REST 系统中所有的动作和要访问的资源都可以从H TTP和URI 中得到，这使得代理服务器、缓存服务器和网关很好地协调工作。而RPC模 型的SOAP 要访问的资源仅从 URI无法得知，要调用的方法也无法从 HTTP中得知，它们都隐藏在 SOAP 消息中。
同样的，在REST系统中的代理服务器还可以通过 HTTP 的动作 (GET 、 POST)来进行控制。


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2.3 返回一般的XML格式内容
一般情况下，一个RESTful Web Service将比一个SOAP RPC Web Service占用更少的传输带宽。

POST/Order HTTP/1.1 Host:www.northwindtraders.com Content-Type:text/xml Content-Length:nnnn <UpdatePO> <orderID>098</orderID> <customerNumber>999</customerNumber> <item>89</item> <quantity>3000</quantity> </UpdatePO>

POST/Order HTTP/1.1 Host:www.northwindtraders.com Content-Type:text/xml Content-Length:nnnn SOAPAction:”urn:northwindtraders.com:PO#UpdatePO” <SOAP-ENV:Envelope xmlns:xsi=”http://www.3w.org/1999/XMLSchema/instance” xmlns:SOAP-ENV=”http://schemas.xmlsoap.org/soap/envelope” xsi:schemaLocation=”http://www.northwindtraders.com/schema/NPOSchema.xsd”> <SOAP-ENV:Body xsi:type=”NorthwindBody”> <UpdatePO> <orderID>098</orderID> <customerNumber>999</customerNumber> <item>89</item> <quantity>3000</quantity> </UpdatePO> </SOAP-ENV:Body> </SOAP-ENV:Envelope>

2.4 安全机制
REST使用了简单有效的安全模型。REST中很容易隐藏某个资源，只需不发布它的U RI；而在资源上也很容易使用一些安全策略，比如可以在每个 URI 针对 4个通用接口设置权限；再者，以资源为中心的 Web服务是防火墙友好的，因为 GET的 意思就是GET， P UT 的意思就是PUT，管理员可以通过堵塞非GET请求把资源设置为只读的，而现在的基于RPC 模型的 SOAP 一律工作在 HTTP 的 POST上。
使用 SOAP RPC模型，要访问的对象名称藏在方法的参数中，因此需要创建新的安全模型。

2.5 无法用于事务型的服务
对于事务型的服务，一个简单的例子就是银行事务，在那里用户可以把钱从一个账户转移到另一个账户上。用户不想直接操作资源（钱、银行账户等等），他们只想告诉银行他们想要达到的目的，并且让银行根据他们的利益对资源进行处理。
所以从这一条，我们应该明白，选择基于REST或SOAP RPC风格的Web 服务，我们应该首先考虑这个服务是针对资源的还是针对活动的。
- James Snell，面向资源与面向活动的 Web 服务，英文原文。

3．JAX-WS
是Java Architecture for XML Web Services的缩写,简单说就是一种用Java和XML开发Web Services应用程序的框架, 目前版本是2.0, 它是JAX-RPC 1.1的后续版本。
JAX-WS2.0用JAXB2来处理Java Object与XML之间的映射。
JAX-WS通过javax.xml.ws.Provider接口来构建REST风格的终端。

4．WADL
Web Application Description Language (WADL)是由SUN公司提出的，旨在提供一种Web 应用的描述语言。WADL主要描述一个Web 应用的

资源列表-站点所有的资源

资源之间的关系-说明资源之间的链接关系

所有应用于每个资源的特定方法-应用于每个资源的HTTP方法，指定的输入和输出以及它们支持的数据格式

资源表现的形式-支持的MIME类型和所用到的XML schemas


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[align=left]下面是一个WADL示例，它描述了Yahoo新闻搜索的应用。[/align]

Lines 2 开始一个应用描述，定义所使用的namespaces。

Lines 3–6 定义XML 语法，这个示例中是两个W3C XML Schema。

Lines 7–11描述了Yahoo新闻搜索Web 资源以及它所支持的HTTP方法。

Lines 12–26 描述了‘search’ GET方法。

Lines 13–21 描述输入。

Lines 22–25 描述所有可能的输出。

5．关于WADL的项目介绍
GlassFish » Web Application Description Language
wadl2java
A tool that generates client side stubs from WADL files. May be used from the command line or as an Apache Ant plug-in, see the wadl2java documentation for full details.
wadl2java_yahoo
A sample project that uses the wadl2java tool to create stubs for the Yahoo News Search Service. Includes a simple main method that uses the generated stubs to query for the latest Java news.

6．建议阅读的资料
[1]Roy Thomas Fielding，Architectural Styles and the Design of Network-based Software Architectures
[2]RESTwiki
[3] Rest Architectural Style
[4] REST mailing list
[5] Building Web Services the REST Way
[6] 面向资源与面向活动的 Web 服务
[7] Some thoughts about SOAP versus REST on Security
[8]WADL语言作者Marc Hadley's Blog
[9]Java Web Service Technologies @Sun