REST Web 服务

什么是 REST

REST 全称是 Representational State Transfer，翻译成中文是『表现层状态转移』，估计读者看到这个词也是云里雾里的，我当初也是！这里，我们先不纠结这个词到底是什么意思。事实上，REST 是一种 Web 架构风格，它有六条准则，满足下面六条准则的 Web 架构可以说是 Restuful 的。

1. 客户端-服务器（Client-Server）

   服务器和客户端之间有明确的界限。一方面，服务器端不再关注用户界面和用户状态。另一方面，客户端不再关注数据的存储问题。这样，服务器端跟客户端可以独立开发，只要它们共同遵守约定。

2. 无状态（Stateless）

   来自客户端的每个请求必须包含服务器所需要的所有信息，也就是说，服务器端不存储来自客户端的某个请求的信息，这些信息应由客户端负责维护。

3. 可缓存（Cachable）

   服务器的返回内容可以在通信链的某处被缓存，以减少交互次数，提高网络效率。

4. 分层系统（Layered System）

   允许在服务器和客户端之间通过引入中间层（比如代理，网关等）代替服务器对客户端的请求进行回应，而且这些对客户端来说不需要特别支持。

5. 统一接口（Uniform Interface）

   客户端和服务器之间通过统一的接口（比如 GET, POST, PUT, DELETE 等）相互通信。

6. 支持按需代码（Code-On-Demand，可选）

   服务器可以提供一些代码（比如 Javascript）并在客户端中执行，以扩展客户端的某些功能。

使用 Flask 提供 REST Web 服务

REST Web 服务的核心概念是资源（resources）。资源被 URI（Uniform Resource Identifier, 统一资源标识符）定位，客户端使用 HTTP 协议操作这些资源，我们用一句不是很全面的话来概括就是：URI 定位资源，用 HTTP 动词（GET, POST, PUT, DELETE 等）描述操作。下面列出了 REST 架构 API 中常用的请求方法及其含义：

设计一个简单的 Web Service

现在假设我们要为一个 blog 应用设计一个 Web Service。

首先，我们先明确访问该 Service 的根地址是什么。这里，我们可以这样定义：

http://[hostname]/blog/api/

然后，我们明确有哪些资源是要公开的。可以知道，我们这个 blog 应用的资源就是 articles。

下一步，我们要明确怎么去操作这些资源，如下所示：

为了简便，我们定义一篇 article 的属性如下：

• id：文章的 id，Numeric 类型
• title: 文章的标题，String 类型
• content: 文章的内容，TEXT 类型

至此，我们基本完成了这个 Web Service 的设计，下面我们就来实现它。

使用 Flask 提供 RESTful api

在实现这个 Web 服务之前，我们还有一个问题没有考虑到：我们应该怎么存储我们的数据。毫无疑问，我们应该使用数据库，比如 MySql、MongoDB 等。但是，数据库的存储不是我们这里要讨论的重点，所以我们采用一种偷懒的做法：使用一个内存中的数据结构来代替数据库。

GET 方法

下面我们使用 GET 方法获取资源。

# -*- coding: utf-8 -*-
from flask import Flask, jsonify, abort, make_response
app = Flask(__name__)
articles = [
    {
        'id': 1,
        'title': 'the way to python',
        'content': 'tuple, list, dict'
    },
    {
        'id': 2,
        'title': 'the way to REST',
        'content': 'GET, POST, PUT'
    }
]
@app.route('/blog/api/articles', methods=['GET'])
def get_articles():
    """ 获取所有文章列表 """
    return jsonify({'articles': articles})
@app.route('/blog/api/articles/<int:article_id>', methods=['GET'])
def get_article(article_id):
    """ 获取某篇文章 """
    article = filter(lambda a: a['id'] == article_id, articles)
    if len(article) == 0:
        abort(404)
    return jsonify({'article': article[0]})
@app.errorhandler(404)
def not_found(error):
    return make_response(jsonify({'error': 'Not found'}), 404)
if __name__ == '__main__':
    app.run(host='127.0.0.1', port=5632, debug=True)

将上面的代码保存为文件 app.py，通过 python app.py 启动这个 Web Service。

接下来，我们进行测试。这里，我们采用命令行语句 curl 进行测试。

开启终端，敲入如下命令进行测试：

$ curl -i http://localhost:5632/blog/api/articles
HTTP/1.0 200 OK
Content-Type: application/json
Content-Length: 224
Server: Werkzeug/0.11.4 Python/2.7.11
Date: Tue, 16 Aug 2016 15:21:45 GMT
{
  "articles": [
    {
      "content": "tuple, list, dict",
      "id": 1,
      "title": "the way to python"
    },
    {
      "content": "GET, POST, PUT",
      "id": 2,
      "title": "the way to REST"
    }
  ]
}
$ curl -i http://localhost:5632/blog/api/articles/2
HTTP/1.0 200 OK
Content-Type: application/json
Content-Length: 101
Server: Werkzeug/0.11.4 Python/2.7.11
Date: Wed, 17 Aug 2016 02:37:48 GMT
{
  "article": {
    "content": "GET, POST, PUT",
    "id": 2,
    "title": "the way to REST"
  }
}
$ curl -i http://localhost:5632/blog/api/articles/3
HTTP/1.0 404 NOT FOUND
Content-Type: application/json
Content-Length: 26
Server: Werkzeug/0.11.4 Python/2.7.11
Date: Wed, 17 Aug 2016 02:32:10 GMT
{
  "error": "Not found"
}

上面，我们分别测试了『获取所有文章列表』、『获取某篇文章』和『获取不存在的文章』这三个功能，结果也正是我们所预料的。

POST 方法

下面我们使用 POST 方法创建一个新的资源。在上面的代码中添加以下代码：

from flask import request
@app.route('/blog/api/articles', methods=['POST'])
def create_article():
    if not request.json or not 'title' in request.json:
        abort(400)
    article = {
        'id': articles[-1]['id'] + 1,
        'title': request.json['title'],
        'content': request.json.get('content', '')
    }
    articles.append(article)
    return jsonify({'article': article}), 201

测试如下：

$ curl -i -H "Content-Type: application/json" -X POST -d '{"title":"the way to java"}' http://localhost:5632/blog/api/articles
HTTP/1.0 201 CREATED
Content-Type: application/json
Content-Length: 87
Server: Werkzeug/0.11.4 Python/2.7.11
Date: Wed, 17 Aug 2016 03:07:14 GMT
{
  "article": {
    "content": "",
    "id": 3,
    "title": "the way to java"
  }
}

可以看到，创建一篇新的文章也是很简单的。request.json 保存了请求中的 JSON 格式的数据。如果请求中没有数据，或者数据中没有 title 的内容，我们将会返回一个 “Bad Request” 的 400 错误。如果数据合法（必须要有 title 的字段），我们就会创建一篇新的文章。

PUT 方法

下面我们使用 PUT 方法更新文章，继续添加代码：

@app.route('/blog/api/articles/<int:article_id>', methods=['PUT'])
def update_article(article_id):
    article = filter(lambda a: a['id'] == article_id, articles)
    if len(article) == 0:
        abort(404)
    if not request.json:
        abort(400)
    article[0]['title'] = request.json.get('title', article[0]['title'])
    article[0]['content'] = request.json.get('content', article[0]['content'])
    return jsonify({'article': article[0]})

测试如下：

$ curl -i -H "Content-Type: application/json" -X PUT -d '{"content": "hello, rest"}' http://localhost:5632/blog/api/articles/2
HTTP/1.0 200 OK
Content-Type: application/json
Content-Length: 98
Server: Werkzeug/0.11.4 Python/2.7.11
Date: Wed, 17 Aug 2016 03:44:09 GMT
{
  "article": {
    "content": "hello, rest",
    "id": 2,
    "title": "the way to REST"
  }
}

可以看到，更新文章也是很简单的，上面我们更新了第 2 篇文章的内容。

DELETE 方法

下面我们使用 DELETE 方法删除文章，继续添加代码：

@app.route('/blog/api/articles/<int:article_id>', methods=['DELETE'])
def delete_article(article_id):
    article = filter(lambda t: t['id'] == article_id, articles)
    if len(article) == 0:
        abort(404)
    articles.remove(article[0])
    return jsonify({'result': True})

测试如下：

$ curl -i -H "Content-Type: application/json" -X DELETE http://localhost:5632/blog/api/articles/2
HTTP/1.0 200 OK
Content-Type: application/json
Content-Length: 20
Server: Werkzeug/0.11.4 Python/2.7.11
Date: Wed, 17 Aug 2016 03:46:04 GMT
{
  "result": true
}
$ curl -i http://localhost:5632/blog/api/articles
HTTP/1.0 200 OK
Content-Type: application/json
Content-Length: 125
Server: Werkzeug/0.11.4 Python/2.7.11
Date: Wed, 17 Aug 2016 03:46:09 GMT
{
  "articles": [
    {
      "content": "tuple, list, dict",
      "id": 1,
      "title": "the way to python"
    }
  ]
}

附录

常见 HTTP 状态码

HTTP 状态码主要有以下几类：

• 1xx —— 元数据

• 2xx —— 正确的响应

• 3xx —— 重定向

• 4xx —— 客户端错误

• 5xx —— 服务端错误

常见的 HTTP 状态码可见以下表格：

curl 命令参考

完整代码

本文的完整代码可在 Gist 查看。

参考链接

• 理解本真的REST架构风格
• 基于 Flask 实现 RESTful API | Ross’s Page
• (译)使用Flask实现RESTful API - nummy的专栏 - SegmentFault
• 怎样用通俗的语言解释什么叫 REST，以及什么是 RESTful？ - 知乎
• What Does RESTful Really Mean? - DZone Integration
• HTTP状态码 - 维基百科，自由的百科全书
• 理解RESTful架构 - 阮一峰的网络日志