Что такое rest api
REST API
Что такое REST API?
API или программный интерфейс приложения представляет собой набор правил, определяющих способ взаимодействия между приложениями или устройствами. REST API — это API, соответствующий принципам архитектурного стиля REST (от англ. Representational State Transfer — «передача состояния представления»). По этой причине REST API иногда называют RESTful API.
REST (сам термин был введен Роем Филдингом в его докторской диссертации в 2000 году) обеспечивает относительно высокий уровень гибкости и свободы для разработчиков. Но гибкость — лишь одна из причин, объясняющих популярность REST API как способа взаимодействия между компонентами и приложениями в микросервисной архитектуре.
Принципы проектирования REST
На самом базовом уровне API можно представить как механизм, с помощью которого одно приложение или сервис может получить доступ к ресурсу другого приложения или сервиса. Приложение или сервис, запрашивающий доступ, называется клиентом, а приложение или сервис, обладающий необходимым ресурсом, называется сервером.
Некоторые API, например SOAP или XML-RPC, устанавливают строгие ограничения для разработчиков. Однако для разработки REST API можно использовать практически любой язык программирования и разнообразные форматы данных. Единственное требование заключается в соблюдении шести принципов проектирования REST, известных также как архитектурные ограничения:
Принцип работы REST API
REST API используют запросы HTTP для выполнения стандартных функций базы данных, таких как создание, чтение, обновление и удаление записей (так называемые функции CRUD). Например, REST API может использовать запрос GET для получения записи, запрос POST для создания записи, запрос PUT для обновления записи и запрос DELETE для удаления записи. В вызовах API поддерживаются все методы HTTP. Хорошо продуманный REST API можно сравнить с веб-сайтом, который работает в веб-браузере со встроенной поддержкой HTTP.
Состояние ресурса в любой момент времени («отметка времени») называется представлением ресурса. Эта информация может быть предоставлена клиенту практически в любом формате, включая JavaScript Object Notation (JSON), HTML, XLT, Python, PHP или текстовом формате. Популярность JSON обусловлена тем, что данный формат не зависит от языка программирования и понятен как человеку, так и компьютеру.
Важную роль в вызовах REST API также играют заголовки и параметры запросов, поскольку они содержат такую важную информацию, как метаданные, разрешения, универсальные коды ресурсов (URI), сведения о кэшировании, файлы cookie и многое другое. Заголовки запросов и ответов применяются в хорошо продуманных REST API вместе с обычными кодами состояния HTTP.
Рекомендации по использованию REST API
С одной стороны, гибкость является огромным преимуществом при проектировании REST API; с другой стороны, гибкость может стать причиной дефективного или неэффективного API. По этой причине профессиональные разработчики делятся передовыми практиками в спецификациях REST API.
Спецификация OpenAPI (OAS) определяет интерфейс для описания API, чтобы обеспечить разработчикам и приложениям полное понимание всех параметров и возможностей API, включая доступные конечные точки, разрешенные операции для каждой конечной точки, параметры операций, методы аутентификации и прочую информацию. Последняя версия, OAS3 (внешняя ссылка), содержит полезные инструменты, например OpenAPI Generator, для создания клиентов API и серверных заглушек на разных языках программирования.
Для обеспечения безопасности REST API также следует опираться на передовой отраслевой опыт, в частности использование алгоритмов хэширования для защиты паролей и HTTPS для безопасной передачи данных. Для ограничения прав доступа сторонних приложений можно использовать инфраструктуру авторизации, например OAuth 2.0 (внешняя ссылка). Кроме того, API может отклонять любые запросы, поступающие по истечении определенного периода времени, используя отметку времени в заголовке HTTP. Существуют и другие способы контроля доступа к API: проверка параметров и веб-маркеры JSON.
REST API и IBM Cloud
Перечисленные выше преимущества означают, что REST API остается неотъемлемой составляющей процесса разработки программного обеспечения, особенно с ростом спроса на более эффективные интерфейсы взаимодействия с клиентами и приложения для бизнеса и ИТ-операций.
Хорошим способом удовлетворить эти растущие требования является автоматизация. Прежде чем внедрять обширную автоматизацию, начните с небольших проектов, успешность которых можно измерить. Достигнутые результаты можно будет оптимизировать и распространить на новые процессы в других подразделениях организации. Работая с IBM, вы получите доступ к средствам автоматизации на основе ИИ, в том числе и к готовым процессам, которые помогут ускорить внедрение инноваций за счет интеллектуальной составляющей.
Воспользуйтесь инструментами и услугами IBM для решения проблем, связанных с API, включая проблемы безопасности, управления и автоматизации, в ходе модернизации приложений.
Сделайте следующий шаг:
Начните работать с учетной записью IBM Cloud уже сегодня.
REST API
REST API — это способ взаимодействия сайтов и веб-приложений с сервером. Его также называют RESTful.
Термин состоит из двух аббревиатур. API (Application Programming Interface) — это код, который позволяет двум приложениям обмениваться данными с сервера. На русском языке его принято называть программным интерфейсом приложения. REST (Representational State Transfer) — это способ создания API с помощью протокола HTTP. На русском его называют «передачей состояния представления».
REST API применяют везде, где пользователю сайта или веб-приложения нужно предоставить данные с сервера. Например, при нажатии иконки с видео на видеохостинге REST API проводит операции и запускает ролик с сервера в браузере. В настоящее время это самый распространенный способ организации API. Он вытеснил ранее популярные способы SOAP и WSDL.
У RESTful нет единого стандарта работы: его называют «архитектурным стилем» для операций по работе с серверов. Такой подход в 2000 году в своей диссертации ввел программист и исследователь Рой Филдинг, один из создателей протокола HTTP.
Принципы REST API
У RESTful есть семь принципов написания кода интерфейсов.
Отделения клиента от сервера (Client-Server). Клиент — это пользовательский интерфейс сайта или приложения, например, поисковая строка видеохостинга. В REST API код запросов остается на стороне клиента, а код для доступа к данным — на стороне сервера. Это упрощает организацию API, позволяет легко переносить пользовательский интерфейс на другую платформу и дает возможность лучше масштабировать серверное хранение данных.
Отсутствие записи состояния клиента (Stateless). Сервер не должен хранить информацию о состоянии (проведенных операций) клиента. Каждый запрос от клиента должен содержать только ту информацию, которая нужна для получения данных от сервера.
Кэшируемость (Casheable). В данных запроса должно быть указано, нужно ли кэшировать данные (сохранять в специальном буфере для частых запросов). Если такое указание есть, клиент получит право обращаться к этому буферу при необходимости.
Единство интерфейса (Uniform Interface). Все данные должны запрашиваться через один URL-адрес стандартными протоколами, например, HTTP. Это упрощает архитектуру сайта или приложения и делает взаимодействие с сервером понятнее.
Многоуровневость системы (Layered System). В RESTful сервера могут располагаться на разных уровнях, при этом каждый сервер взаимодействует только с ближайшими уровнями и не связан запросами с другими.
Предоставление кода по запросу (Code on Demand). Серверы могут отправлять клиенту код (например, скрипт для запуска видео). Так общий код приложения или сайта становится сложнее только при необходимости.
Начало от нуля (Starting with the Null Style). Клиент знает только одну точку входа на сервер. Дальнейшие возможности по взаимодействию обеспечиваются сервером.
Начните свой путь в IT
Освойте разработку, аналитику данных, Data Science или другие востребованные профессии — получите все курсы для входа в IT по цене одного.
Стандарты
Сам по себе RESTful не является стандартом или протоколом. Разработчики руководствуются принципами REST API для создания эффективной работы с серверов для своих сайтов и приложений. Принципы позволяют выстраивать серверную архитектуру с помощью других протоколов: HTTP, URL, JSON и XML.
Это отличает REST API от метода простого протокола доступа к объектам SOAP (Simple Object Access Protocol), созданного Microsoft в 1998 году. В SOAP взаимодействие по каждому протоколу нужно прописывать отдельно только в формате XML. Также в SOAP нет кэшируемости запросов, более объемная документация и реализация словаря, отдельного от HTTP. Это делает стиль REST API более легким в реализации, чем стандарт SOAP.
Несмотря на отсутствие стандартов, при создании REST API есть общепринятые лучшие практики, например:
Архитектура
REST API основывается на протоколе передачи гипертекста HTTP (Hypertext Transfer Protocol). Это стандартный протокол в интернете, созданный для передачи гипертекста. Сейчас с помощью HTTP отправляют любые другие типы данных.
Каждый объект на сервере в HTTP имеет свой уникальный URL-адрес в строгом последовательном формате. Например, второй модуль обучающего видео про Python будет храниться на сервере по адресу http://school.ru/python/2.
В REST API есть четыре метода HTTP, которые используют для действий с объектами на серверах:
Такие запросы еще называют идентификаторами CRUD: create (создать), read (прочесть), update (обновить) delete (удалить). Это стандартный набор действий для работы с данными. Например, чтобы обновить видео про Python по адресу http://school.ru/python/2 REST API будет использовать метод PUT, а для его удаления — DELETE.
В каждом HTTP-запросе есть заголовок, за которым следует описание объекта на сервере — это и есть его состояние.
Как работает RESTful
Например, на сайте отеля есть система бронирования номеров трех типов: эконом, стандарт и люкс. В REST API каждому типу будет присвоен свой URL на странице бронирования:
Такие URL однозначно определяют ресурс на сервисе — данные о доступных номерах каждого класса. Чтобы взаимодействовать с этими ресурсам REST API применяет CRUD-команды протокола HTTP. Например, GET econom для передачи клиенту информации о номерах класса эконом. В RESTful такие запросы будут кэшироваться — клиенту не нужно обращаться к серверу снова при повторном запросе.
Также такая архитектура позволяет расставить приоритеты в обслуживании. Например, использование более производительных серверов для запросов на номера класса люкс. Такую архитектуру легко масштабировать: при появлении новых классов номеров, система будет обращаться напрямуя к ресурсам по новым URL.
Где применяют
REST API рекомендуют использовать в следующих случаях:
REST API используют чаще альтернативных методов, например SOAP. Помимо сайтов и веб-приложений RESTful используют для облачных вычислений.
Пример
Например, REST API используется в социальной сети Twitter. Запросы отправляются в формате JSON. Разработчики сторонних приложений могут использовать данные Twitter с помощью REST-запросов. Например:
GET geo/id/:place_id
Возвращает информацию о местоположении пользователей.
GET geo/reverse_geocode
Возвращает до 20 возможных местоположений по заданным координатам.
GET geo/search
Возвращает местоположения, которые могут быть прикреплены к твитам.
Введение в Rest API: что это простыми словами
REST API отвечает почти за все взаимодействия между серверными и клиентскими приложениями — разберемся, как работает эта технология.
Что такое REST API
Representational State Transfer (REST) в переводе — это передача состояния представления. Технология позволяет получать и модифицировать данные и состояния удаленных приложений, передавая HTTP-вызовы через интернет или любую другую сеть.
Если проще, то REST API — это когда серверное приложение дает доступ к своим данным клиентскому приложению по определенному URL. Далее разберем подробнее, начиная с базовых понятий.
Базовые понятия Rest API — HTTP-протокол и API
Application Programming Interface (API), или программный интерфейс приложения — это набор инструментов, который позволяет одним программам работать с другими. API предусматривает, что программы могут работать в том числе и на разных компьютерах. В этом случае требуется организовать интерфейс API так, чтобы ПО могло запрашивать функции друг друга через сеть.
Также API должно учитывать, что программы могут быть написаны на различных языках программирования и работать в разных операционных системах.
Бухгалтерское приложение для выставления счетов. Счета хранятся на сервере: мобильное приложение обращается к нему через API и показывает на экране то, что нужно.
REST API позволяет использовать для общения между программами протокол HTTP (зашифрованная версия — HTTPS), с помощью которого мы получаем и отправляем большую часть информации в интернете.
HTTP довольно прост. Посмотрим на его работу на примере. Допустим, есть адрес http://website.com/something. Он состоит из двух частей: первая — это адрес сайта или сервера, то есть http://website.com. Вторая — адрес ресурса на удаленном сервере, в данном примере — /something.
Вбивая в адресную строку URL-адрес http://website.com/something, мы на самом деле идем на сервер website.com и запрашиваем ресурс под названием /something. «Пойди вот туда, принеси мне вот то» — и есть HTTP-запрос.
Пример HTTP-запроса к серверу
Теперь представим, что по адресу website.com работает программа, к которой хочет обратиться другая программа. Чтобы программа понимала, какие именно функции нужны, используют различные адреса.
В бухгалтерском сервисе работа со счетами может быть представлена в API ресурсом /invoices. А банковские реквизиты — ресурсом /requisites. Названия ресурсов придумывают по правилам формирования URL в интернете.
Методы HTTP: основа работы REST API
Чтобы ресурс, который вы запрашиваете, выполнял нужные действия, используют разные способы обращения к нему. Например, если вы работаете со счетами с помощью ресурса /invoices, который мы придумали выше, то можете их просматривать, редактировать или удалять.
В API-системе четыре классических метода:
Таким образом, мы получаем четыре функции, которые одна программа может использовать при обращении к данным ресурса, в примере — это ресурс для работы со счетами /invoices.
Для чего используют REST API
Архитектура REST API — самое популярное решение для организации взаимодействия между различными программами. Так произошло, поскольку HTTP-протокол реализован во всех языках программирования и всех операционных системах, в отличие от проприетарных протоколов.
Чаще всего REST API применяют:
REST API: что это такое простыми словами, примеры запросов, варианты использования сервиса, методы
В этой статье мы разберем оболочку REST API, расскажем, что это такое простыми словами, как работает система.
Так называется способ взаимодействия и обмена данными сервера. Большинство крупных компаний разрабатывают этот интерфейс для внутреннего использования или для своих клиентов. Подобная технология способна обеспечить сообщение между двумя системами. Сейчас этот подход сумел вытеснить практически все остальные, включая дизайны, которые были основаны на SOAP.
Что такое REST API
Это английская аббревиатура, которая расшифровывается и переводится как передача состояния представления. Web-службы, которые пользуются системой Representational State Transfer, применяют термин RESTful. Отличие этого архитектурного стиля от других состоит в том, что у него нет единого стандарта, однако при этом допустимо использовать XML, HTTP, JSON и URL.
Representational State Transfer разработали еще в 2000 году, но с того момента он очень развился и сейчас стал одним из самых популярных, отодвинув на задний план аналогичные.
Чтобы объяснить суть Restful API для чайников, можно представить калькулятор на любом компьютере. Когда мы нажимаем на кнопки, желая получить расчеты, также начинают действовать и скрытые функции, которые в итоге и помогают получить результат. А когда сервис получает ответ, он выводит его на экран в виде готовой цифры в графическом интерфейсе.
Здесь архитектура работает аналогичным образом. При нажатии на кнопку выполняются разные операции по обработке и передаче информации. Они могут не просто получать данные из одной сети, а способны вызывать и обращаться к удаленным серверам, чтобы взять нужное у них.
В качестве примера стоит привести кнопку Facebook, которая умеет задействовать соцсеть, или видео на Youtube, его тоже запускает веб-версия API.
Как работает
В первую очередь стоит разобраться, как действует подход:
Суть работы алгоритма заключается в паре действий, в зависимости от типа запроса. От работы сервера зависит функционал и способности архитектуры. Есть 4 основных вида в отношении информации:
В качестве пакета обычно отправляется JSON массив на указанный конкретный URL. Там срабатывает так называемая функция, а в зависимости от уже отправленных данных и текущего запроса начинается определенное действие. При этом не имеет значения, с какого устройства выслана информация — мобильное приложение или браузер компьютера.
Что такое API
По сути, это интерфейс программирования, который обладает следующими признаками:
Таким образом, это своеобразная созданная человеком архитектура, которая разработана с помощью ограничений и расширений. Если их использовать, то мы получаем стиль, который оптимизирован под заданные цели.
В его задачи входит представлять состояние передачи:
Протокол по типу концентрированного REST API, работающий по HTTP равно качественным веб-сервисам
Речь идет о веб-приложении, которое представляет ресурсы, включающие в себя разные интерфейсы, в формате, подходящем для других компьютеров.
Те варианты, которые применяются для транслирования, тоже можно учитывать как «веб-сервисы». Клиент, который пользуется этим, способен запросить все что угодно, а сервер ему отвечает и предоставляет результаты. При этом задействуется любой удобный язык программирования или подходящие платформы.
Это вообще лучшая часть всего созданного в компьютерном мире. Так как подобные веб-сервисы не зависят от языков, то могут совмещаться с самыми разными системами. Когда API документируется, то неважно, чем пользовались разработчики при его создании — Ruby это был, Java или Python или что-то принципиально другое. Все запросы высылаются через один и тот же HTTP, решения приходят таким же способом.
Дело в том, что этот протокол используется именно для реализации передачи, это своеобразный шаблон. Сервер способен говорить на любом языке программирования, информацию он анализирует по-своему, при этом сам не находится в зависимости от них, поэтому приходящая и уходящая информация схожа.
SOAP стоит отнести к предкам интерфейсов по типу REST API
Еще перед тем, как прикладное программирование нового поколения стало популярным и везде используемым, у него был аналог — SOAP. Он был максимально распространен. А чтобы понять разницу между этим интерфейсами, стоит разобраться в истоках.
SOAP — это протокол, который работает по заранее определенному стандарту. Ему для работы требуется XML, это определит формат, в котором будут отражаться входящие и исходящие запросы. Так как это стандартная вещь, подвид можно определить, если использовать файл WSDL — он помогает расшифровывать язык, на котором пишут веб-службы. Он определяет, есть ли атрибуты или какие-то расширенные элементы в передающихся сообщениях. Это машиночитаемая часть функционирования сети, поэтому пользуются им только сервера, которые действуют и общаются, чтобы облегчить связь.
Все сообщения внутри SOAP собираются в своеобразные «конвертики», в которых есть заголовок и основное тело. Все это «пакуется» при помощи заранее сформированной схемы по принципу XML.
Основная проблема этой системы в том, что формат, который используется для передачи, излишне тяжелый. Это вызывает серьезные проблемы в выполняемых сценариях на мобильных устройствах, задерживает загрузку, делает слишком медленной обработку. Там, где пропускная способность очень важна, эту схему использовать нецелесообразно. Это одна из причин, по которой был придуман и создан rest-сервис.
REST, что же ты такое? Понятное введение в технологию для ИТ-аналитиков
Мы подготовили статью Андрея Буракова на основе его вебинара на нашем YouTube-канале:
Проектирование и работа с REST-сервисами стали повседневными задачами для многих аналитиков. Однако мы часто встречаемся на работе с различными или даже противоречащими друг другу трактовками таких понятий, как REST, RESTful-сервис, RESTAPI.
Сегодня мы разберём, какие принципы вложил в парадигму REST её автор и как они могут помочь нам при проектировании систем.
Выясним, почему существует терминологическая путаница вокруг REST и как нам научиться лучше понимать коллег.
Поговорим о том, как связаны HTTP и REST. А также почему REST противопоставляют SOAP.
Терминология
Формат представления данных
Давайте представим, что я живу в девятнадцатом веке и хочу отправить письмо своему клиенту, который заинтересован в покраске своего автомобиля. Разумеется, я должен написать в письме про то, какие цвета для покраски автомобиля имеются в автосалоне.
Перед тем, как отправить письмо, я беру лист бумаги и пишу клиенту, что в автосалоне сейчас доступны цвета: синий, зелёный, красный, белый, чёрный.
Но я мог бы написать это и на английском: blue, green, red, white, black.
Выходит, что одна и та же информация может быть представлена разными способами. И такой способ представления одной и той же информации разными способами будем называть форматом представления данных.
Plain text — это обычный текст, который я использовал при написании письма;
XML — язык разметки информации;
JSON — текстовый формат обмена данными;
Binary — бинарный формат.
Давайте запомним из этой части статьи что XML и JSON — это форматы представления данных.
Протокол передачи данных
Я написал письмо и теперь хочу его отправить. Что мне нужно для этого сделать? Как правило, я кладу письмо в конверт. В нашем случае таким конвертом будет такое понятие, как протокол передачи данных.
Протокол передачи данных — это набор соглашений, которые определяют обмен данными между различными программами. Эти соглашения задают единообразный способ передачи сообщений и обработки ошибок.
Аналогия протокола передачи данных с письмом в конверте
Если продолжать рассматривать аналогию с письмом, то стоит обратить, что:
1. конверт имеет структуру;
2. я наклеиваю на конверт марки, указываю определённую информацию: от кого письмо, куда я его отправляю, адрес и т.д.
Транспорт
Получил письмо в конверте, всё здорово! Но нужно его как-то отправить. Как мне его отправить? Я воспользуюсь услугами почты. Что для этого нужно сделать? Прийти на почту, отдать письмо. Затем его кто-то должен доставить, используя некоторый транспорт.
Транспорт — это подмножество сетевых протоколов, с помощью которых мы можем передавать данные по сети.
Такими протоколами могут быть, например: HTTP, AMQP, FTP.
Если продолжать аналогию с письмом, то почтовая служба может отправить это письмо с помощью голубя или, например, с помощью совы. Вроде бы, письмо одно и то же. Конверт (протокол) один и тот же, формат данных один и тот же, но, обратите внимание — транспорт разный.
Протокол HTTP
HyperText Transfer Protocol (HTTP) — это протокол передачи данных. Изначально для передачи данных в виде гипертекстовых документов в формате HTML, сегодня — для передачи произвольных данных.
Этот протокол имеет две особенности, которые должны учитывать все, кто работает с этим протоколом: ресурсы и HTTP-глаголы.
Ресурсы
Чтобы разобраться с понятием ресурса, давайте представим, что у нас имеется некоторая ссылка: http://webinar.ru/schedule/speech.
Это как раз и есть тот самый URL, который мы используем поверх HTTP. Рассмотрим, из чего состоит эта ссылка:
А вот как нам работать с этими объектами, нам говорят HTTP-глаголы (методы).
HTTP-глаголы
HTTP-глаголы — это элемент протокола HTTP, который используется в каждом запросе, чтобы указать, какое действие нужно выполнить над данным ресурсом.
GET/schedule/speech/id413 — получить информацию об объекте
Здесь мы видим некоторый объект (ресурс) с конкретным идентификатором с номером 413. Я могу использовать HTTP-глагол GET для, того чтобы получить информацию о выступлении 413.
Я могу воспользоваться каким-либо другим HTTP-глаголом, если мне необходимо выполнить какие-либо другие действия.
PUT/schedule/speech/id413 — создать или перезаписать объект
Или удалить объект:
Главное здесь то, что мы рассматриваем некоторые объекты (ресурсы) и совершаем над ними некоторые действия, которые определены в протоколе списком HTTP-методов: GET, PUT, POST, DELETE и т.д.
Что такое REST?
Какое же определение в понятие REST заложил его основатель Рой Филдинг?
Representational State Transfer — это архитектурный стиль взаимодействия компонентов распределённого приложения в сети. Архитектурный стиль – это набор согласованных ограничений и принципов проектирования, позволяющий добиться определённых свойств системы.
Но зачем нам REST? Зачем нам этот стиль? Что нам даст применение принципов REST?
Если мы обратимся опять же к первоисточнику — к работе Филдинга, то мы выясним, что назначение REST в том, чтобы придать проектируемой системе такие свойства как:
Гибкость к изменениям,
Это наиболее ценные свойства, с которыми встречается, например, аналитик при проектировании систем. В действительности их намного больше. Если внимательно посмотреть на эти свойства, то мы увидим ни что иное, как нефункциональные требования к системе, которых мы на своих проектах стремимся достичь.
Принципы REST
Каким образом REST может помочь нам достичь этих свойств и реализовать эти нефункциональные требования?
Чтобы это понять, давайте рассмотри 6 принципов REST — ограничений, которые и помогают нам добиться этих нефункциональных требований.
6 принципов REST:
Далее мы рассмотрим эти шесть принципов поподробнее.
Принцип 1. Клиент-серверная архитектура
Сама концепция клиент-серверной архитектуры заключается в разделении некоторых зон ответственности: в разделении функций клиента и сервера. Что это означает?
Например, мы разделяем нашу систему так, что клиент (допустим, это мобильное приложение) реализует только функциональное взаимодействие с сервером. При этом сервер реализует в себе логику хранения данных, сложные взаимодействия со смежными системами и т.д.
Что мы этим добиваемся и как могло бы быть иначе? Давайте представим, что клиент и сервер у нас объединены. Тогда, если мы говорим о мобильном приложении, каждое мобильное приложение каждого клиента должно было бы быть абсолютно самодостаточной единицей. И тогда, поскольку у нас единого сервера нет для получения/отправки информации, у нас получилась бы какая-то сеть единообразных компонентов – например, мобильные приложения общались бы друг с другом – такая распределённая сеть равноценных узлов.
Такие системы в реальной жизни есть и можно найти их примеры. Например, в блокчейне. Тем не менее, в случае с REST мы говорим о том, что разделяем ответственность. Например, отображение информации, её обработку и хранение.
Клиент-серверная архитектура
Также сервер может иметь базу данных (см. рисунок ниже). В данном случае надо понимать, что пара «сервер и БД» тоже будет парой «клиент-сервер». Только в данном случае сервером будет БД, а сам сервер — клиентом.
Трёхзвенная архитектура
Что дает клиент-серверная архитектура и зачем она нужна?
Во-первых, клиент-серверная архитектура дает нам определённую масштабируемость: есть сервер, есть единая точка обработки запросов. При необходимости выдерживать большую нагрузку мы можем поставить несколько серверов. Также к нему можно подключать достаточно большое количество клиентов (сколько сможет выдержать). Таким образом, клиент-серверная архитектура позволяет добиться масштабируемости.
Во-вторых, REST даёт определённую простоту поддержки. Если мы хотим изменить логику обработки информации на сервере, то выполним эти изменения на сервере. В данном случае мы можем и не менять каждого клиента, как если бы они были абсолютно равноценной сетью.
Конечно, есть и минусы. В случае с клиент-серверной архитектурой мы понимаем, что у нас есть единая точка отказа в виде сервера. Если отказал сервер и у нас нет дополнительных инстансов, то для нас это будет означать неработоспособность системы.
Также потенциально может увеличиться нагрузка, поскольку часть логики мы вынесли с клиента на сервер. Клиент будет совершать меньше каких-либо действий самостоятельно, соответственно, у нас возрастёт количество запросов между клиентом и сервером.
Принцип 2. Stateless
Принцип заключается в том, что сервер не должен хранить у себя информацию о сессии с клиентом. Он должен в каждом запросе получать всю информацию для обработки.
Пример реализации принципа Stateless. Запрос погоды на 20.06 в Москве
Представим, что у нас есть некоторый сервис прогноза погоды, в котором уже реализована клиент-серверная архитектура, и мы хотим получить сообщение о прогнозе погоды на завтра.
Что мы делаем в случае, если мы работаем с Stateless? Мы отправляем запрос «Какая погода?», отправляем место, где хотим погоду узнать, и дату. Соответственно, прогноз погоды отвечает нам — «Будет жарко».
Если я захочу узнать, какая будет погода через день, то опять укажу место, где хочу узнать погоду, укажу другую дату. Сервер получит этот запрос, обработает и сообщит мне, что там уже будет очень жарко.
Пример реализации принципа Stateless. Запрос погоды на 21.06 в Москве
Рассмотрим ситуацию: что было бы, если бы у нас не было Stateless? В таком случае у нас бы был Stateful. В этом случае сервер хранит информацию о предыдущих обращениях клиента, хранит информацию о сессии, какую-то часть контекста взаимодействия с клиентом. А затем может использовать эту информацию при обработке следующих запросов.
Приведём пример на рисунке:
Пример реализации принципа Stateful
Я всё так же хочу узнать, какая погода будет завтра: отправляю запрос, сервер его обрабатывает, формирует ответ и, помимо того, что он возвращает ответ клиентам, он еще сохраняет какую-то информацию (часть или всю) о том, какой запрос он получил. В случае, если я захочу узнать, какая погода будет через день, я могу сделать такой вызов: «А завтра?». Не сообщая ничего о месте и о дате.
В этом случае у сервера хранится некоторый контекст. Он понимает, что я у него спрашиваю про 21-е число и могу дать ответ на основе информации, хранимой у него в БД или в кэше. Один из примеров, где можно встретить подход Stateful в жизни — это работа с FTP-сервером.
Вернёмся к Statless-подходу. Почему в REST-архитектуре мы должны использовать именно Statless-подход?
Какие он даёт плюсы?
Уменьшение времени обработки запроса,
Возможность использовать кэширование.
В первую очередь, это масштабирование сервера. Если каждый запрос содержит в себе абсолютно весь контекст, необходимый для обработки, то можно, например, клонировать сервер-обработчик: вместо одного поставить десять таких. Мне будет абсолютно неважно, в какой из этих клонов придёт запрос. Если бы они хранили состояние, то либо должны были синхронизироваться, либо мне нужно было бы умело направлять запрос в нужное место.
Помимо этого, появляется простота поддержки. Каждый раз я вижу в логах, какое сообщение приходило от клиента, какой ответ он получал. Мне не нужно дополнительно узнавать о том, какое состояние хранил сервер.
Также подход Stateless позволяет использовать кэширование.
Какие проблемы может создать Stateless-подход?
Усложнение логики клиента (именно на стороне клиента нам нужно хранить всю информацию о состоянии, о допустимых действиях, о недопустимых действиях и подобных вещах).
Увеличение нагрузки на сеть (каждый раз мы передаём всю информацию, весь контекст. Таким образом, больше информации гоняем по сети).
Принцип 3. Кэширование
В оригинале этот принцип говорит нам о том, что каждый ответ сервера должен иметь пометку, можно ли его кэшировать.
Что такое кэширование?
Представим, что у нас всё так же есть сервис по прогнозу погоды, есть клиент, с которым взаимодействуют. Сам по себе этот сервис погоду не определяет. Погоду определяет метеостанция, с которой он связывается с помощью специальных удалённых вызовов. Что происходит, когда мы используем кэширование?
Например, клиент обратился к серверу с запросом «Хочу узнать погоду». Что делает сервер?
Если мы его только запустили и используем кэширование или если мы не используем кэширование вообще — сервер обратится к метеостанции, а она вернёт ему ответ. Перед тем, как сервер ответит клиенту, он должен сохранить эту информацию в кэше. И только потом вернуть ответ. Для чего?
Когда клиент в следующий раз отправит ровно такой же запрос, сервер сможет не обращаться к метеостанции. Он сможет извлечь прогноз из кэша и вернуть ответ клиенту.
Пример реализации архитектуры с использованием кэширования
Чего мы добились? Мы убрали одну часть взаимодействия между сервером и метеостанцией. Зачем нам это нужно? Это нужно и полезно, если у сервера часто запрашивают одинаковую информацию. Например, кэширование активно используется на новостных сайтах или в соцсетях (на веб-ресурсах, к которым происходит много обращений).
Какие у кэширования плюсы?
Уменьшение количества сетевых взаимодействий.
Уменьшение нагрузки на системы (не грузим их дополнительными запросами).
В каких-то случаях одинаковых обращений будет не так много. Тогда кэширование использовать нет смысла.
При этом важно понимать, что кэширование — это совсем не простая штука. Она бывает достаточно сложна и нетривиальна в реализации.
Также мы должны учитывать, что если отдаём какие-то данные, которые сохранили раньше, то важно помнить, что эти данные могли уже устареть.
В каких-то случаях это может быть приемлемо, но в каких-то случаях — абсолютно недопустимо. Соответственно, стоит ли использовать кэширование — всегда нужно обдумывать на конкретном примере.
Принцип 4. Единообразие интерфейса. HATEOAS
Hypermedia as the Engine of Application State (HATEOAS) — одно из ограничений REST, согласно которому сервер возвращает не только ресурс, но и его связи с другими ресурсами и действия, которые можно с ним совершить.
Рассмотрим пример. Возьмём HTTP-запрос, в котором я хочу получить определенный ресурс:
Пример запроса ресурса
Здесь мы используем HTTP-глагол GET, то есть хотим получить ресурс. Обращаемся к некоторому счёту с номером 12345.
Если бы мы не использовали подход HATEOAS, то получили бы примерно такой XML-ответ:
Пример ответа без использования принципа HATEOAS
Здесь указан номер счёта, баланс и валюта.
Что же предлагает HATEOAS? Если бы мы с учётом этого ограничения выполняли бы этот запрос, то в ответе получим не только информацию об этом объекте, но и все те действия, которые мы можем с ним совершить. И, если бы у него были бы какие-то важные связанные объекты, мы получили бы ещё и ссылки на них.
Пример ответа с использованием принципа HATEOAS
Получая такие ответы, клиент самостоятельно понимает, какие конкретные действия он может совершать над этим объектом и какую ещё информацию о связанных объектах он может получить. Мы даём клиентскому приложению намного больше информации и свободы действий. Логика клиента становится более гибкой, но при этом и более сложной.
Главный плюс этого подхода — клиент становится очень гибким в плане изменений на сервере с точки зрения изменения допустимых действий, изменения модели данных и т.д.
В качестве обратной стороны медали мы получаем сильное усложнение логики, в первую очередь, клиента. Это может потянуть за собой и усложнение логики на сервере, потому что такие ответы нужно правильно формировать. Фактически ответственность за действия, которые совершает клиент, мы передаём на его же сторону. Мы ослабляем контроль валидности совершаемых операций на стороне сервера.
Принцип 5. Layered system (слоистая архитектура)
В предыдущих схемах мы рассматривали сторону клиента и сторону сервера, но не думали, что между ними могут быть посредники.
В реальной жизни между ними могут быть, к примеру, proxy-сервера, роутеры, балансировщики — все, что угодно. И то, по какому пути запрос проходит от клиента до сервера, мы часто не можем знать.
Концепция слоистой архитектуры заключается в том, что ни клиент, ни сервер не должны знать о том, как происходит цепочка вызовов дальше своих прямых соседей.
Модель слоистой архитектуры
Знания балансировщика в этой схеме об участниках конкретно этой цепочки вызовов должны заканчиваться proxy-сервером слева и сервером справа. О клиенте он уже ничего не знает.
Если изменяется поведение proxy-сервера (балансировщика, роутера или чего-то ещё), это не должно повлечь изменения для клиентского приложения или для сервера. Помещая их в эту цепочку вызовов, мы не должны замечать никакой разницы. Это позволяет нам изменять общую архитектуру без доработок на стороне клиента или сервера.
Увеличение нагрузки на сеть (больше участников и больше вызовов, чем если бы мы шли один раз от клиента до сервера напрямую).
Увеличение времени получения ответа (из-за появления дополнительных участников).
Принцип 6. Code on done (код по требованию)
Идея передачи некоторого исполняемого кода (по сути какой-то программы) от сервера клиенту.
Модель архитектуры, реализующей принцип «Код по запросу»
Представьте, что клиент — это, например, обычный браузер. Клиент отправляет некоторый запрос и ждёт ответа — страницу с определённым интерактивом (например, должен появляться фейерверк в том месте, где пользователь кликает кнопкой мышки). Это всё может быть реализовано на стороне клиента.
Либо клиент, запрашивая данную страницу приветствия, получит в ответ от сервера не просто HTML-код для отображения, а ещё программу, которую он сам и исполнит. Получается, что сервер передаёт исходный код клиенту, а тот его выполняет.
Что мы за счёт этого получаем? Отчасти, это схоже с принципом HATEOAS. Мы позволяем клиенту стать гибче. Если мы захотим изменить цвет фейерверка, то нам не нужно вносить изменений на клиенте — мы можем сделать это на сервере, а затем передавать клиенту. Пример такого языка — javascript.
Насколько же сходятся идеи, которые вложил Рэй Филдинг в концепцию REST, с восприятием REST аналитиками?
Давайте рассмотрим наиболее частые заблуждения, которые вы можете встретить относительно концепции REST.
1. Ограничения REST опциональны (необязательны)
С точки зрения создателя этой концепции существует ровно одно необязательное ограничение — код по требованию. Все остальные ограничения должны выполняться. Если одно из них не выполняется — это уже не REST-подход.
2. REST — протокол передачи данных
REST — это не протокол передачи данных. Он не определяет правила о том, как мы должны передавать запросы, какая у них должна быть структура, что мы должны возвращать в ошибках. Единственное, что косвенно можно было бы приписать — это указание на то, что каждый ответ сервера должен содержать информацию о том, можно ли его кэшировать.
Но, в целом, REST — это концепция, парадигма, но не протокол. В отличие от HTTP, который действительно является протоколом.
3. REST — это всегда HTTP
С одной стороны, ни один из архитектурных принципов REST не говорит нам о том, какой транспорт мы должны использовать — HTTP или очереди.
Но при этом в жизни очень часто встречаются люди, для которых REST и HTTP — это аксиома.
Поэтому, если сказать человеку, что REST — это необязательно HTTP, то вас могут посчитать сумасшедшими.
Почему же все считают, что REST — это HTTP? Здесь нужно сделать ремарку, что одним из главных авторов протокола HTTP — это Рэй Филдинг, автор концепции REST. Рэй Филдинг стремился спроектировать HTTP так, чтобы с помощью него концепцию REST было максимально удобно реализовывать.
4. REST — это обязательно JSON
Почему так сложилось? Главная причина в том, что какое-то время назад сервисы вида JSON over HTTP стали противопоставлять SOAP. JSON одновременно стал популярным и стал антагонистом XML, как SOAP подходу. JSON использовался, потому что это не SOAP.
Модель зрелости REST-сервисов
Ричардсон выделил уровни зрелости REST-сервисов. Выделение происходило исходя из подхода, что REST — это, с точки зрения протокола, всё-таки HTTP. Соответственно, он спроектировал модель, по которой можно понять: насколько сервис REST или не REST.
Уровень 0
В первую очередь, он выделил нулевой уровень. К нему относятся любые сервисы, которые в качестве транспорта используют HTTP и какой-то формат представления данных. Например, когда мы говорим про JSON over HTTP – мы говорим про нулевой уровень.
Если более наглядно «пощупать ручками» с точки зрения использования протокола HTTP, то можно представить, что мы выставляем некоторый API. Мы начинаем с того, что объявляем единый путь для отправки команд и всегда используем один и тот же HTTP-глагол для совершения абсолютно любых действий с любыми объектами. Например: создай вебинар, запиши вебинар, удали вебинар и т.д. То есть мы всегда используем один и тот же URL и всегда используем один и тот же HTTP-метод, обычно POST.
Как один из примеров:
Пример 0-го уровня соответствия REST
Уровень 1
Следующий уровень — первый. Мы уже научились использовать разные ресурсы и делаем это не по одному URL. Но при этом всё ещё игнорируем HTTP-глаголы.
Мы просто разделяем явно наши объекты, как некоторые ресурсы. Например: спикер, курс, вебинар. Но, независимо от того, что мы хотим сделать — удалить, создать, редактировать, мы всё равно используем один и тот же HTTP-глагол POST.
Пример 1-го уровня соответствия REST
Уровень 2
Второй уровень — это когда мы начинаем правильно с точки зрения спецификации HTTP-протокола использовать HTTP-глаголы.
Например, если есть спикер, то, чтобы создать спикера и получить информацию о нём, я использую соответствующий глагол: GET, POST. Когда хочу создать или удалить спикера — я использую глаголы: PUT, DELETE.
По сути, второй уровень зрелости — это то, что чаще всего называют REST.
Надо понимать, что, с точки зрения изначальной концепции, если мы дошли до второго уровня зрелости, то это еще не означает, что мы спроектировали REST-систему/ REST-сервис. Но в очень распространённом понимании соответствие 2-ому уровню часто называют RESTfull сервисом.
RESTfull-сервис — это такой сервис, который спроектирован с учётом REST-ограничений. Хотя, в целом, правильнее сервис такого уровня зрелости называть HTTP-сервисом или HTTP-API, нежели REST-API.
Пример 2-го уровня соответствия REST
Уровень 3
Третий уровень зрелости — это уровень, в котором мы начинаем использовать концепцию HATEOAS. Когда мы передаём информацию, ресурсы, мы сообщаем потребителям (клиентам) о том, какие ещё действия необходимо совершить ресурсу, а также связи с другими ресурсами.
Пример 3-го уровня соответствия REST
Выводы, которые мы можем сделать из модели зрелости
Итак, как нам эта модель может помочь понять то, что наши коллеги называют RESTом в каждой отдельно взятой компании? REST у вас или не REST?
Первая распространенная трактовка термина REST — всё, что передаётся в виде JSON поверх HTTP.
Вторая, не менее популярная версия, REST — это сервис второго уровня зрелости, то есть HTTP-API, составленное в соответствии со спецификацией HTTP-протокола. Если мы правильно выделяем ресурсы, правильно используем HTTP-глаголы, а также выполняем некоторые требования HTTP-протокола, то у нас REST.
Что называют RESTом?
Подведём итоги
Во-первых, у каждого свой REST. Мнения о том, что такое REST, часто разнятся. Когда мы работаем с новыми проектами, новыми коллегами или специалистами, очень важно понять, что именно ваш коллега называет RESTом. Это полезно для того, чтобы на одном из этапов проектирования или разработки не оказалось, что мы половину проекта говорили о разных вещах.
Во-вторых, принципы REST мы часто применяем в жизни. Они очень полезны для осмысления. Кэширование, STATELESS и STATEFUL, клиент-серверная модель или код по требованию — это те вещи, которые аналитику полезно знать для понимания.
Третье — это то, что парадигма REST помогает нам выявить и определить важнейшие свойства архитектуры — масштабируемость, производительность и т.д.
1. Способы описания API
2. Инструменты для тестирования API