1. REST简述

1. REST简述

REST（Representational State Transfer，表述性状态传递）是由RoyThomas Fielding博士在他的论文Architectural Styles and the Design of Network-based Software Architectures中提出的一个术语。REST本身只是为分布式超媒体系统设计的一种架构风格，而不是标准。基于Web的架构实际上就是各种规范的集合，比如HTTP是一种规范，客户端服务器模式是另一种规范。每当我们在原有规范的基础上增加新的规范时，就会形成新的架构。而REST正是这样一种架构，它结合了一系列规范，形成了一种新的基于Web的架构风格。 传统的Web应用大多是B/S架构，涉及如下规范。

（1）​​客户端-服务器​​​：这种规范的提出，改善了用户接口跨多个平台的可移植性，并且通过简化服务器组件，改善了系统的可伸缩性。最为关键的是通过分离用户接口和数据存储，使得不同的用户终端共享相同的数据成为可能。 （2）​​​无状态性​​：无状态性是在客户端-服务器规范的基础上添加的又一层规范，它要求通信必须在本质上是无状态的，即从客户端到服务器的每个request都必须包含理解该request必需的所有信息。这个规范改善了系统的可见性（无状态性使得客户端和服务器端不必保存对方的详细信息，服务器只需要处理当前的request，而不必了解所有request的历史）、可靠性（无状态性减少了服务器从局部错误中恢复的任务量）、可伸缩性（无状态性使得服务器端可以很容易释放资源，因为服务器端不必在多个request中保存状态）。同时，这种规范的缺点也是显而易见的，不能将状态数据保存在服务器上，导致增加了在一系列request中发送重复数据的开销，严重降低了效率。

（3）​​缓存​​：为了改善无状态性带来的网络的低效性，客户端缓存规范出现。缓存规范允许隐式或显式地标记一个response中的数据，赋予了客户端缓存response数据的功能，这样就可以为以后的request共用缓存的数据消除部分或全部交互，提高了网络效率。但是客户端缓存了信息，所以客户端数据与服务器数据不一致的可能性增加，从而降低了可靠性。B/S架构的优点是部署非常方便，在用户体验方面却不很理想。为了改善这种状况，REST规范出现。REST规范在原有B/S架构的基础上增加了三个新规范：统一接口、分层系统和按需代码。

（1）统一接口：REST架构风格的核心特征就是强调组件之间有一个统一的接口，表现为在REST世界里，网络上的所有事物都被抽象为资源，REST通过通用的链接器接口对资源进行操作。这样设计的好处是保证系统提供的服务都是解耦的，可极大简化系统，改善系统的交互性和可重用性。 （2）分层系统：分层系统规则的加入提高了各种层次之间的独立性，为整个系统的复杂性设置了边界，通过封装遗留的服务，使新的服务器免受遗留客户端的影响，也提高了系统的可伸缩性。 （3）按需代码：REST允许对客户端的功能进行扩展。比如，通过下载并执行applet或脚本形式的代码来扩展客户端的功能。但这在改善系统可扩展性的同时降低了可见性，所以它只是REST的一个可选约束。 REST架构是针对Web应用而设计的，其目的是为了降低开发的复杂性，提高系统的可伸缩性。REST提出了如下设计准则。 （1）网络上的所有事物都被抽象为资源（Resource）。 （2）每个资源都对应唯一的资源标识符（Resource Identifier）。 （3）通过通用的连接器接口（Generic Connector Interface）对资源 进行操作。 （4）对资源的各种操作都不会改变资源标识符。 （5）所有操作都是无状态的（Stateless）。

REST中的资源指的不是数据，而是数据和表现形式的组合，比如“最新访问的10位会员”和“最活跃的10位会员”在数据上可能有重叠或者完全相同，而它们由于表现形式不同，被归为不同的资源，这也就是为什么REST的全名是​​Representational State Transfer​​​。​​资源标识符​​​就是​​URI​​​（Uniform Resource Identifier），不管是图片、Word还是视频文件，甚至只是一种虚拟的服务，也不管是XML、TXT还是其他文件格 式，全部通过URI对资源进行唯一标识。REST是基于HTTP的，任何对资源的操作行为都通过HTTP来实现。以往的Web开发大多数用的是HTTP中的GET和POST方法，很少使用其他方法，这实际上是对HTTP的片面理解造成的。HTTP不仅仅是一个简单的运载数据的协议，还是一个具有丰富内涵的网络软件的协议，它不仅能对互联网资源进行唯一定位，还能告诉我们如何对该资源进行操作。HTTP把对一个资源的操作限制在4种方法（GET、POST、PUT和DELETE）中，这正是对资源​​​CRUD​​​操作的实现。由于资源和URI是一一对应的，在执行这些操作时URI没有变化，和以往的Web开发有很大的区别，所以极大地简化了Web开发，也使得URI可以被设计成能更直观地反映资源的结构。这种URI的设计被称作RESTful的URI，为开发人员引入了一种新的思维方式：通过URL来设计系统结构。当然，这种设计方式对于一些特定情况也是不适用的，也就是说不是所有URI都适用于RESTful。REST之所以可以提高系统的可伸缩性，就是因为它要求所有操作都是无状态的。没有了上下文（Context）的约束，做分布式和集群时就更为简单，也可以让系统更为有效地利用缓冲池（Pool），并且由于服务器端不需要记录客户端的一系列访问，也就减少了服务器端的性能损耗。 Kubernetes API也符合RESTful规范，下面对其进行介绍。

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