使用这些基本 REST API 最佳实践构建出色的 API
说到 REST API 最佳实践，很难理解什么是重要的，什么是不重要的。这意味着开发人员在应用最佳实践构建出色的 API 时需要即时、适用的指导。本文将深入探讨优化 REST API 设计的技术，以提高清晰度、稳定性和速度。了解如何通过战略性端点设计、明智的 HTTP 方法使用和对安全性的细致关注来彻底改变您的 API。本指南是您构建开发人员喜爱且您可以高效维护的 Web 服务的简明路线图。
简而言之，以下是我们将在博客中介绍的一些关键要点：
- REST API 设计需要使用基于名词的复数资源名称和受限的嵌套级别进行精确的端点命名，以便清晰轻松地导航，以及正确使用 HTTP 方法进行 CRUD 操作和使用适当的状态代码进行通信和错误处理。
- 安全措施，包括强大的身份验证和授权策略、数据加密和 SSL/TLS 实施，对于保护 REST API 免受威胁和确保数据完整性至关重要。
- 为了优化性能和可用性，REST API 应该结合有效的缓存、速率限制、包含版本最佳实践和实际用例的详细文档，以及 SDK、库和测试环境等客户端资源。
现在，让我们开始了解如何接入您的 RESTful API 设计并将您的 API 提升到一个新的水平。
设计 REST API 端点名称
在 REST API 领域，端点的设计可以决定 API 的成功与否。REST API 设计的可扩展性、可靠性和灵活性始于确保端点命名清晰简洁。想象一下，作为一名开发人员，您必须在令人困惑且不一致的端点名称迷宫中导航。令人沮丧，对吧？因此，增强 API 设计和开发人员体验的基础始于使用精确的命名约定和正确的 HTTP 方法来实现端点的功能。让我们深入研究一些可在这方面应用的最佳实践。
名词优先于动词
在设计 API 端点时，在 URI 中使用名词而不是动词会产生很大的不同。为什么？因为名词指定资源并与资源和集合的概念相一致，为开发人员与 API 交互提供了清晰的结构。另一方面，动词可能会导致端点列表很长且不一致，从而使您的 API 设计变得复杂且违反直觉。
例子：
- 基于动词的端点： /api/getBooks或/api/createBook
- 基于名词的端点：相反，使用/api/books检索书籍，并向/api/books发送 POST来创建新书籍。这种方法清楚地表明操作是在“书籍”资源上进行的，符合 REST 原则。
复数资源名称
在我们讨论资源名称时，值得讨论一下复数资源名称的重要性。复数 REST API 资源名称明确了端点可以返回实体集合。这种简单的做法可以让您的 API 用户避免不必要的困惑。
例子：
- 单一资源名称： /api/book可能暗示它处理一本书，这可能会产生误导。
- 复数资源名称： /api/books清楚地表明该端点旨在返回多本书籍或将书籍作为一个集合进行管理，从而增强清晰度。
嵌套关系资源
API 设计的另一个重要方面是嵌套资源以反映实体之间的关系。在 REST API 中，嵌套应反映实体之间的自然层次结构和关系，帮助用户理解不同端点之间的关系。但是，重要的是将这种嵌套限制在一个级别，以提高清晰度并避免复杂性。
例子：
- 没有嵌套：拥有像/api/books和/api/authors这样的单独端点可能无法清楚地显示书籍与其作者之间的关系。
- 嵌套： /api/authors/123/books表示您正在访问与 ID 为 123 的作者相关的图书。这种嵌套结构清楚地显示了作者与其图书之间的关系，让 API 用户更容易理解如何访问相关资源。不过，请记住尽可能将嵌套保持在一层，以保持简单性并避免端点路径过于复杂。
利用 HTTP 方法和状态代码
利用 HTTP 方法和状态代码与准确命名端点同样重要。RESTful API 中使用 HTTP 方法对资源执行操作，每种方法代表特定的 CRUD 操作。此外，HTTP 响应代码为客户端提供了有价值的信息，表明其请求的状态，无论是成功还是收到客户端或服务器端错误。
通过正确使用这些工具，API 开发人员可以增强 API 的一致性和易用性。
使用 HTTP 方法的 CRUD 操作
REST API 中用于 CRUD 操作的主要 HTTP 方法是：
- POST：用于创建新资源
- GET：用于检索资源的表述
- PUT：用于更新或创建资源
- DELETE：用于删除资源
这些方法可确保您的 API 功能在 HTTP 请求方法中指定。回顾我们关于命名的观点，使用正确的方法可以消除端点名称中动词的需要。
HTTP 状态代码的正确使用
HTTP 状态代码不仅仅是数字；它们对于传达 REST API 调用的结果至关重要。为了改进错误处理，API 应使用适当的 HTTP 状态代码来通知客户端其请求是成功还是失败。例如，状态代码200 - Success表示请求已成功，而400 - Bad Request状态代码表示基于客户端的错误。
与用户有效沟通其请求的结果可以改善开发人员使用 API 时的整体体验。这凸显了使用适当的状态代码可以带来的好处。
使用状态代码进行错误处理
除了作为沟通工具之外，状态代码对于 REST API 中的错误处理也至关重要。使用适当的状态代码提供详细的错误响应是与用户沟通其请求结果的有效方法。例如，400-499 范围内的状态代码可以告知客户端有关无效请求、身份验证失败和权限问题等问题，而 500 状态代码表示一般服务器错误。
强大的错误处理功能可确保您的 API 即使在出现错误的情况下也能保持用户友好且易于导航。当使用状态代码进行错误处理时，开发人员用来使用 API 的许多框架和语言也会更有效地工作。
实现查询参数和分页
查询参数和分页是两个可以显著增强 Web API（尤其是 REST API）控制和可用性的功能。查询参数支持对 REST API 检索的数据集合进行过滤、排序和分页等操作。让我们进一步深入了解细节。
路径参数与查询参数
了解路径参数和查询参数之间的区别可以极大地增强您的 REST API 设计。虽然路径参数构成 URL 路径的一部分，但查询参数是可选的，用于创建更复杂或信息量更大的请求。例如，路径参数用于删除或更新特定资源等操作，而查询参数更适合对请求数据进行排序或过滤的请求。
路径参数：
- 用例：识别特定资源。
- 示例：要检索特定用户的个人资料，URL 可能类似于/api/users/123，其中123是表示用户 ID 的路径参数。
查询参数：
- 用例：过滤、排序或进一步细化请求。
- 示例：要按名称搜索用户并按其注册日期排序，URL 可能是/api/users?name=John&sortBy=registrationDate&order=asc。其中，name、sortBy和order是用于过滤和排序数据的查询参数。
使用查询参数进行过滤和排序
当您想要在 REST API 中过滤和排序请求的数据时，查询参数非常有用。它们可以按日期范围或类别等条件过滤数据，从而改善用户的数据检索。此外，通过指定排序的顺序和字段（例如升序或降序），查询参数可以方便地对数据进行排序。
过滤示例：
- 假设您有一个用于获取订单的 API 端点。要检索在特定日期范围内下达的订单，请求可能类似于/api/orders?startDate=2022-01-01&endDate=2022-01-31。此处，startDate和endDate是用于按下达日期筛选订单的查询参数。
排序示例：
- 要按价格降序排列这些订单，URL 可能是/api/orders?sortBy=price&order=desc。在这种情况下，sortBy指定要排序的字段（价格），order指定排序的方向（降序）。
这些实践的实施增强了用户对检索数据的控制，从而使您的 API 更加灵活和用户友好。
分页技术
处理大型数据集时，实施有效的分页技术至关重要。通过分页，客户端可以指定数据页的大小以及他们希望接收的数据集的起点，从而增强控制力和可用性。各种技术（包括基于页面、基于时间和基于光标的分页）都可以有效处理大型数据集并确保一致性。
基于页面的分页示例：
- 对于基于页面的分页，如果您要检索书籍列表的第三页，每页有 10 本书，则请求可能类似于/api/books?page=3&limit=10。其中，page表示页码，limit指定每页的项目数。
基于时间的分页示例：
- 要获取在特定时间戳之后发布的新闻文章，请求可以是/api/articles?publishedAfter=2022-07-01T00:00:00Z。虽然它不是传统的分页技术，但它类似于基于游标的分页，其中postedAfter充当时间游标。
基于游标的分页示例：
- 对于基于游标的分页，如果您要检索特定活动 ID 之后的下一组用户活动，则 URL 可能是/api/activities?cursor=abc123&limit=20。其中，cursor是上一次提取中最后一个活动的唯一标识符 (ID)，limit控制要返回的后续活动数量。
实施正确的分页技术可以保证 API 的效率和用户友好性，即使在处理大量数据时也是如此。
增强 API 安全性
在数据泄露日益普遍的世界中，增强 REST API 的安全性是绝对必要的。为了防范 API 威胁，除了加密和身份验证措施外，还必须拥有强大的授权。这包括实施 SSL（安全套接字层）等做法，以确保安全的数据传输并减少受到攻击的漏洞。
认证机制
身份验证机制对于验证与 API 交互的客户端的身份至关重要。这包括用户名/密码、OAuth 令牌和 JSON Web 令牌 (JWT) 等方法。有效实施这些机制可以增强 API 的安全性，并确保只有授权用户才能访问 API 的资源。
授权策略
除了身份验证之外，实施有效的授权策略对于管理 REST API 中的用户权限和访问权限至关重要。这包括基于角色的访问控制 (RBAC) 和基于属性的访问控制 (ABAC) 等做法，这些做法通过将权限分配给角色来简化访问权限的管理。实施这些策略有助于确保您的 API 和数据保持安全，并且只有正确的用户才能访问。
加密和安全数据传输
数据加密是 API 安全的另一个重要方面。使用 TLS 和 HTTPS，您可以加密传输中的数据并确保客户端和服务器之间的安全通信。更进一步说，敏感数据不仅应在传输过程中加密，还应在静止时加密。在两种情况下实施加密有助于防止未经授权的访问并防止数据泄露。
优化 API 性能
确保 REST API 的最佳性能对于实现无缝用户体验至关重要。这可以通过各种技术来实现，例如缓存、速率限制和节流。通过应用这些策略，即使在高负载下，您也可以提高 API 的性能和响应能力。
缓存策略
缓存是一种强大的技术，可以极大地提高 API 的性能。这涉及将缓存数据存储在服务器的 RAM 中，或使用服务器端缓存技术（如数据库查询和存储的计算）以便在后续请求中快速检索数据。有效的缓存策略有助于减少服务器负载并保持 API 的速度和效率。
速率限制和节流
速率限制和节流是防止过度使用和确保您的 API 在高负载下保持响应和可扩展性的重要措施。这些技术涉及限制客户端在一定时间内可以发出的请求数量，从而保护您的 API 免受资源耗尽和有针对性的 DDoS 攻击。实施速率限制和节流既是 API 性能的一部分，也是 API 安全性的一部分，可确保公平的使用政策并为所有用户保持高质量的服务。
监控和分析 API 性能
监控和分析 API 的性能对于保持其质量和可靠性至关重要。这涉及跟踪以下关键指标：
- 正常运行时间
- CPU 和内存使用情况
- API 消耗
- 响应时间
- 错误率
- 唯一 API 使用者
通过定期监控这些指标，您可以尽早发现并解决任何性能问题，确保您的 API 保持高效和可靠。
创建全面的 API 文档
许多人认为，API 的好坏取决于其文档。由于文档可以反映整体 API 体验，因此全面的 API 文档对于提高 API 的采用率和易用性至关重要。这包括提供清晰详细的 API 使用说明，以及维护有关更改和更新的最新信息。
API 文档的重要性
API 文档不仅仅是使用 API 的手册，它还是一种可以显著改善开发人员体验和提高用户采用率的工具。全面的 API 文档有助于通过网络效应提高人们对 API 的认识，满意的用户会推广 API。清晰且用户友好的文档可减少与支持相关的时间和成本，使您的 API 对开发人员更具吸引力。拥有准确显示用户如何构建请求以及响应结果的文档对于开发人员来说非常重要。
版本控制最佳实践
版本控制也是 API 管理的一个重要方面。它允许您管理 API 的更改并保持不同版本之间的兼容性。这可以通过多种方式完成：
- 将版本号合并到 URI 路径中
- 使用查询参数确定 API 版本
- 在 API 请求标头中发送特定的版本号。
采用版本控制最佳实践可确保 API 的可靠性和一致性，即使引入新功能或对现有功能进行更改。
客户端注意事项
虽然服务器端在 REST API 设计中起着至关重要的作用，但重要的是不要忽视客户端实现。这些应该专注于实际用例并提供沙盒等测试环境。
考虑客户端要求并提供适当的资源可确保您的 API 在服务器端稳健并在客户端上用户友好。
SDK 和库
SDK（软件开发工具包）和库是全面的工具包，可帮助开发人员完成应用程序开发过程的各个阶段，包括处理 HTTP/HTTPS 请求。它们提供了一定程度的抽象，隐藏了底层技术的复杂性，从而可以更轻松地集成到各种产品中。通过提供带有示例代码的全面 SDK 文档，您可以指导开发人员完成不同的实施场景，并缩短他们的学习曲线（与直接使用 API 相比）。
面向用例的文档
以用例为导向的文档是客户端考虑的另一个重要方面。这种类型的文档应强调 API 提供的好处和机会，提供展示它如何增强产品或简化开发人员工作流程的叙述。清晰详细的以用例为导向的文档可确保您的 API 功能强大、用户友好且易于理解。
示例代码和测试环境
提供示例代码和测试环境可以极大地提升开发人员的体验。示例代码可以指导开发人员完成不同的实施场景，并缩短他们的学习时间。同样，API 沙箱等测试环境允许同时进行测试和开发，从而加快开发周期。提供这些资源可以确保您的 API 不仅强大而高效，而且易于实施，因为端到端示例可以轻松理解并用作实施的基础。
避免常见的 API 设计错误
即使掌握了最佳实践，也难免会犯错。但是，了解最常见的 API 设计错误可以帮助您防止在自己的 API 设计中出现这些错误。这些错误包括命名约定不一致、错误处理不当以及忽视安全最佳实践。了解这些陷阱并努力避免它们可确保您的 API 保持稳健、安全和可靠。
命名约定不一致
命名约定不一致可能会导致使用 API 的开发人员产生困惑和沮丧的体验。在 REST API 端点中使用一致、清晰且直观的命名约定非常重要，以保持可预测性和易于集成。通过避免在 URI 中使用特殊字符、不安全的 ASCII 字符、文件扩展名和不适当的缩写，您可以确保您的 API 仍然易于使用和导航。
错误处理不佳
错误处理不当可能会导致 API 用户感到困惑和沮丧。当您的 API 出现以下情况时，可能会发生这种情况：
- 以非标准格式响应多个错误
- 忽略了详细的解释或用户友好的信息
- 返回不一致的 API 响应
强大的错误处理和清晰详细的错误消息确保您的 API 即使在出现错误的情况下仍然保持用户友好且易于导航。
忽视安全最佳实践
在 API 设计中忽视安全最佳实践可能会导致严重后果，包括数据泄露和未经授权访问 API 资源。如果您未能对 API 进行全面的风险评估或忽视在专用注册表中记录 API，则可能会发生这种情况。遵守安全最佳实践并维护 API 的最新记录（包括正确管理 API 密钥），可确保您的 API 保持安全可靠。
概括
正如我们所见，设计成功的 REST API 不仅仅涉及编写代码。从设计精确的端点和利用 HTTP 方法到实施有效的缓存策略和提供全面的文档，有无数的最佳实践需要考虑。通过遵守这些原则并避免常见的陷阱，您可以确保您的 REST API 不仅强大而高效，而且安全、用户友好且易于实施。
文章来源：Build Great APIs with These Essential REST API Best Practices
