Spring Boot从零入门5_五脏俱全的RESTful Web Service构建

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Ethan
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    [TOC]

    1 前言

    这一节我们正式进入Spring Boot的WEB服务开发，在WEB服务中，不可缺少的我们需要去提供API出来，那么就少不了设计API，而当前流行的一套API设计风格就是REST API ,接下来我们会介绍什么是RESTful API以及它的特点和如何去设计。完成设计后，我们会使用Spring Boot + MVC架构去实现一个RESTful Web Service。本文的所有内容都是经过多方面考察和参考官方资料，本着严谨的态度为自己也为一起学习的同学们负责，由浅入深，层层展开，让自己有不一样的收获。一起加油吧！

    2 名词术语

    名词术语 释义
    RESTful RESTFUL是一种网络应用程序的设计风格和开发方式，是目前流行的 API 设计规范，用于 Web 数据接口的设计。通过使用事先定义好的接口与不同的服务联系起来，浏览器使用POST，DELETE，PUT和GET四种主要请求方式分别对指定的URL资源进行增删改查操作。因此，RESTful是通过URI实现对资源的管理及访问，具有扩展性强、结构清晰的特点。

    3 一分钟了解RESTful API

    RESTful 是目前流行的 API 设计规范，用于 Web 数据接口的设计。

    RESTful 对 URL 或者 API 的设计总的原则就是将所有操作对象都看作一个资源，操作这个(些)资源(名词)的方法通过 HTTP的方法类型(动词)去实现：

    # GET, HEAD, POST, PUT, PATCH, DELETE, OPTIONS, TRACE
GET：读取（Read）资源信息
POST：新建（Create）资源
PUT：更新（Update）资源
PATCH：更新（Update）资源，通常是部分更新
DELETE：删除（Delete）资源

    通过对于上述概念的理解，我们举一些常用示例来判断设计是否符合RESTful规范。

    POST /api/v1/users/login             # 否，具体分析见后面
POST /api/v1/users                   # 是，创建一个新用户
GET  /api/v1/users/:username         # 是，获取所有用户信息或者指定用户名的信息
DELETE /api/v1/users/:username       # 是，删除所有用户或者删除指定用户
GET /api/v1/getUserInfo              # 否，本身就是利用HTTP的方法做动词，无需另外添加

    更多的 RESTful API 示例可以参考主流网站的开发API，如码云(https://gitee.com/api/v5/swagger)

    特例讲述：用户登录和登出的 RESTful API 怎么设计呢？

    1. 登录(login)和登出(logout)是两个动作，本身也是两个动词，因此从表面上看我们是无法设计成RESTful API的

      • POST /api/v1/users/login body参数为username和password，这样既不安全也不是RESTful API
    2. 登录和登出本质上就是获取一个具有时间限定的会话(session)，其中保持这个会话的枢纽就是token，而REST中是没有session的，RESTful架构中的原则就是无状态，本身的释义就是状态转移。
    3. 实际在 API 上还有通过 OAuth 来实现授权操作

    因为，这里的结论就是登录登出仅作为URL设计，并不作为RESTful API设计。

    注意：一些HTTP方法，例如HEAD，GET，OPTIONS和TRACE被定义为安全的，这意味着它们仅用于信息获取，而没有更改服务器的状态。而POST、PUT、DELETE就不是定义为安全的，因为会更新信息状态。
    关于无状态：无状态意味着每个HTTP请求都是完全隔离的。客户端发出HTTP请求时，它包含服务器完成该请求所需的所有信息。服务器从不依赖先前请求中的信息。如果该信息很重要，则客户端将不得不在后续请求中再次发送该信息。无状态也带来了新功能。在负载平衡的服务器之间分发无状态应用程序更加容易。无状态应用程序也易于缓存。

    4 MVC/Model 2

    在MVC/Model 2 中， 将Web 应用划分为模型、视图与控制器三个部分：

    • 控制器（Controller）的职责，桥梁

      • 接受请求
      • 验证请求
      • 判断要转发请求给哪个模型
      • 判断要转发请求给哪个视图

    • 模型（Model）的职责

      • 保存应用程式状态
      • 执行应用程序业务逻辑（Business logic）

    • 视图（View）的职责

      • 提取模型状态
      • 执行呈现回应画面

    下图框架是Model2的结构。MVC框架有两个版本，一个是Model1，也就是MVC的第一个版本，它的视图中存在着大量的流程控制和代码开发，也就是控制器和视图还具有部分的耦合。

    那MVC/Model2跟我这一篇的讲述有什么关联呢？因为使用Spring Boot构建WEB应用依赖的就是spring-boot-starter-web，而这个依赖项里就是使用的spring-webmvc，采用MVC结构。接下来我们就讲述如何去创建WEB服务。分两部分来讲述，一部分就是只有控制器和视图的简单RESTful WEB Service，另一部分利用@Service Spring Boot应用中完整的呈现MVC结构。

    5 简单 RESTful Web Service 构建

    5.1 功能和API设计

    我们实现的功能就是对用户实现简单的管理，如查询，新增，删除，更新操作。设计的API如下：

    # 获取所有用户信息
GET /api/v1/users
# 新增一个用户
POST /api/v1/users
# 删除指定用户
DELETE /api/v1/users/{id}
# 更新指定用户信息
PUT /api/v1/users/{id}

    5.2 项目实现

    同样地，我们建立一个Spring Starter Project项目，将Spring Boot Starter Web依赖项添加到构建配置文件pom.xml(使用Marven构建)中：

    <dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
</dependency>

    添加用户属性类 User.java :

    package com.xiaobaiai;

public class User {
    private String id;
    private String name;

    public String getId() {
        return id;
    }

    public void setId(String id) {
        this.id = id;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
}

    添加控制器类 UserServiceController.java :

    package com.xiaobaiai;

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

import org.springframework.http.HttpStatus;
import org.springframework.http.ResponseEntity;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.PathVariable;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestBody;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMethod;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

@RestController
@RequestMapping("/api/v1")
public class UserServiceController {
    private static Map<String, User> userRepo = new HashMap<>();
    static {
        User ethan = new User();
        ethan.setId("1");
        ethan.setName("Ethan");
        userRepo.put(ethan.getId(), ethan);

        User xiaoming = new User();
        xiaoming.setId("2");
        xiaoming.setName("Xiaoming");
        userRepo.put(xiaoming.getId(), xiaoming);
    }

    @RequestMapping(value = "/users/{id}", method = RequestMethod.DELETE)
    public ResponseEntity<Object> delete(@PathVariable("id") String id) {
        userRepo.remove(id);
        return new ResponseEntity<>("User is deleted successsfully", HttpStatus.OK);
    }

    @RequestMapping(value = "/users/{id}", method = RequestMethod.PUT)
    public ResponseEntity<Object> updateProduct(@PathVariable("id") String id, @RequestBody User user) {
        userRepo.remove(id);
        user.setId(id);
        userRepo.put(id, user);
        return new ResponseEntity<>("User is updated successsfully", HttpStatus.OK);
    }

    @RequestMapping(value = "/users", method = RequestMethod.POST)
    public ResponseEntity<Object> createProduct(@RequestBody User user) {
        userRepo.put(user.getId(), user);
        return new ResponseEntity<>("User is created successfully", HttpStatus.CREATED);
    }

    @GetMapping(value = "/users")
    public ResponseEntity<Object> getProduct() {
        return new ResponseEntity<>(userRepo.values(), HttpStatus.OK);
    }
}

    添加应用类 Test05HelloworldApplication.java ：

    package com.xiaobaiai;

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;

@SpringBootApplication
public class Test05HelloworldApplication {

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(Test05HelloworldApplication.class, args);
    }

}

    5.3 编译测试

    编译启动，应用实际 RESTful API 有：

    # 获取所有用户信息
GET http://localhost:8080/api/v1/users
# 新增一个用户，参数通过body传递
POST http://localhost:8080/api/v1/users
# 更新一个用户信息
PUT http://localhost:8080/api/v1/users/{id}
# 删除指定用户
DELETE http://localhost:8080/api/v1/users/{id}

    利用POSTMAN可以测试接口的功能运转：

    5.4 代码分析

    在《Spring Boot从零入门3_创建Hello World及项目剖析》我们就分析过代码，我们这里还是回顾下，我们知道 @SpringBootApplication = @Configuration + @ComponentScan + @EnableAutoConfiguration，@ComponentScan扫描所有类Component，如Controller，Service，Repository。而@EnableAutoConfiguration将自动解析视图(views)，视图解析器(view resolvers)等。@RestController是Spring4之后加入的注解，原来在@Controller中返回json需要@ResponseBody来配合，如果直接用@RestController替代@Controller就不需要再配置@ResponseBody，默认返回json格式。@RequestMapping用来配置url映射，现在更多的也会直接用以Http Method直接关联的映射注解来定义，比如：GetMapping、PostMapping、DeleteMapping、PutMapping等，@RequestMapping可以映射到整个类或特定的处理方法上，通常，类级别的注解将特定的请求路径（或路径模式）映射到表单控制器上，其他方法级别的注解作用特定的HTTP请求方法。

    在控制器代码里，通过@RequestMapping将/api/v1映射到整个User控制器上，User控制器里具体的方法则由@RequestMapping作用到指定的HTTP请求方法上，即用户的增删查改。具体的@RequestMapping参数设置就不展开了，后面博文会专门讲述常用注解的作用和使用。

    6 五脏俱全的 RESTful WEB Service 构建

    6.1 工程实现

    上面的简单RESTful WEB Service构建，直接通过Controller去访问和操作数据的，对于MVC结构，显然缺少了Model专门来处理数据，对业务的逻辑处理隔离度也不够，简单的WEB服务需求缺少Model也是可以的，毕竟这样设计不是很复杂，不过业务大了，我们需要尽量降低业务逻辑与上层视图的耦合度，增加模块的可重用性。下面我们来实现MVC结构。

    首先我们创建一个业务操作接口 UserService.java 包括对用户的增删查改 ：

    package com.xiaobaiai;

import java.util.Collection;

public interface UserService {
    public abstract void createUser(User user);
    public abstract void updateUser(String id, User user);
    public abstract void deleteUser(String id);
    public abstract Collection<User> getUsers();
}

    通过@Service创建一个组件，用于在与@RestController类文件分开的不同层中编写业务逻辑，即对用户的增删查改的业务逻辑实现：

    package com.xiaobaiai;

import java.util.Collection;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

import org.springframework.stereotype.Service;

@Service
public class UserServiceImpl implements UserService {
    private static Map<String, User> userRepo = new HashMap<>();
    static {
        User ethan = new User();
        ethan.setId("1");
        ethan.setName("Ethan");
        userRepo.put(ethan.getId(), ethan);

        User xiaoming = new User();
        xiaoming.setId("2");
        xiaoming.setName("Xiaoming");
        userRepo.put(xiaoming.getId(), xiaoming);
    }
    
    @Override
    public void createUser(User user) {
        // TODO Auto-generated method stub
        userRepo.put(user.getId(), user);
    }

    @Override
    public void updateUser(String id, User user) {
        // TODO Auto-generated method stub
        userRepo.remove(id);
        user.setId(id);
        userRepo.put(id, user);
    }

    @Override
    public void deleteUser(String id) {
        // TODO Auto-generated method stub
        userRepo.remove(id);
    }

    @Override
    public Collection<User> getUsers() {
        // TODO Auto-generated method stub
        return userRepo.values();
    }
}

    最后在控制器类里使用@Autowired将Service接口与实现组装起来。

    package com.xiaobaiai;

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.http.HttpStatus;
import org.springframework.http.ResponseEntity;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.PathVariable;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestBody;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMethod;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

@RestController
@RequestMapping("/api/v1")
public class UserServiceController {
    @Autowired
    UserService userService;

    @RequestMapping(value = "/users/{id}", method = RequestMethod.DELETE)
    public ResponseEntity<Object> delete(@PathVariable("id") String id) {
        userService.deleteUser(id);
        return new ResponseEntity<>("User is deleted successsfully", HttpStatus.OK);
    }

    @RequestMapping(value = "/users/{id}", method = RequestMethod.PUT)
    public ResponseEntity<Object> updateProduct(@PathVariable("id") String id, @RequestBody User user) {
        userService.updateUser(id, user);
        return new ResponseEntity<>("User is updated successsfully", HttpStatus.OK);
    }

    @RequestMapping(value = "/users", method = RequestMethod.POST)
    public ResponseEntity<Object> createProduct(@RequestBody User user) {
        userService.createUser(user);
        return new ResponseEntity<>("User is created successfully", HttpStatus.CREATED);
    }

    @GetMapping(value = "/users")
    public ResponseEntity<Object> getProduct() {
        return new ResponseEntity<>(userService.getUsers(), HttpStatus.OK);
    }
}

    6.2 代码分析

    相对只有控制器的WEB服务，这里加入了@Service实现的Model层，而UserService接口的实体是通过@Autowired连接起来的，即：

    @Autowired
UserService userService;

    当然我们还有一种主流写法就是通过构造函数的形式，最后达到的效果是一样的：

    UserService userService;;

@Autowired
public UserServiceController(UserService userService) {
    this.userService = userService;
}

    如果UserService有多个实体类，这个时候@Autowired如何去绑定实体类的呢？

    这个时候需要用到@Qualifier来指定实体类的名称：

    @Service
// 指定UserServiceImpl名称为a
@Qualifier("a")
public class UserServiceImpl implements UserService { }
    @Service
@Qualifier("b")
public class UserServiceImpl1_1 implements UserService { }

    最后在控制器里自动组装的时候指定具体的实体类名称就可以了：

    // 写法1
@Autowired
@Qualifier("a")
UserService userService;

// 写法2
UserService userService;

@Autowired
public UserServiceController(@Qualifier("a") UserService userService) {
    this.userService = userService;
}

    6.3 延伸

    @Resource也能够实现自动装配Bean的功能，那@Autowired与@Resource有什么区别呢？

    • @Autowired与@Resource都可以用来装配bean. 都可以写在字段上,或写在setter方法上
    • @Autowired默认按类型装配，是spring支持的注解，默认情况下必须要求依赖实体类必须存在，如果要允许null值，可以设置它的required属性为false
    • 想使用名称装配可以结合@Qualifier注解进行使用
    • @Resource 是JDK1.6支持的注解，默认按照名称进行装配，名称可以通过name属性进行指定，如果没有指定name属性，当注解写在字段上时，默认取字段名，按照名称查找，如果注解写在setter方法上默认取属性名进行装配。当找不到与名称匹配的bean时才按照类型进行装配。如果name属性一旦指定，就只会按照名称进行装配

    有了比较完善的控制器和Model，那么对于View层有什么专用模板引擎吗？

    Thymeleaf是基于Java用于创建Web应用程序的的模板引擎。它为在Web应用程序中提供XHTML / HTML5提供了良好的支持。类似的还有Apache FreeMarker、Mustache、Groovy Templates。后面博文会详解介绍。

    7 总结

    通过对RESTful API的介绍以及结合实例工程，我们基本了解了一个RESTful WEB Service在Spring Boot框架下是怎么实现的。通过对工程代码的分析，让我们对@Autowired、@Resource、Qualifier等注解也有了实质了解。感觉现在正式步入JAVA WEB的开发。接下来，继续！

    8 参考资料

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