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級(jí)別: 初級(jí)
James M. Snell, 軟件工程師, IBM
2004 年 11 月 01 日
Bloglines API 最近的發(fā)布引發(fā)了又一輪關(guān)于是使用 REpresentational State Transfer（REST）還是使用簡(jiǎn)單對(duì)象訪問(wèn)協(xié)議（Simple Object Access Protocol，SOAP）Web 服務(wù)的討論。然而與一些人所認(rèn)為的相反，這些不同的面向服務(wù)體系結(jié)構(gòu)（Service-Oriented Architecture，SOA）設(shè)計(jì)模式不是互斥的。也不是說(shuō)一個(gè)就比另外一個(gè)優(yōu)越。對(duì)于不同的應(yīng)用場(chǎng)景，它們每一個(gè)都有自己相對(duì)的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)，并且它們都是解決實(shí)際客戶的實(shí)際問(wèn)題的有效方法。訣竅就在于能夠決定采用哪一種方法。答案可能比您想象的更簡(jiǎn)單。
每當(dāng)一些 Web 應(yīng)用服務(wù)提供方提出允許開(kāi)發(fā)者集成他們的服務(wù)的 Web 服務(wù) API 時(shí)，大家都非常關(guān)心由 API 實(shí)現(xiàn)的互操作設(shè)計(jì)模式。如果 API 使用的是 REST 樣式的互操作，REST 方法的擁護(hù)者就會(huì)將該 API 作為說(shuō)明為什么 REST 樣式服務(wù)比 SOAP 樣式服務(wù)更優(yōu)越的重要例子而加以稱贊；同樣地，如果 API 使用 SOAP 樣式 Web 服務(wù)模式，情況也類似。似乎很少有人關(guān)心這樣的一個(gè)事實(shí)，模式的選擇主要取決于正在被執(zhí)行的應(yīng)用程序的類型，并且像所有優(yōu)秀的體系結(jié)構(gòu)決策一樣，開(kāi)發(fā)者應(yīng)該將他們的選擇基于正在被開(kāi)發(fā)的應(yīng)用程序的特定技術(shù)需求和特性，而不是基于針對(duì)單一體系結(jié)構(gòu)方法的一些特殊偏好。
資源還是活動(dòng)？
從基本原理層次上說(shuō)，REST 樣式和 SOAP 樣式 Web 服務(wù)的區(qū)別取決于應(yīng)用程序是面向 資源的還是面向 活動(dòng)的。
面向資源服務(wù)集中于明確的數(shù)據(jù)對(duì)象，一些基本、標(biāo)準(zhǔn)的操作可以依據(jù)這些數(shù)據(jù)對(duì)象而執(zhí)行。如權(quán)威的 Gang of Four（GoF） 設(shè)計(jì)模式這本書(shū)所述，對(duì)于熟悉面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)模式概念的開(kāi)發(fā)者來(lái)說(shuō)，面向資源服務(wù)與基本 Memento 模式類似。實(shí)際上，服務(wù)提供方維護(hù)一組資源，并且公開(kāi)一組基本操作來(lái)執(zhí)行以下任務(wù)：
- 檢索資源
- 修改資源
- 創(chuàng)建新資源
- 刪除資源
根據(jù)定義，REST 樣式 Web 服務(wù)是面向資源的服務(wù)。您可以通過(guò)統(tǒng)一資源標(biāo)識(shí)符（Universal Resource Identifier，URI）來(lái)識(shí)別和定位資源，并且針對(duì)這些資源而執(zhí)行的操作是通過(guò) HTTP 規(guī)范定義的。其核心操作包括：
- GET - 該操作返回已標(biāo)識(shí)資源的狀態(tài)表示。您可以通過(guò)大量的上下文要素來(lái)確定狀態(tài)，例如誰(shuí)正在提交請(qǐng)求、操作的參數(shù)（傳入的參數(shù)如 HTTP 頭或者查詢字符串參數(shù)）和服務(wù)提供方維護(hù)的當(dāng)前會(huì)話狀態(tài)。
- POST - 該操作執(zhí)行對(duì)已標(biāo)識(shí)資源的一些特定于應(yīng)用程序形式的更新。該操作行為完全依賴于實(shí)現(xiàn)它的服務(wù)。由該操作返回的數(shù)據(jù)也完全依賴于應(yīng)用程序。舉例來(lái)說(shuō)，像 GET 操作一樣，它可以返回一個(gè)狀態(tài)表示，它還可以選擇根本不返回任何數(shù)據(jù)。
- PUT - 該操作在已標(biāo)識(shí)位置（URI）創(chuàng)建新資源。操作輸入必須包括一個(gè)資源的狀態(tài)表示。它完全依賴服務(wù)來(lái)創(chuàng)建基于這個(gè)狀態(tài)表示的資源。
- DELETE - DELETE 操作銷毀已標(biāo)識(shí)位置（URI）的資源。
在許多方面，REST 樣式 Web 服務(wù)與 SQL、元組空間（tuple spaces）、簡(jiǎn)單消息列隊(duì)等技術(shù)相似。它們都使用普通的簡(jiǎn)單操作針對(duì)明確的資源起作用。
- SQL - SELECT、INSERT、DELETE、UPDATE 等
- 元組空間 - GET、PUT
- 消息列隊(duì) - SEND、RECEIVE
在每一個(gè)案例中，服務(wù)接口的設(shè)計(jì)允許您移動(dòng)關(guān)于資源的信息，讓其依賴于請(qǐng)求方來(lái)指出希望通過(guò)這些信息來(lái)做什么。
與此相對(duì)的是 面向活動(dòng)的資源。該類型的應(yīng)用程序集中于您可能執(zhí)行的操作，而不是集中于操作所依靠的資源?；顒?dòng)服務(wù)的一個(gè)簡(jiǎn)單的例子就是銀行事務(wù)，在那里用戶可以把錢從一個(gè)賬戶轉(zhuǎn)移到另一個(gè)賬戶上。用戶不想直接操作資源（錢、銀行賬戶等等），他們只想告訴銀行他們想要達(dá)到的目的，并且讓銀行根據(jù)他們的利益對(duì)資源進(jìn)行處理。用 GoF 術(shù)語(yǔ)來(lái)描述應(yīng)用程序：
- 命令
- 中介方
- 策略
- 代理設(shè)計(jì)模式
面向資源服務(wù)不管資源的類型怎樣，執(zhí)行的操作可以保持相對(duì)不變，與面向資源服務(wù)不同，面向活動(dòng)服務(wù)的操作完全依賴于正在執(zhí)行的活動(dòng)類型。例如，銀行服務(wù)可以公開(kāi)一個(gè)名為 transferFunds 的操作，該操作不同的輸入將完全決定服務(wù)的資金轉(zhuǎn)移功能。
在面向資源的服務(wù)中，一組普通操作擔(dān)當(dāng)支持性的工作角色，為客戶端提供訪問(wèn)和操作資源。然而，資源是關(guān)注的中心，如下面 圖 1 所示。
圖 1. 面向資源服務(wù)與面向活動(dòng)服務(wù)的比較
在面向活動(dòng)服務(wù)中，對(duì)客戶端請(qǐng)求執(zhí)行的每個(gè)活動(dòng)的單一操作來(lái)說(shuō)，操作是關(guān)注的中心。
SOAP 樣式 Web 服務(wù)通常是面向活動(dòng)的。 WSDL 文檔定義并描述特定于服務(wù)的操作。操作由特定于服務(wù)的消息交換組成。每一個(gè)操作都是一個(gè)可以執(zhí)行的活動(dòng)。那些正在被執(zhí)行的操作所針對(duì)的內(nèi)容通常是不相關(guān)的。正如 Web 服務(wù)資源框架系列規(guī)范所描述的，資源可以隱含在活動(dòng)之中，但是這種隱含與活動(dòng)的定義不相關(guān)，并且只是為了改進(jìn)執(zhí)行活動(dòng)所依賴的上下文。與針對(duì)資源而執(zhí)行活動(dòng)的面向資源服務(wù)相比，它和用來(lái)訪問(wèn)資源的服務(wù)接口互不相關(guān)。
結(jié)合上下文：Bloglines 資源
Bloglines 是一個(gè)基于 Web 的應(yīng)用服務(wù)，它允許個(gè)人對(duì) weblog 和新聞的各種訂閱保持跟蹤，這些訂閱內(nèi)容以 Really Simple Syndication（RSS）和 Atom 提供的形式交付。
Bloglines 服務(wù)根本上是面向資源的。用戶創(chuàng)建、更新、和刪除訂閱，并且定期訪問(wèn)服務(wù)來(lái)了解自上次訪問(wèn)站點(diǎn)后發(fā)生了哪些更新。Bloglines API 利用 REST 樣式 Web 服務(wù)接口適當(dāng)?shù)胤从沉嗣嫦蛸Y源的特性。
特別地，對(duì)于 Bloglines 來(lái)說(shuō)重要的是訂閱的用戶集合，如眾所周知的 blogroll。單個(gè) blogroll 會(huì)由許多不同的訂閱組成。一個(gè) 訂閱指向一個(gè) RSS 或者一個(gè) Atom 提供。
Blogrolls 和訂閱都是資源。Bloglines API 使用基本 HTTP 操作來(lái)檢索關(guān)于用戶的 blogroll 和訂閱資源的當(dāng)前狀態(tài)信息。
例如，要訪問(wèn)用戶 blogroll 的當(dāng)前快照，用戶向 URI //rpc./listsubs 發(fā)送一個(gè) HTTP GET 請(qǐng)求。在嚴(yán)格的 REST 條件下，該 API 確定了每一個(gè) Bloglines 用戶的訂閱。當(dāng)調(diào)用這個(gè)操作時(shí)，HTTP 身份驗(yàn)證請(qǐng)求收集關(guān)于檢索哪個(gè)用戶訂閱的附加上下文。由 XML 文檔組成的操作返回的信息為已驗(yàn)證用戶列出所有的個(gè)人訂閱。
為訪問(wèn)特定訂閱的當(dāng)前快照，用戶對(duì) URI http://rpc./getitems?s={subid} 發(fā)送一個(gè) HTTP GET 請(qǐng)求，如上述 listsubs 操作的結(jié)果中所展示的， {subid} 是 Bloglines 分配的唯一訂閱標(biāo)志符。定義附加參數(shù)，包括（非常有趣）一個(gè)實(shí)際上違反了基本 REST 規(guī)則的參數(shù)，也就是說(shuō)，它們不應(yīng)該引起資源狀態(tài)中的任何變化。當(dāng)被提供時(shí)，參數(shù) (n=1) 指示 Bloglines 服務(wù)將以前未讀的訂閱條目標(biāo)記為正在讀取，這實(shí)際上改變了資源狀態(tài)。
要返回當(dāng)前用戶 blogroll 中未讀的訂閱條目的數(shù)量，用戶可以向 URI http://rpc./update?user={email}&ver=1 發(fā)送一個(gè) HTTP GET 請(qǐng)求，這里 {email} 是用戶的 email 地址，這些用戶的賬戶應(yīng)該被檢查，以獲得未讀的訂閱條目。
Bloglines API 參與的唯一一件事是允許有計(jì)劃的訪問(wèn) blogrolls 和訂閱資源。API 不關(guān)心客戶端訪問(wèn) blogrolls 或訂閱時(shí)會(huì)如何處理它們。
提供一個(gè)對(duì)照，與 IBM 最近實(shí)現(xiàn)的概念驗(yàn)證工程做比較來(lái)闡明 Web 服務(wù)在自動(dòng)化醫(yī)院患者紀(jì)錄的訪問(wèn)、處方的編寫(xiě)、手術(shù)的安排等方面的用途。不做詳細(xì)的說(shuō)明（與客戶端的非公開(kāi)協(xié)議涉及的內(nèi)容），為系統(tǒng)建立的服務(wù)接口的集合完全集中于用戶在系統(tǒng)中執(zhí)行的活動(dòng)。例如，為患者安排手續(xù)或檢查，并請(qǐng)求檢查結(jié)果的有效性等事件的異步通知?；颊叩臋n案（資源）是系統(tǒng)的一個(gè)很重要的方面，它通常在全部的應(yīng)用程序中起到支持的作用，但不是系統(tǒng)的主要焦點(diǎn)。更確切地說(shuō)，醫(yī)院原型是一個(gè)面向活動(dòng)的服務(wù)，這由它的 SOAP 樣式 Web 服務(wù)體系結(jié)構(gòu)確切的反映出來(lái)。
要點(diǎn)很簡(jiǎn)單：REST 和 SOAP 的選擇歸結(jié)為對(duì)您的特定應(yīng)用程序的最重要部分的理解。如果您的應(yīng)用程序主要集中在訪問(wèn)信息資源的能力（如 Bloglines 服務(wù)），那么您用的主要是面向資源服務(wù)，并且您的應(yīng)用程序應(yīng)該是 REST 樣式的設(shè)計(jì)模式。這里應(yīng)該優(yōu)先考慮 Amazon、del.、Flickr 還有其他的一些廠商（請(qǐng)參閱 參考資料）提供的服務(wù) API。然而，如果您的應(yīng)用程序主要集中于被執(zhí)行的活動(dòng)（這些活動(dòng)與所依賴的資源不相關(guān)），那么您的服務(wù)是面向活動(dòng)的，并且應(yīng)該利用 SOAP 樣式的設(shè)計(jì)模式。
功能與形式
基于 REST 的模式的支持者常常指出它的體系結(jié)構(gòu)化的簡(jiǎn)單性，并將其和 SOAP 型的 Web 服務(wù)規(guī)范的復(fù)雜性相比較，以此來(lái)說(shuō)明為什么 REST 是更優(yōu)越的方法。正如我已經(jīng)闡明的，這一論斷是有缺陷的，這兩種方法要解決不同類型的問(wèn)題?；?Web 的應(yīng)用程序服務(wù)，例如 Bloglines、Amazon、flikr、del. 等等，要面對(duì)不同類型的問(wèn)題，這不是說(shuō)說(shuō)那么簡(jiǎn)單。醫(yī)院需要將定制規(guī)程、編寫(xiě)處方的內(nèi)部流程自動(dòng)化，因此要求一個(gè)不同的體系結(jié)構(gòu)化方法。這就是設(shè)計(jì)模式存在的原因 -- 不同的方法解決不同的問(wèn)題。
在特定業(yè)務(wù)需求上下文之外進(jìn)行比較，REST 體系結(jié)構(gòu)表面上好像遠(yuǎn)不及該行業(yè)提出的各種 WS-* 規(guī)范所定義的 SOAP Web 服務(wù)體系結(jié)構(gòu)復(fù)雜。而且，在某些關(guān)鍵地方它的功能也遠(yuǎn)沒(méi)有那么強(qiáng)大。可靠消息是一個(gè)主要的例子。HTTP 不是一個(gè)可靠協(xié)議。這里沒(méi)有使用一次且僅一次（once-and-only-once）或者重試直至成功（retry-until-success）的語(yǔ)義以允許可靠傳輸 HTTP 請(qǐng)求的機(jī)制。REST/HTTP 中也沒(méi)有在基本 HTTP 代理機(jī)制之外進(jìn)行消息路由的機(jī)制。在 REST 服務(wù)中的安全性上下文也通常局限于 HTTP 協(xié)議提供的安全機(jī)制，除非應(yīng)用程序選擇采用一些外部定義的安全機(jī)制（例如，一個(gè) REST 服務(wù)實(shí)際上能返回?cái)?shù)字簽名或者加密 SOAP 消息來(lái)響應(yīng) HTTP GET 請(qǐng)求）。
對(duì)于如 Bloglines 之類的服務(wù)，這些功能限制不是關(guān)鍵，因?yàn)橛?HTTP 提供的基本選項(xiàng)足以滿足應(yīng)用程序的需要。API 不需要：
- 可靠消息傳遞
- 數(shù)字簽名
- 消息路由
- 資源生命周期管理
- 異步事件通知
- 由 SOAP WS-* 規(guī)范引進(jìn)的其他性能
這并不意味著其他應(yīng)用程序不要求由基于活動(dòng)的方法所提供的增強(qiáng)功能。
不要理解錯(cuò)我的意思，所有這些在 REST 樣式服務(wù)中做的事情至少?gòu)睦碚撋现v是完全可行的。關(guān)鍵的問(wèn)題是沒(méi)有人定義過(guò)這樣做的一致的標(biāo)準(zhǔn)方法。既然如此，舉例來(lái)說(shuō)，任何人使用任何方法在 REST 樣式接口中做這樣的工作（如異步事件通知或可靠消息傳輸），都將會(huì)是特定于實(shí)現(xiàn)的一次性服務(wù)，通常不會(huì)被其它 REST 樣式的服務(wù)支持。然而需要指出的更重要的問(wèn)題是，通常與適合于面向資源的服務(wù)相比，這些擴(kuò)展的功能更適合于面向活動(dòng)的服務(wù)，因此在面向活動(dòng)的 SOAP 樣式服務(wù)領(lǐng)域里，我們見(jiàn)到更多的規(guī)范和更大的復(fù)雜性也就不奇怪了。
注意：如果處理適當(dāng)，復(fù)雜性并不是一件壞事。是的，有很多 WS-* 規(guī)范，涉及了很大范圍的技術(shù)主題。從總體上看，它們代表了更高的復(fù)雜性。然而，它們定義的方法包含這樣的概念，即僅僅提取對(duì)應(yīng)用程序必要的一部分規(guī)范。沒(méi)有人會(huì)期待每一個(gè) Web 服務(wù)都能執(zhí)行全部的 WS-* 規(guī)范。
概要：關(guān)于服務(wù)
最后，行業(yè)繼續(xù)朝著面向服務(wù)體系結(jié)構(gòu)方向前進(jìn)，這是非常重要的。做出 REST 樣式和 SOAP 樣式的選擇，應(yīng)該與為給定應(yīng)用程序組件實(shí)現(xiàn) 命令、中介方、觀測(cè)器、策略或是訪問(wèn)者設(shè)計(jì)模式之間進(jìn)行選擇一樣謹(jǐn)慎。簡(jiǎn)單地說(shuō)，那只不過(guò)是一個(gè)基于業(yè)務(wù)和應(yīng)用需要的設(shè)計(jì)策略，但卻會(huì)嚴(yán)重影響您的應(yīng)用程序的使用和將來(lái)的發(fā)展。然而，比 Web 服務(wù)設(shè)計(jì)模式的選擇更為重要的是提供 Web 服務(wù)的選擇。無(wú)論您選擇實(shí)現(xiàn)哪種樣式的服務(wù)，這都是非常關(guān)鍵的。
參考資料
關(guān)于作者
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James Snell 是 IBM Emerging Technologies Toolkit 的成員，在過(guò)去的幾年里，他一直致力于新興的 Web 服務(wù)技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)。他維護(hù)著 http://www.ibm.com/developerworks/blogs/snell 上的新興技術(shù)的 weblog。您可以通過(guò) jasnell@us.ibm.com 與他聯(lián)系。
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