基于REST的Web系統設計與實現

胡彥婷

摘 要：為了改善傳統Web系統存在的問題，研究了基于表述性狀態轉移（representational state transfer，REST）的Web系統設計，對其如何應用于棉花交易平臺的構建進行了介紹。實踐表明，基于REST的棉花Web交易系統不僅能滿足目前棉花電商交易需求，而且具有良好的擴展性和可維護性。

關鍵詞關鍵詞：REST；Web系統；JSON；HTTP；資源表示；電商平臺設計

DOIDOI：10.11907/rjdk.161405

中圖分類號：TP319

文獻標識碼：A 文章編號：1672-7800（2016）008-0122-02

0 引言

互聯網的迅速發展，對Web系統設計提出了新的要求。傳統Web系統存在設計不規范、接口不統一、擴展困難、難于集成等問題。為了改善此狀況，Roy Thomas Fielding[1]提出了表述性狀態轉移（Representational State Transfer，REST） 的設計風格，并將其用于規范Web系統設計。REST具有輕量級、平臺無關性、高擴展性、便于緩存等優點[2]，已被Google、Amazon、yahoo、騰訊、新浪、阿里巴巴等國內外多家企業采用[3]。

本文將以一個大宗農產品電商平臺——大淵博棉花交易中心（www.dybcotton.com）為例，對REST在Web系統設計中的應用進行分析和討論。

1 REST風格

REST包含了4個方面的核心內容：①資源（Resource）；②資源表述（Representation）；③狀態轉移（State Transfer）；④統一接口（Uniform Interface）。資源是系統中業務實體的抽象，可以由一個或一組統一資源定位符URI（Uniform Resource Identifier）進行標識。URI既是資源的名稱，也是資源在系統中的地址，用戶通過資源的URI與資源進行交互。資源表述是指資源在特定時刻的狀態，可以在用戶和系統間傳遞，其有多種形式，如HTML、XML、JSON、文本等。狀態轉移指資源表述在客戶端和服務器端之間的傳遞，通過這種傳遞，實現對資源的操作。統一接口是REST對資源操作方式的規范，要求對每種資源都以統一的方式操作。用戶通過請求URI訪問資源，也可在請求中附加元數據Metadata來決定資源的表現形式，然后通過HTTP協議的GET、PUT、POST和DELETE方法[4]實現對資源的操作。

2 大淵博平臺系統設計

棉花是重要的大宗農產品，目前全國每年生產皮棉400多萬噸，其中70%～80%產自新疆，距離遙遠，種植和加工分散，信息獲取不易，造成交易不便。在傳統貿易模式中人們要獲取貨源信息，只能通過電話、傳真或派專人出差到產地企業，成本高、效率低，信息滯后嚴重。為了解決傳統貿易存在的問題，有必要利用互聯網高效便捷的優點，建立統一規范的電商交易平臺。鑒于此，本系統的目標是建立包含棉花加工信息、質量信息、倉儲物流信息及交易信息的棉花電商平臺，降低交易成本、提高貿易效率。

本系統從邏輯上分為業務功能、支撐模塊、底層服務3部分，如圖1所示。

（1）業務功能模塊主要負責與用戶交互，根據用戶請求將數據以不同的形式展現出來。目前數據展示的方式有兩種，一種是用于桌面系統的Web網頁形式，數據以HTML+AJAX+JSON的形式展現。另一種是用于Android和IOS系統手機端的APP，數據以JSON的形式展現。兩種方式均通過REST接口從服務器端獲取數據。

（2）支撐模塊為業務功能提供服務支撐，完成用戶管理、訂單消息分發、系統事件記錄、數據抓取及統計挖掘等功能。

（3）底層服務包含數據存儲、數據緩存、支付接口和均衡負載4部分。本系統使用MySQL作為數據存儲，用Memcache作為數據緩存，集成了支付寶和銀聯支付接口，使用Apache反向代理實現均衡負載。

3 REST在系統中的應用

3.1 系統框架結構

本系統使用PHP語言實現的REST風格框架，該框架結構如圖2所示。在框架中，URL映射由Apache mod_rewrite[5]實現，前端控制器由設計模式中的Front Controller模式[6]實現，資源以HTML或JSON格式展現。框架的基本執行步驟為：①用戶請求通過URL映射轉發至前端控制器；②前端控制器對請求進行解析，識別所需要的服務；③框架調用對應的資源完成業務操作。

根據REST設計規范，在進行系統設計時，首先是確定系統中的實體，即資源，并為資源指定唯一的URI；然后，根據業務邏輯確定資源的操作方式；最后，根據用戶需求確定資源的表現形式。下面以棉花在線購買業務為例進行討論。

3.2 資源劃分與命名

構建REST風格的系統最重要的一步就是識別系統中的資源。本系統包含的主要資源為：①棉花批次（Batch），其為棉花加工、交易的基本單位，具有國家統一分配的批次編碼；②軋花廠（Producer），即為棉花生產加工企業，具有國家統一分配的企業代碼。該代碼與棉花批次編碼為一對多關系；③監管倉庫（Entrepot），其為國家統一認證的棉花專用監管庫，主要對棉花進行第三方監管及對棉花質量的公檢。很多情況下，倉庫也作為軋花廠的代理人，進行棉花貿易；④買家（Buyer），即棉花購買者，通常為紡織企業或貿易商；⑤交易訂單（Order），其包含購買批次列表，買方、賣方、支付方式等信息，由買家建立并提交給賣家。

確定了資源之后，即可為資源指定URI，其規則為“http：//服務器根目錄/資源類別/資源標識”。根據REST規范，系統中每個URI只能指向一個資源，同時URI只表示資源，不包含對資源的操作。在本系統中，以“http：//www.dybcotton.com/”作為系統的根目錄，用URI模板來表示資源。URI模板定義了URI的格式，其中包含一系列變量，這些變量在運行時會被實際參數所取代。例如，http：//www.dybcotton.com/batch/{batchId}，該模板定義了棉花批次的訪問方式，變量{batchId}用來表示棉花批次編碼，在運行時{batchId}被實際的批次編號所取代。根據這種方法，本系統為每個資源設定的URI模板如表1所示。

3.3 資源統一接口定義

完成資源的劃分與命名之后，下一步為資源定義相應的操作接口。在REST規范中，用HTTP協議的GET、PUT、POST、DELETE方法對資源分別進行創建（Create）、讀取（Read）、更新（Update）及刪除（Delete）操作。

雖然HTTP協議定義了4種方法，但目前主流瀏覽器對4種HTTP方法的支持并不統一，只有GET和POST方法得到了廣泛的支持，而PUT和DELETE方法在很多瀏覽器上沒有支持或只部分支持。為了保持瀏覽器兼容性，當前通常用POST方法替代PUT和DELETE方法，完成資源的添加、更新及刪除操作。鑒于此，本系統設計的資源操作接口如表2所示。

3.4 資源表現形式

在對資源命名并為其定義了統一的操作接口后，需要考慮通過URI對資源進行操作時，客戶端和服務器端應采用哪種數據格式進行交互。REST規范并未限定數據交互的格式，允許純文本、HTML、二進制數據、XML、JSON等多種格式，其中XML和JSON是目前應用最為廣泛的格式。本系統采用JSON作為數據交互格式。JSON是一種輕量、冗余少、結構簡單、與平臺無關、方便程序解析的數據格式[7]。

下面以客戶端請求加工企業代碼為65551的軋花廠信息為例，來說明本系統如何根據請求返回JSON格式的軋花廠資源信息。

根據表2，要獲取軋花廠信息，客戶端向http：//www.dybcotton.com/producer/65233發送GET請求，為保證服務器端正確返回JSON格式響應，還需要在HTTP請求的Header中增加元數據“Accept=application/json”。當服務器端接收到請求后，將返回如下JSON數據：

{

“producerID”：”65551”，

“producerName”：” 奎屯康泰棉麻有限公司”，

“address”： “奎屯市獨山子經濟技術開發區”，

……

}

通過上述步驟完成對資源的訪問。類似地，可以使用HTTP的POST方法向資源URI發送JSON格式的數據，以進行資源的創建、更新和刪除操作。

4 結語

本文研究了REST規范對Web系統設計的指導作用，并將其應用于大淵博棉花交易系統的設計與開發。該系統滿足了目前棉花業務需求，具有良好的擴展性和可維護性，能很好地服務于棉花產業鏈的生產和銷售環節，成為國內有一定影響力的農產品電商平臺。

參考文獻：

[1] R T FIELDING.Architectural styles and the design of network-based software architectures[D].Irvine：University of California，2000.

[2] 盛偉翔，王昊，董曉睿，等.基于REST架構風格的精品課程平臺建設[J].南昌大學學報：理科版，2015，39（3）： 251-254.

[3] 陳彥名.REST API技術及在移動通信網絡管理中的應用[J].電信工程技術與標準化， 2015（5）： 81-85.

[4] Hypertext transfer protocol——HTTP/1.1 [EB/OL] .https：//www.w3.org/Protocols/rfc2616/rfc2616-sec9.html.

[5] Apache module mod_rewrite[EB/OL].http：//httpd.apache.org/docs/current/mod/mod_rewrite.html.

[6] MARTIN FOWLER.Patterns of enterprise application architecture[M].Boston： Addison-Wesley，2002.

[7] 張滬寅，屈乾松，胡瑞蕓.基于JSON的數據交換模型[J].計算機工程與設計，2015，36（12）： 3381-3384.

（責任編輯：杜能鋼）