单页应用的HATEOAS实战

要点

  • HATEOAS是Hypertext As The Engine Of Application State的缩写。在 Richardson Maturity Model中, 它是REST的最高级形态
  • 单页应用正越来越受到欢迎,前后端分离的开发模式进一步细化了分工,但同时也引入了不少重复的工作,例如一些业务规则在后端必须实现的情况下,前端也需要再实现一遍以获得更好的用户体验。HATEOAS虽然不是唯一消除这些重复的方法,但作为一种架构原则,它更容易让团队找到消除重复的“套路”

什么是HATOEAS

HATEOAS是Hypertext As The Engine Of Application State的缩写。采用Hypermedia的API在响应(response)中除了返回资源(resource)本身外,还会额外返回一组Link。 这组Link描述了对于该资源,消费者(consumer)接下来可以做什么以及怎么做。

举例来说,假设向API发起一次get请求,获取指定订单的资源表述(representation),那么它应该长得像这样:

HTTP/1.1 200 OK
Server: Apache-Coyote/1.1
Content-Type: application/hal+json;charset=UTF-8
Transfer-Encoding: chunked
Date: Fri, 05 Jun 2015 02:54:57 GMT

{
    "tracking_id": "123456",
    "status": "WAIT_PAYMENT",
    "items": [
        {
            "name": "potato",
            "quantity": 1
        }
    ],
    "_Links": {
        "self": {
            "href": "http://localhost:57900/orders/123456"
        },
        "cancel": {
            "href": "http://localhost:57900/orders/123456"
        },
        "payment": {
            "href": "http://localhost:57900/orders/123456/payments"
        }
    }
}
  • 理解Link中的“self”的消费者知道使用get方法访问其“href”的uri可以查看该订单的详细信息
  • 理解Link中的“cancel”的消费者知道使用delete方法访问其“href”的uri可以取消该订单
  • 理解Link中的“payment”的消费者知道使用post方法访问其“href”的uri可以为该订单付款

REST是目前业界相当火热的术语,似乎发布的API不带个REST前缀,你都不好意思和别人打招呼了。 然而大部分号称REST的API实际上并没有达到Richardson成熟度模型的第三个级别:Hypermedia。 而REST的发明者Roy Fielding博士更是直言HATEOAS是REST的前提, 这不是一个可选项,如果没有Hypermedia,那就不是REST。(摘自Infoq对Fielding博士的第二段访谈)

那么HATOEAS带来了什么优势?

一个显而易见的好处是,只要客户端总是使用Link Rel来获取URI,那么服务端可以在不破坏客户端实现的情况下实现URI的修改,从而进一步解耦客户端和服务端。

另一个容易被忽视的优势是它可以帮助客户端开发者探索API,Links实际上提示了开发者接下来可以进行何种业务操作,开发者虽然精通技术,但往往对于业务不甚了解,这些提示可以帮助他们理解业务,至少是一个查询API文档的好起点。想象一下,如果某个API的响应中多了一个新的Link,敏感的开发者可能就会询问这个Link是用来做什么的,是一个新的特性吗?虽然看起不起眼,但这往往使两个团队的成员沟通起来更容易。

单页应用和HATEOAS

在过去的几年里,WEB开发技术发生了很多重大的变革,其中之一就是单页应用,它们往往能带来更平滑的用户体验。在这一领域,分工进一步细化,前端工程师专精客户端程序构建和HTML、CSS等效果的开发,后端工程师则更偏重高并发、DevOps等技能,大部分特性需要前后端工程师配合完成。或许有人会质疑,为什么不是全栈工程师?诚然,如果一个人就能端到端的交付特性,那自然会减少沟通成本,但全栈工程师可不好找,细化分工才能适应规模化的开发模式。继Ajax之后,单页应用和前后端分离架构进一步催生了大量的API,我们急需一些方法来管理这些API的开发和演进,而HATEOAS应该在此占有一席之地。

在摸索中前进,自由地重命名你的资源

我们常说在敏捷开发中,应该拥抱变化。所以敏捷开发中推崇重构、单元测试、持续集成等技术,因为它们可以使变化更容易、更安全。HATOEAS也是这样一种技术。想象一下,在项目初始阶段,团队对业务的理解还不深入,很有可能会得出错误的业务术语命名,或者业务对象的建模也不完全合适。反映在API上,可能你希望能够修正API的URI,在非HATOEAS的项目中,由于URI是在客户端硬编码的,即使你把它们设计的非常漂亮(准确的HTTP动词,以复数命名的资源,禁止使用动词等等),也不能帮助你更容易地修改它们,因为你的重构需要前端开发者的配合,而他/她不得不停下手头的其他工作。但在采用了HATEOAS的项目中,这很容易,因为客户端是通过Link来查找API的URI,所以你可以在不破坏API Scheme的情况下修改它的URI。当然,你不可能保证所有API的URI都是通过Link来获取的,你需要安排一些Root Resource,例如 /api/currentLoggedInUser,否则客户端没有办法发起第一次请求。

HTTP/1.1 200 OK
Path: /api/currentLoggedInser (1)
{

​    …… //omitted content

​    "_Links": {  (2)
        "searchUserStories": {
            "href": "http://localhost:8080/userStories/search{?page, size}"
        },

​        "searchUsers": {
            "href": "http://localhost:8080/users/search{?page, size, username}"
        },

​        "logout": {
            "href": "http://localhost:8080/logout"
        }

​    }
}
  1. Root Resource,它们是API的入口,客户端通过他们浏览当前用户有哪些资源可以访问,你可以定义多个Root Resource,并确保它们的URI不会改变
  2. Link引入的URI可以自由地变化,可能是因为需要重命名资源,也可能是需要抽取出新的服务(域名变化)

消除重复的业务规则校验实现,更容易得适应变化

经验告诉我们,不能相信客户端的请求,所以在服务端我们需要根据业务规则校验当前的请求是否合法。这样确保了业务正确,但当用户发起了请求后才告诉他们请求失败,有时候是一件令人沮丧的事情。为了用户体验,可能会要求某些组件根据业务规则展示。例如,对于某个业务对象,要求编辑按钮只在当前用户可以编辑的情况下才展示。在传统的服务端渲染架构下,一般都可以复用校验的代码,而在单页应用中,往往由于技术栈不同,代码无法直接共用,业务规则在前后端都分别实现了一次。例如,在我们最近的一次项目中,前后端分别实现了如下规则:

  • 给定一个用户故事
  • 只有它的作者才能编辑它

服务端通过在用户故事的API中暴露作者帮助前端完成编辑按钮的有条件渲染。

HTTP/1.1 200 OK
Path: /api/userStories/123
{

​    "author": "john.doe@gmail.com"  (1)

}

1. 与当前用户比较判断是否渲染编辑按钮

但如果规则发生变化,前后端都需要适应这一改变,所以我们用HATEOAS重构了一下:

HTTP/1.1 200 OK
Path: /api/userStories/123
{

​    "author": "john.doe@gmail.com",
    "_links": {

        ​"updateUserStory": { 
        ​    "href": "http://localhost:8080/api/userStories/123"  (1)
        ​}

​    } 

}

2. 现在前端会根据 updateUserStorylink是否出现来验证当前用户是否具有编辑用户故事的能力

后来业务规则变为除了作者之外,系统管理员也可以编辑用户故事,这时候只需要后端去响应这个变化就行了。你可能会质疑,通过为用户故事暴露一个 isCurrentLoggedInUserAvailableToUpdate的计算属性也可以做到。没错,HATOEAS并不是唯一的办法,但作为一种架构约束,团队会自然而然地想到它,而计算属性则要求团队成员有更强的抽象技能。

总结

HATEOAS提倡在响应返回Link来提示对该资源接下来的操作。这种方式解耦了服务端URI,也可以让客户端开发者更容易地探索API。最后,通过Link来判断业务状态,还能有效地消除单页应用中的业务规则重复实现。


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周宇刚

周宇刚

拥有10年的JAVA EE开发经验,在ThoughtWorks担任高级咨询师。在加入ThoughtWorks之前,在一家国内领先的航旅企业担任架构师,专注于持续交付实践和大型企业应用架构治理。

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