網絡應用程序，分為前端和后端兩個部分。當前的發展趨勢，就是前端設備層出不窮（手機、平板、桌面電腦、其他專用設備......）。
因此，必須有一種統一的機制，方便不同的前端設備與后端進行通信。這導致API構架的流行，甚至出現"API First"的設計思想。RESTful API是目前比較成熟的一套互聯網應用程序的API設計理論。我以前寫過一篇《理解RESTful架構》，探討如何理解這個概念。
今天，我將介紹RESTful API的設計細節，探討如何設計一套合理、好用的API。我的主要參考了兩篇文章（1，2）。
一、協議
API與用戶的通信協議，總是使用HTTPs協議。
二、域名
應該盡量將API部署在專用域名之下。
https://api.example.com
如果確定API很簡單，不會有進一步擴展，可以考慮放在主域名下。
https://example.org/api/
三、版本（Versioning）
應該將API的版本號放入URL。
https://api.example.com/v1/
另一種做法是，將版本號放在HTTP頭信息中，但不如放入URL方便和直觀。Github采用這種做法。
四、路徑（Endpoint）
路徑又稱"終點"（endpoint），表示API的具體網址。
在RESTful架構中，每個網址代表一種資源（resource），所以網址中不能有動詞，只能有名詞，而且所用的名詞往往與數據庫的表格名對應。一般來說，數據庫中的表都是同種記錄的"集合"（collection），所以API中的名詞也應該使用復數。
舉例來說，有一個API提供動物園（zoo）的信息，還包括各種動物和雇員的信息，則它的路徑應該設計成下面這樣。
- https://api.example.com/v1/zoos
- https://api.example.com/v1/animals
- https://api.example.com/v1/employees
五、HTTP動詞
對于資源的具體操作類型，由HTTP動詞表示。
常用的HTTP動詞有下面五個（括號里是對應的SQL命令）。
- GET（SELECT）：從服務器取出資源（一項或多項）。
- POST（CREATE）：在服務器新建一個資源。
- PUT（UPDATE）：在服務器更新資源（客戶端提供改變后的完整資源）。
- PATCH（UPDATE）：在服務器更新資源（客戶端提供改變的屬性）。
- DELETE（DELETE）：從服務器刪除資源。
還有兩個不常用的HTTP動詞。
- HEAD：獲取資源的元數據。
- OPTIONS：獲取信息，關于資源的哪些屬性是客戶端可以改變的。
下面是一些例子。
- GET /zoos：列出所有動物園
- POST /zoos：新建一個動物園
- GET /zoos/ID：獲取某個指定動物園的信息
- PUT /zoos/ID：更新某個指定動物園的信息（提供該動物園的全部信息）
- PATCH /zoos/ID：更新某個指定動物園的信息（提供該動物園的部分信息）
- DELETE /zoos/ID：刪除某個動物園
- GET /zoos/ID/animals：列出某個指定動物園的所有動物
- DELETE /zoos/ID/animals/ID：刪除某個指定動物園的指定動物
六、過濾信息（Filtering）
如果記錄數量很多，服務器不可能都將它們返回給用戶。API應該提供參數，過濾返回結果。
下面是一些常見的參數。
- ?limit=10：指定返回記錄的數量
- ?offset=10：指定返回記錄的開始位置。
- ?page=2&per_page=100：指定第幾頁，以及每頁的記錄數。
- ?sortby=name&order=asc：指定返回結果按照哪個屬性排序，以及排序順序。
- ?animal_type_id=1：指定篩選條件
參數的設計允許存在冗余，即允許API路徑和URL參數偶爾有重復。比如，GET /zoo/ID/animals 與 GET /animals?zoo_id=ID 的含義是相同的。
七、狀態碼（Status Codes）
服務器向用戶返回的狀態碼和提示信息，常見的有以下一些（方括號中是該狀態碼對應的HTTP動詞）。
- 200 OK - [GET]：服務器成功返回用戶請求的數據，該操作是冪等的（Idempotent）。
- 201 CREATED - [POST/PUT/PATCH]：用戶新建或修改數據成功。
- 202 Accepted - [*]：表示一個請求已經進入后臺排隊（異步任務）
- 204 NO CONTENT - [DELETE]：用戶刪除數據成功。
- 400 INVALID REQUEST - [POST/PUT/PATCH]：用戶發出的請求有錯誤，服務器沒有進行新建或修改數據的操作，該操作是冪等的。
- 401 Unauthorized - [*]：表示用戶沒有權限（令牌、用戶名、密碼錯誤）。
- 403 Forbidden - [*] 表示用戶得到授權（與401錯誤相對），但是訪問是被禁止的。
- 404 NOT FOUND - [*]：用戶發出的請求針對的是不存在的記錄，服務器沒有進行操作，該操作是冪等的。
- 406 Not Acceptable - [GET]：用戶請求的格式不可得（比如用戶請求JSON格式，但是只有XML格式）。
- 410 Gone -[GET]：用戶請求的資源被永久刪除，且不會再得到的。
- 422 Unprocesable entity - [POST/PUT/PATCH] 當創建一個對象時，發生一個驗證錯誤。
- 500 INTERNAL SERVER ERROR - [*]：服務器發生錯誤，用戶將無法判斷發出的請求是否成功。
狀態碼的完全列表參見這里。
八、錯誤處理（Error handling）
如果狀態碼是4xx，就應該向用戶返回出錯信息。一般來說，返回的信息中將error作為鍵名，出錯信息作為鍵值即可。
{ error: "Invalid API key" }
九、返回結果
針對不同操作，服務器向用戶返回的結果應該符合以下規范。
- GET /collection：返回資源對象的列表（數組）
- GET /collection/resource：返回單個資源對象
- POST /collection：返回新生成的資源對象
- PUT /collection/resource：返回完整的資源對象
- PATCH /collection/resource：返回完整的資源對象
- DELETE /collection/resource：返回一個空文檔
十、Hypermedia API
RESTful API最好做到Hypermedia，即返回結果中提供鏈接，連向其他API方法，使得用戶不查文檔，也知道下一步應該做什么。
比如，當用戶向api.example.com的根目錄發出請求，會得到這樣一個文檔。
{"link": { "rel": "collection https://www.example.com/zoos", "href": "https://api.example.com/zoos", "title": "List of zoos", "type": "application/vnd.yourformat+json" }}
上面代碼表示，文檔中有一個link屬性，用戶讀取這個屬性就知道下一步該調用什么API了。rel表示這個API與當前網址的關系（collection關系，并給出該collection的網址），href表示API的路徑，title表示API的標題，type表示返回類型。
Hypermedia API的設計被稱為HATEOAS。Github的API就是這種設計，訪問api.github.com會得到一個所有可用API的網址列表。
{ "current_user_url": "https://api.github.com/user", "authorizations_url": "https://api.github.com/authorizations", // ... }
從上面可以看到，如果想獲取當前用戶的信息，應該去訪問api.github.com/user，然后就得到了下面結果。
{ "message": "Requires authentication", "documentation_url": "https://developer.github.com/v3" }
上面代碼表示，服務器給出了提示信息，以及文檔的網址。
十一、其他
（1）API的身份認證應該使用OAuth 2.0框架。
（2）服務器返回的數據格式，應該盡量使用JSON，避免使用XML。
（完）