Grundprinzipien von REST
Die grundlegenden Prinzipien von REST bilden das Fundament für die Erstellung effizienter und leicht skalierbarer Webdienste. In Spring Boot werden sie häufig zur Implementierung von APIs verwendet.
Im Folgenden werden diese Prinzipien erläutert, ihre Bedeutung hervorgehoben und Beispiele für ihre Anwendung in Spring Boot betrachtet.
Grundprinzipien von REST
REST (Representational State Transfer) ist ein Architekturstil, der auf sechs zentralen Prinzipien basiert und Entwicklern hilft, einfache, flexible und skalierbare APIs zu erstellen. Diese Prinzipien beschreiben, wie Systeme miteinander interagieren sollten, um anpassungsfähig und wartbar zu bleiben.
Client-Server-Architektur
Eine REST API sollte die Verantwortlichkeiten zwischen Client und Server trennen. Der Client ist für die Benutzeroberfläche und das Stellen von Anfragen zuständig, während der Server die Datenspeicherung und die Verarbeitung der Anfragen übernimmt.
Die REST API gewährleistet eine klare Trennung zwischen Client-Seite und Server-Seite der Anwendung, sodass sich beide unabhängig voneinander weiterentwickeln können.
Die Client-Seite kann ein Webbrowser, eine Mobile App oder eine andere Client-Anwendung sein, während die Server-Seite in jeder Programmiersprache implementiert werden kann.
Zustandslosigkeit
Jede Anfrage vom Client an den Server muss alle notwendigen Informationen enthalten, um diese Anfrage zu verarbeiten. Der Server darf keinen Zustand zwischen den Anfragen speichern, sodass jede Anfrage unabhängig von anderen ist.
Beispielsweise nehmen wir eine Anwendung, die eine Liste von Produkten in verschiedenen Sprachen zurückgibt. Der Client muss bei jeder Anfrage die Sprachinformation mitgeben, damit der Server weiß, welche Sprache für die Antwort verwendet werden soll. Der Server speichert keine Sprachinformation zwischen den Anfragen. Lassen Sie uns dieses Beispiel im Code umsetzen.
Main.java
12345678910111213141516@RestController @RequestMapping("/products") public class ProductController { @GetMapping public List<Product> getProducts(@RequestParam("lang") String language) { // Check the language requested by the client if ("en".equals(language)) { return productService.getProductsInEnglish(); } else if ("es".equals(language)) { return productService.getProductsInSpanish(); } else { return productService.getProductsInDefaultLanguage(); } } }
Dieser Code stellt einen REST-Controller dar, der HTTP-GET-Anfragen am Endpoint /products verarbeitet. Die Methode getProducts() nimmt einen lang-Parameter entgegen, der angibt, in welcher Sprache der Client die Daten erhalten möchte.
Basierend auf diesem Parameter gibt die Methode eine Liste von Produkten in der angegebenen Sprache oder in der Standardsprache zurück.
Einheitliche Schnittstelle
Um eine REST API benutzerfreundlich zu gestalten, sollte sie eine einfache und strukturierte Aufbauweise besitzen. Das bedeutet, dass alle Endpunkte bestimmten grundlegenden Richtlinien folgen müssen. Hier sind die Schlüsselprinzipien:
Verwendung von Substantiven zur Repräsentation von Ressourcen anstelle von Verben. Zum Beispiel ist es besser, anstelle von GET /createProduct POST /products zu verwenden, wobei products die Ressource darstellt.
GET /products — Gibt eine Liste von Produkten zurück;
POST /products — Erstellt ein neues Produkt;
PUT /products/{id} — Aktualisiert Informationen zu einem bestimmten Produkt, wobei {id} der eindeutige Bezeichner des Produkts ist;
DELETE /products/{id} — Löscht das Produkt mit dem angegebenen Bezeichner.
Beschreibung eines Spring REST Controllers, der Produkte verwaltet, indem verschiedene HTTP-Methoden für das Erstellen, Abrufen, Aktualisieren und Löschen von Produktdaten implementiert werden, unter Einhaltung der Best Practices für eine benutzerfreundliche API-Struktur.
Main.java
1234567891011121314151617181920212223242526272829303132333435363738394041424344454647@RestController @RequestMapping("/products") public class ProductController { // Example of applying the client-server architecture principle private final ProductService productService; // Constructor injection ensures productService is provided by Spring public ProductController(ProductService productService) { this.productService = productService; } // Uniform interface principle: GET request to retrieve all products @GetMapping public List<Product> getAllProducts() { // Calls the service to return a list of all products return productService.getAllProducts(); } // Uniform interface principle: POST request to create a new product @PostMapping public Product createProduct(@RequestBody Product product) { // Calls the service to create a new product based on the provided request body return productService.createProduct(product); } // Uniform interface principle: GET request to retrieve a product by its ID @GetMapping("/{id}") public Product getProductById(@PathVariable Long id) { // Calls the service to find and return the product with the given ID return productService.getProductById(id); } // Uniform interface principle: PUT request to update a product by its ID @PutMapping("/{id}") public Product updateProduct(@PathVariable Long id, @RequestBody Product product) { // Calls the service to update the product details based on the provided request body and ID return productService.updateProduct(id, product); } // Uniform interface principle: DELETE request to remove a product by its ID @DeleteMapping("/{id}") public void deleteProduct(@PathVariable Long id) { // Calls the service to delete the product with the specified ID productService.deleteProduct(id); } }
Die @RequestMapping("/products") Annotation legt fest, dass die Basis-URL /products automatisch vorangestellt wird für alle Routen innerhalb dieses Controllers.
In diesem Beispiel verarbeitet der Controller Operationen, die sich auf die Product-Entität (Product-Klasse) beziehen, daher ist die Basis-URL /products. Dieses Vorgehen vermeidet die Wiederholung von /products für jede Methode. Stattdessen werden lediglich die HTTP-Methoden (GET, POST, PUT, DELETE) angegeben, die auf diese Basis-URL angewendet werden.
GET /products — Gibt eine Liste von Produkten zurück;
POST /products — Erstellt ein neues Produkt.
Es können mehrere Endpunkte mit derselben URL, aber unterschiedlichen HTTP-Methoden existieren. Zum Beispiel teilen sich GET /products und POST /products die gleiche URL, verwenden jedoch verschiedene HTTP-Methoden. Der Client gibt die HTTP-Methode im Request-Header an, um die gewünschte Aktion zu kennzeichnen.
Caching
Um die Leistung zu verbessern, kann der Server dem Client mitteilen, wann Daten zwischengespeichert werden sollen. Dies verringert die Serverlast und beschleunigt die Bearbeitung von Anfragen.
Das bedeutet, dass bei einem Methodenaufruf mit denselben Parametern das Ergebnis aus dem Cache abgerufen wird, anstatt die Methode erneut auszuführen. Dadurch kann die Leistung verbessert werden, indem die Belastung des Dienstes reduziert wird.
In Spring Boot kann das Caching von Antworten mithilfe von Annotationen oder HTTP-Headern verwaltet werden. Hier ein Beispiel für Daten-Caching:
Main.java
12345@Cacheable("products") @GetMapping public List<Product> getAllProducts() { return productService.getAllProducts(); }
In diesem Beispiel wird die Annotation @Cacheable verwendet, um das Ergebnis der Methode getAllProducts() zu cachen.
Die Annotation @Cacheable("products") gibt an, dass das Ergebnis der Methode getAllProducts() im Cache unter dem Namen products gespeichert wird. Wenn die Methode erneut mit den gleichen Parametern aufgerufen wird, sucht Spring das Ergebnis im Cache products, anstatt die Methode erneut auszuführen.
Geschichtetes System
Das Layered System-Prinzip in REST-APIs bedeutet, dass der Client nicht nur mit einem Server interagiert, sondern über mehrere Ebenen arbeitet. Dies lässt sich anhand der Drei-Schichten-Architektur in Spring Boot erläutern.
Wenn der Client eine Anfrage sendet, durchläuft sie alle drei Ebenen: vom Controller zum Service und dann zum Repository und zurück. Diese Trennung trägt dazu bei, das System übersichtlich zu halten und erleichtert die Wartung des Codes.
Code on Demand
Obwohl weniger gebräuchlich, kann eine REST-API ausführbaren Code an den Client zurückgeben, der auf dessen Seite ausgeführt wird. Dieses Prinzip wird selten angewendet und erfordert zusätzliche Sicherheitsmaßnahmen.
Beispielsweise kann eine API JavaScript-Code zurückgeben, der im Browser des Clients ausgeführt wird, um Daten zu verarbeiten oder weitere Aufgaben zu übernehmen. Dies ist nützlich für das dynamische Nachladen von Funktionalitäten basierend auf Anfragen, wie etwa Formularverarbeitung oder Client-seitige Datenvalidierung.
Zusammenfassung
Die grundlegenden Prinzipien von REST sind wesentliche Leitlinien für die Erstellung flexibler und wartbarer APIs. In Spring Boot werden diese Prinzipien durch Annotationen wie @RestController, @Cacheable umgesetzt, die die Entwicklung von gut strukturierten und effizienten Systemen für die Interaktion mit Clients erleichtern.
1. Welches REST-Prinzip ermöglicht es dem Client, mit einer Ressource unter Verwendung standardisierter HTTP-Methoden zu interagieren?
2. Was bedeutet das Stateless-Prinzip in REST?
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Die grundlegenden Prinzipien von REST bilden das Fundament für die Erstellung effizienter und leicht skalierbarer Webdienste. In Spring Boot werden sie häufig zur Implementierung von APIs verwendet.
Im Folgenden werden diese Prinzipien erläutert, ihre Bedeutung hervorgehoben und Beispiele für ihre Anwendung in Spring Boot betrachtet.
Grundprinzipien von REST
REST (Representational State Transfer) ist ein Architekturstil, der auf sechs zentralen Prinzipien basiert und Entwicklern hilft, einfache, flexible und skalierbare APIs zu erstellen. Diese Prinzipien beschreiben, wie Systeme miteinander interagieren sollten, um anpassungsfähig und wartbar zu bleiben.
Client-Server-Architektur
Eine REST API sollte die Verantwortlichkeiten zwischen Client und Server trennen. Der Client ist für die Benutzeroberfläche und das Stellen von Anfragen zuständig, während der Server die Datenspeicherung und die Verarbeitung der Anfragen übernimmt.
Die REST API gewährleistet eine klare Trennung zwischen Client-Seite und Server-Seite der Anwendung, sodass sich beide unabhängig voneinander weiterentwickeln können.
Die Client-Seite kann ein Webbrowser, eine Mobile App oder eine andere Client-Anwendung sein, während die Server-Seite in jeder Programmiersprache implementiert werden kann.
Zustandslosigkeit
Jede Anfrage vom Client an den Server muss alle notwendigen Informationen enthalten, um diese Anfrage zu verarbeiten. Der Server darf keinen Zustand zwischen den Anfragen speichern, sodass jede Anfrage unabhängig von anderen ist.
Beispielsweise nehmen wir eine Anwendung, die eine Liste von Produkten in verschiedenen Sprachen zurückgibt. Der Client muss bei jeder Anfrage die Sprachinformation mitgeben, damit der Server weiß, welche Sprache für die Antwort verwendet werden soll. Der Server speichert keine Sprachinformation zwischen den Anfragen. Lassen Sie uns dieses Beispiel im Code umsetzen.
Main.java
12345678910111213141516@RestController @RequestMapping("/products") public class ProductController { @GetMapping public List<Product> getProducts(@RequestParam("lang") String language) { // Check the language requested by the client if ("en".equals(language)) { return productService.getProductsInEnglish(); } else if ("es".equals(language)) { return productService.getProductsInSpanish(); } else { return productService.getProductsInDefaultLanguage(); } } }
Dieser Code stellt einen REST-Controller dar, der HTTP-GET-Anfragen am Endpoint /products verarbeitet. Die Methode getProducts() nimmt einen lang-Parameter entgegen, der angibt, in welcher Sprache der Client die Daten erhalten möchte.
Basierend auf diesem Parameter gibt die Methode eine Liste von Produkten in der angegebenen Sprache oder in der Standardsprache zurück.
Einheitliche Schnittstelle
Um eine REST API benutzerfreundlich zu gestalten, sollte sie eine einfache und strukturierte Aufbauweise besitzen. Das bedeutet, dass alle Endpunkte bestimmten grundlegenden Richtlinien folgen müssen. Hier sind die Schlüsselprinzipien:
Verwendung von Substantiven zur Repräsentation von Ressourcen anstelle von Verben. Zum Beispiel ist es besser, anstelle von GET /createProduct POST /products zu verwenden, wobei products die Ressource darstellt.
GET /products — Gibt eine Liste von Produkten zurück;
POST /products — Erstellt ein neues Produkt;
PUT /products/{id} — Aktualisiert Informationen zu einem bestimmten Produkt, wobei {id} der eindeutige Bezeichner des Produkts ist;
DELETE /products/{id} — Löscht das Produkt mit dem angegebenen Bezeichner.
Beschreibung eines Spring REST Controllers, der Produkte verwaltet, indem verschiedene HTTP-Methoden für das Erstellen, Abrufen, Aktualisieren und Löschen von Produktdaten implementiert werden, unter Einhaltung der Best Practices für eine benutzerfreundliche API-Struktur.
Main.java
1234567891011121314151617181920212223242526272829303132333435363738394041424344454647@RestController @RequestMapping("/products") public class ProductController { // Example of applying the client-server architecture principle private final ProductService productService; // Constructor injection ensures productService is provided by Spring public ProductController(ProductService productService) { this.productService = productService; } // Uniform interface principle: GET request to retrieve all products @GetMapping public List<Product> getAllProducts() { // Calls the service to return a list of all products return productService.getAllProducts(); } // Uniform interface principle: POST request to create a new product @PostMapping public Product createProduct(@RequestBody Product product) { // Calls the service to create a new product based on the provided request body return productService.createProduct(product); } // Uniform interface principle: GET request to retrieve a product by its ID @GetMapping("/{id}") public Product getProductById(@PathVariable Long id) { // Calls the service to find and return the product with the given ID return productService.getProductById(id); } // Uniform interface principle: PUT request to update a product by its ID @PutMapping("/{id}") public Product updateProduct(@PathVariable Long id, @RequestBody Product product) { // Calls the service to update the product details based on the provided request body and ID return productService.updateProduct(id, product); } // Uniform interface principle: DELETE request to remove a product by its ID @DeleteMapping("/{id}") public void deleteProduct(@PathVariable Long id) { // Calls the service to delete the product with the specified ID productService.deleteProduct(id); } }
Die @RequestMapping("/products") Annotation legt fest, dass die Basis-URL /products automatisch vorangestellt wird für alle Routen innerhalb dieses Controllers.
In diesem Beispiel verarbeitet der Controller Operationen, die sich auf die Product-Entität (Product-Klasse) beziehen, daher ist die Basis-URL /products. Dieses Vorgehen vermeidet die Wiederholung von /products für jede Methode. Stattdessen werden lediglich die HTTP-Methoden (GET, POST, PUT, DELETE) angegeben, die auf diese Basis-URL angewendet werden.
GET /products — Gibt eine Liste von Produkten zurück;
POST /products — Erstellt ein neues Produkt.
Es können mehrere Endpunkte mit derselben URL, aber unterschiedlichen HTTP-Methoden existieren. Zum Beispiel teilen sich GET /products und POST /products die gleiche URL, verwenden jedoch verschiedene HTTP-Methoden. Der Client gibt die HTTP-Methode im Request-Header an, um die gewünschte Aktion zu kennzeichnen.
Caching
Um die Leistung zu verbessern, kann der Server dem Client mitteilen, wann Daten zwischengespeichert werden sollen. Dies verringert die Serverlast und beschleunigt die Bearbeitung von Anfragen.
Das bedeutet, dass bei einem Methodenaufruf mit denselben Parametern das Ergebnis aus dem Cache abgerufen wird, anstatt die Methode erneut auszuführen. Dadurch kann die Leistung verbessert werden, indem die Belastung des Dienstes reduziert wird.
In Spring Boot kann das Caching von Antworten mithilfe von Annotationen oder HTTP-Headern verwaltet werden. Hier ein Beispiel für Daten-Caching:
Main.java
12345@Cacheable("products") @GetMapping public List<Product> getAllProducts() { return productService.getAllProducts(); }
In diesem Beispiel wird die Annotation @Cacheable verwendet, um das Ergebnis der Methode getAllProducts() zu cachen.
Die Annotation @Cacheable("products") gibt an, dass das Ergebnis der Methode getAllProducts() im Cache unter dem Namen products gespeichert wird. Wenn die Methode erneut mit den gleichen Parametern aufgerufen wird, sucht Spring das Ergebnis im Cache products, anstatt die Methode erneut auszuführen.
Geschichtetes System
Das Layered System-Prinzip in REST-APIs bedeutet, dass der Client nicht nur mit einem Server interagiert, sondern über mehrere Ebenen arbeitet. Dies lässt sich anhand der Drei-Schichten-Architektur in Spring Boot erläutern.
Wenn der Client eine Anfrage sendet, durchläuft sie alle drei Ebenen: vom Controller zum Service und dann zum Repository und zurück. Diese Trennung trägt dazu bei, das System übersichtlich zu halten und erleichtert die Wartung des Codes.
Code on Demand
Obwohl weniger gebräuchlich, kann eine REST-API ausführbaren Code an den Client zurückgeben, der auf dessen Seite ausgeführt wird. Dieses Prinzip wird selten angewendet und erfordert zusätzliche Sicherheitsmaßnahmen.
Beispielsweise kann eine API JavaScript-Code zurückgeben, der im Browser des Clients ausgeführt wird, um Daten zu verarbeiten oder weitere Aufgaben zu übernehmen. Dies ist nützlich für das dynamische Nachladen von Funktionalitäten basierend auf Anfragen, wie etwa Formularverarbeitung oder Client-seitige Datenvalidierung.
Zusammenfassung
Die grundlegenden Prinzipien von REST sind wesentliche Leitlinien für die Erstellung flexibler und wartbarer APIs. In Spring Boot werden diese Prinzipien durch Annotationen wie @RestController, @Cacheable umgesetzt, die die Entwicklung von gut strukturierten und effizienten Systemen für die Interaktion mit Clients erleichtern.
1. Welches REST-Prinzip ermöglicht es dem Client, mit einer Ressource unter Verwendung standardisierter HTTP-Methoden zu interagieren?
2. Was bedeutet das Stateless-Prinzip in REST?
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