使用Node.js实现RESTful API的示例
yuchzhen 人气:0RESTful基础概念
REST（Representational State Transfer）描述了一个架构样式的网络系统，它首次出现在 2000 年 Roy Fielding 的博士论文中。在REST服务中，应用程序状态和功能可以分为各种资源。资源向客户端公开，客户端可以对资源进行增删改操作。资源的例子有：应用程序对象、数据库记录、算法等等。
REST通过抽象资源，提供了一个非常容易理解和使用的API，它使用 URI (Universal Resource Identifier) 唯一表示资源。REST接口使用标准的 HTTP 方法，比如 GET、PUT、POST 和 DELET在客户端和服务器之间传输状态。
狭义的RESTful关注点在于资源，使用URL表示的资源及对资源的操作。Leonard Richardson 和 Sam Ruby 在他们的著作 RESTful Web Services 中引入了术语 REST-RPC 混合架构。REST-RPC 混合 Web 服务不使用信封包装方法、参数和数据，而是直接通过 HTTP 传输数据，这与 REST 样式的 Web 服务是类似的。但是它不使用标准的 HTTP 方法操作资源。
和传统的RPC、SOA相比，RESTful的更为简单直接，且构建于标准的HTTP之上，使得它非常快速地流行起来。
Node.js可以用很少代码简单地实现一个Web服务，并且它有一个非常活跃的社区，通过Node出色的包管理机制（NPM）可以非常容易获得各种扩展支持。
对简单的应用场景Node.js实现REST是一个非常合适的选择（有非常多的理由选择这个或者那个技术栈，本文不会介入各种语言、架构的争论，我们着眼点仅仅是简单）。
应用样例场景
下面，就用一个App游戏排行榜后台服务来说明一下如何用Node.js快速地开发一个的RESTful服务。
当App游戏玩家过关时，会提交游戏过关时间（秒）数值到REST服务器上，服务器记录并对过关记录进行排序，用户可以查看游戏TOP 10排行榜。
游戏应用提交的数据格式使用JSON表示，如下：
{
"id": "aaa",
"score": 9.8,
"token": "aaa-6F9619FF-8B86-D011-B42D-00C04FC964FF"
}；
Id为用户输入的用户名，token用于区别不同的用户，避免id重名，score为过关所耗费的时间（秒）。
可以使用curl作为客户端测试RESTful服务。
提交游戏记录的命令如下：
curl -d "{\"cmd\":1,\"record\":{\"id\":\"test11\",\"score\":29.8,\"token\":\"aaa\"}}" http://localhost:3000/leaderboards
这个命令的语义不仅仅是狭义的REST增删改，我们为它添加一个cmd命令，实际上通过POST一个JSON命令，把这个服务实现为REST-RPC。
删除游戏记录的命令格式如下：
curl -X DELETE http://localhost:3000/leaderboards/aaa
或（使用REST-RPC语义）
curl -d "{\"cmd\":2,\"record\":{\"id\":\"test11\"}}" http://localhost:3000/leaderboards
查看TOP 10命令如下：
curl http://localhost:3000/leaderboards
标准REST定义中，POST和PUT有不同含义，GET可以区分单个资源或者资源列表。对这个应用我们做了简化，ADD和UPDATE都统一使用POST，对单个资源和列表也不再区分，直接返回TOP 10数据。
一些准备工作
安装Node.js
本文使用的版本是v5.5.0。
寻找一款方便的IDE
本文作者使用Sublime敲打代码，eclipse+nodeclipse生成框架代码和调试。
Node.js中基础的HTTP服务器
在Node中，实现一个HTTP服务器是很简单的事情。在项目根目录下创建一个叫app.js的文件，并写入以下代码：
var http = require("http");
http.createServer(function(request, response) {
response.writeHead(200, {"Content-Type": "text/plain"});
response.write("Hello World");
response.end();
}).listen(3000);
用Node.js执行你的脚本：node server.js
打开浏览器访问http://localhost: 3000/，你就会看到一个写着“Hello World”的网页。
即使完全不懂Node，也可以非常直观的看到这里通过require引入了一个http模块，然后使用createServer创建HTTP服务对象，当收到客户端发出的HTTP请求后，将调用我们提供的函数，并在回调函数里写入返回的页面。
接下来，我们将把这个简单的应用扩展为一个RESTful服务。
简单直观的RESTful服务
现在需要超越“hello world”，我们将修改之前的http回调函数，根据请求类型返回不同的内容。
代码如下：
var server = http.createServer(function(req, res) {
var result;
switch (req.method) {
case 'POST':
break;
case 'GET':
break;
case 'DELETE':
break;
}
});
通过req.method，可以得到请求的类型。
1. 增加和修改
其中POST请求，是要求我们添加或更新记录，请求的数据可以通过回调得到。
代码如下：
var item = '';
req.setEncoding('utf8');
req.on('data', function(chunk) {
item += chunk;
});
req.on('end', function() {
try {
var command = JSON.parse(item);
console.log(commandNaNd+ ';'+ command.record.id+ ':'+ command.record.score+ '('+ command.record.token+ ')');
if (commandNaNd === CMD.UPDATE_SCORE){
addRecord(command.record,result);
}
else if (commandNaNd === CMD.DEL_USE){
db('leaderboards').remove({id:command.record.id});
}
res.end(JSON.stringify(result));
}
catch (err) {
result.comment= 'Can\'t accept post, Error: '+ err.message;
result.code= ErrCode.DataError;
console.log(result.comment);
res.end(JSON.stringify(result));
}
});
当框架解析读入数据时，会调用req.on('data', function(chunk)提供的回调函数，我们把请求的数据记录在item中，一有数据，就调用item += chunk，直到数据读入完成，框架调用req.on('end', function()回调，在回调函数中，使用JSON.parse把请求的JSON数据还原为Javascript对象，这是一个命令对象，通过commandNaNd可以区分是需要添加或删除记录。
addRecord添加或更新记录。
代码如下：
function addRecord(record,result) {
var dbRecord = db('leaderboards').find({ id: record.id });
if (dbRecord){
if (dbRecord.token !== record.token){
result.code= ErrCode.DataError;
result.comment= 'User exist';
}
else{
db('leaderboards')
.chain()
.find({id:record.id})
.assign({score:record.score})
.value();
result.comment= 'OK, New Score is '+ record.score;
}
}
else{
db('leaderboards').push(record);
}
}
命令执行结束后，通过res.end(JSON.stringify(result))写入返回数据。返回数据同样是一个JSON字符串。
在这个简单的样例中，使用了lowdb（https://github.com/typicode/lowdb）。
LowDB 是一个基于Node的纯Json文件数据库，它无需服务器，可以同步或异步持久化到文件中，也可以单纯作为内存数据库，非常快速简单。LowDB 提供Lo-Dash接口，可以使用类似.find({id:record.id})风格的方法进行查询。通过chain()，可以把多个操作连接在一起，完成数据库的查找更新操作。
这个简单的数据库实现，如果游戏仅保存得分高的用户记录，实际上已经可以满足我们的应用了。对更复杂的应用，Node也提供了各种数据库连接模块，比较常见的是mongodb或mysql。
2. 返回TOP 10
通过查询数据库里的数据，首先使用.sortBy('score')，取前10个，返回到记录集中，然后使用JSON.stringify转为字符串，通过res返回。
代码如下：
var records= [];
var topTen = db('leaderboards')
.chain()
.sortBy('score')
.take(10)
.map(function(record) {
records.push(record);
})
.value();
res.end(JSON.stringify(records));
3. 删除记录
RESTful的删除资源ID一般带着URL里，类似“http://localhost:3000/leaderboards/aaa”，因此使用var path = parse(req.url).pathname解析出资源ID“aaa”。
代码如下：
case 'DELETE':
result= {code:ErrCode.OK,comment: 'OK'};
try {
var path = parse(req.url).pathname;
var arrPath = path.split("/");
var delObjID= arrPath[arrPath.length-1];
db('leaderboards').remove({id:delObjID});
res.end(JSON.stringify(result));
break;
}
至此，我们实现了一个带基本功能，可真正使用的RESTful服务。
实际应用场合的REST服务可能会更复杂一些，一个应用或者会提供多个资源URL的服务；或者还同时提供了基本的WEB服务功能；或者REST请求带有文件上传等等。
这样，我们的简单实现就不够看了。
Express框架
Express 是一个基于 Node.js 平台的 web 应用开发框架，它提供一系列强大的特性，帮助你创建各种 Web应用。
可以使用eclipse+nodeclipse生成默认的express应用框架。一个express应用如下所示
var express = require('express')
, routes = require('./routes')
, user = require('./routes/user')
, http = require('http')
, path = require('path');
var app = express();
// all environments
app.set('port', process.env.PORT || 3000);
app.set('views', __dirname + '/views');
app.set('view engine', 'ejs');
app.use(express.favicon());
app.use(express.logger('dev'));
app.use(express.bodyParser());
app.use(express.methodOverride());
app.use(app.router);
app.use(express.static(path.join(__dirname, 'public')));
// development only
if ('development' == app.get('env')) {
app.use(express.errorHandler());
}
app.get('/', routes.index);
app.get('/users', user.list);
http.createServer(app).listen(app.get('port'), function(){
console.log('Express server listening on port ' + app.get('port'));
});
Express是一个Web服务器实现框架，虽然我们用不上页面和页面渲染，不过作为样例，还是保留了缺省生成的页面，并对其进行简单解释。
在这个生成的框架代码里，选择view engine模板为ejs，这是一个类似JSP的HTML渲染模板引擎，app.get('/', routes.index)表示把HTTP的“/”请求路由给routes.index处理，routes.index对应于工程结构下的index.js文件处理，其内容如下：
exports.index = function(req, res){
res.render('index', { title: 'Express' });
};
这个函数调用了对应view目录下的index.ejs模板，并把{ title: 'Express' }传递给ejs模板，在ejs模板中，可以使用<%= title %>得到传入的json对象。
Express框架实现RESTful服务
首先我们实现一个自己的服务类，在routes子目录中，创建leaderboards.js文件，这个文件结构大致为定义REST对应的操作函数。
exports.fnList = function(req, res){
};
exports.fnGet = function(req, res){
};
exports.fnDelete = function(req, res){
};
exports.fnUpdate = function(req, res){
};
exports.fnAdd = function(req, res){
};
在app.js文件中，需要把HTTP请求路由给对应函数。
var leaderboards = require('./routes/leaderboards');
…
app.get('/leaderboards', leaderboards.fnList);
app.get('/leaderboards/:id', leaderboards.fnGet);
app.delete('/leaderboards/:id', leaderboards.fnDelete);
app.post('/leaderboards', leaderboards.fnAdd);
app.put('/leaderboards/:id', leaderboards.fnUpdate);
这样就把标准Web服务请求路由到leaderboards处理。因为请求中带有POST数据，可以使用
var bodyParser = require('body-parser');
// parse various different custom JSON types as JSON
app.use(bodyParser.json({ limit: '1mb',type: 'application/*' }));
把请求的JSON结构解析后添加到req.body中。Limit是为避免非法数据占用服务器资源，正常情况下，如果解析JSON数据，type应该定义为'application/*+json',在本应用里，为避免某些客户端请求不指明类型，把所有输入都解析为JSON数据了。
'body-parser'是一个很有用的库，可以解析各种类型的HTTP请求数据，包括处理文件上传，详细可以参见https://www.npmjs.com/package/body-parser。
有了这个路由映射机制，我们不再需要考虑URL和数据的解析，仅仅指定路由，实现对应函数就可以了。
exports.fnList = function(req, res){
var result= {code:ErrCode.OK,comment: 'OK'};
try {
var records= [];
var topTen = db('leaderboards')
.chain()
.sortBy('score')
.take(10)
.map(function(record) {
records.push(record);
})
.value();
res.end(JSON.stringify(records));
}catch (err) {
result.comment= 'Can\'t get leaderboards, Error: '+ err.message;
result.code= ErrCode.DataError;
console.log(result.comment);
res.end(JSON.stringify(result));
}
return;
};
对类似http://localhost:3000/leaderboards/aaa的URL，express已经解析到req.param里了，可以通过req.param('id')得到。
exports.fnDelete = function(req, res){
var result= {code:ErrCode.OK,comment: 'OK'};
try {
var resID= req.param('id');
db('leaderboards').remove(resID);
res.end(JSON.stringify(result));
console.log('delete record:'+ req.param('id'));
}
catch (err) {
result.comment= 'Can\'t DELETE at '+ req.param('id')+ ', Error: '+ err.message;
result.code= ErrCode.DelError;
console.log(result.comment);
res.end(JSON.stringify(result));
}
};
使用了bodyParser.json()后，对POST请求中的JSON数据，已经解析好放到req.body里了，代码中可以直接使用。
function processCmd(req, res){
var result= {code:ErrCode.OK,comment: 'OK'};
try{
var command = req.body;
console.log(req.bodyNaNd+ ';'+ req.body.record.id+ ':'+ req.body.record.score+ '('+ req.body.record.token+ ')');
if (commandNaNd === CMD.UPDATE_SCORE){
addRecord(command.record,result);
console.log('add record:'+ command.record.id);
}
else if (commandNaNd === CMD.DEL_USE){
db('leaderboards').remove({id:command.record.id});
console.log('delete record:'+ command.record.id);
}
res.end(JSON.stringify(result));
}
catch (err) {
result.comment= 'Can\'t accept post, Error: '+ err.message;
result.code= ErrCode.DataError;
console.log(result.comment);
res.end(JSON.stringify(result));
}
return;
}
exports.fnUpdate = function(req, res){
processCmd(req,res);
};
exports.fnAdd = function(req, res){
processCmd(req,res);
};
使用express的好处是有一些细节可以扔给框架处理，代码结构上也更容易写得清晰一些。
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