使用Node.js實現RESTful API


RESTful基礎概念

RESTRepresentational State Transfer)描述了一個架構樣式的網絡系統,它首次出如今 2000 Roy Fielding 的博士論文中。在REST服務中,應用程序狀態和功能能夠分爲各類資源。資源向客戶端公開,客戶端能夠對資源進行增刪改操做。資源的例子有:應用程序對象、數據庫記錄、算法等等。node

REST經過抽象資源,提供了一個很是容易理解和使用的API,它使用 URI (Universal Resource Identifier) 惟一表示資源。REST接口使用標準的 HTTP 方法,好比 GETPUTPOST DELET在客戶端和服務器之間傳輸狀態。mysql

狹義的RESTful關注點在於資源,使用URL表示的資源及對資源的操做。Leonard Richardson Sam Ruby 在他們的著做 RESTful Web Services 中引入了術語 REST-RPC 混合架構。REST-RPC 混合 Web 服務不使用信封包裝方法、參數和數據,而是直接經過 HTTP 傳輸數據,這與 REST 樣式的 Web 服務是相似的。可是它不使用標準的 HTTP 方法操做資源。git

和傳統的RPCSOA相比,RESTful的更爲簡單直接,且構建於標準的HTTP之上,使得它很是快速地流行起來。github

 

Node.js能夠用不多代碼簡單地實現一個Web服務,而且它有一個很是活躍的社區,經過Node出色的包管理機制(NPM)能夠很是容易得到各類擴展支持。web

對簡單的應用場景Node.js實現REST是一個很是合適的選擇(有很是多的理由選擇這個或者那個技術棧,本文不會介入各類語言、架構的爭論,咱們着眼點僅僅是簡單)。算法

應用樣例場景

下面,就用一個App遊戲排行榜後臺服務來講明一下如何用Node.js快速地開發一個的RESTful服務。sql

 

App遊戲玩家過關時,會提交遊戲過關時間(秒)數值到REST服務器上,服務器記錄並對過關記錄進行排序,用戶能夠查看遊戲TOP 10排行榜。mongodb

 

遊戲應用提交的數據格式使用JSON表示,以下:數據庫

{express

   "id": "aaa",

   "score": 9.8,

   "token": "aaa-6F9619FF-8B86-D011-B42D-00C04FC964FF"

}

Id爲用戶輸入的用戶名,token用於區別不一樣的用戶,避免id重名,score爲過關所耗費的時間(秒)。

可使用curl做爲客戶端測試RESTful服務。

提交遊戲記錄的命令以下:

curl -d "{\"cmd\":1,\"record\":{\"id\":\"test11\",\"score\":29.8,\"token\":\"aaa\"}}" http://localhost:3000/leaderboards

這個命令的語義不只僅是狹義的REST增刪改,咱們爲它添加一個cmd命令,實際上經過POST一個JSON命令,把這個服務實現爲REST-RPC

刪除遊戲記錄的命令格式以下:

curl -X DELETE http://localhost:3000/leaderboards/aaa

或(使用REST-RPC語義)

curl -d "{\"cmd\":2,\"record\":{\"id\":\"test11\"}}" http://localhost:3000/leaderboards

查看TOP 10命令以下:

curl http://localhost:3000/leaderboards

 

標準REST定義中,POSTPUT有不一樣含義,GET能夠區分單個資源或者資源列表。對這個應用咱們作了簡化,ADDUPDATE都統一使用POST,對單個資源和列表也再也不區分,直接返回TOP 10數據。

一些準備工做

安裝Node.js

本文使用的版本是v5.5.0

尋找一款方便的IDE

本文做者使用Sublime敲打代碼,eclipse+nodeclipse生成框架代碼和調試。

Node.js中基礎的HTTP服務器

Node中,實現一個HTTP服務器是很簡單的事情。在項目根目錄下建立一個叫app.js的文件,並寫入如下代碼:

 

var http = require("http");

 

http.createServer(function(request, response) {

  response.writeHead(200, {"Content-Type": "text/plain"});

  response.write("Hello World");

  response.end();

}).listen(3000);

 

Node.js執行你的腳本:

node server.js

 

打開瀏覽器訪問http://localhost: 3000/,你就會看到一個寫着「Hello World」的網頁。

 

即便徹底不懂Node,也能夠很是直觀的看到這裏經過require引入了一個http模塊,而後使用createServer建立HTTP服務對象,當收到客戶端發出的HTTP請求後,將調用咱們提供的函數,並在回調函數裏寫入返回的頁面。

 

接下來,咱們將把這個簡單的應用擴展爲一個RESTful服務。

 

簡單直觀的RESTful服務

如今須要超越「hello world」,咱們將修改以前的http回調函數,根據請求類型返回不一樣的內容。

代碼以下:

var server = http.createServer(function(req, res) {

    var result;

    switch (req.method) {

       case 'POST':

           break;

       case 'GET':

           break;

       case 'DELETE':

           break;

    }

});

經過req.method,能夠獲得請求的類型。

 

  1. 1.         增長和修改

其中POST請求,是要求咱們添加或更新記錄,請求的數據能夠經過回調獲得。

代碼以下:

           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));

              }

           });

當框架解析讀入數據時,會調用req.on('data', function(chunk)提供的回調函數,咱們把請求的數據記錄在item中,一有數據,就調用item += chunk,直到數據讀入完成,框架調用req.on('end', function()回調,在回調函數中,使用JSON.parse把請求的JSON數據還原爲Javascript對象,這是一個命令對象,經過commandNaNd能夠區分是須要添加或刪除記錄。

addRecord添加或更新記錄。

代碼以下:

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);

    }

}

命令執行結束後,經過res.end(JSON.stringify(result))寫入返回數據。返回數據一樣是一個JSON字符串。

執行結果以下圖:

 

在這個簡單的樣例中,使用了lowdbhttps://github.com/typicode/lowdb#license?utm_source=ourjs.com)。

LowDB 是一個基於Node的純Json文件數據庫,它無需服務器,能夠同步或異步持久化到文件中,也能夠單純做爲內存數據庫,很是快速簡單。LowDB 提供Lo-Dash接口,可使用相似.find({id:record.id})風格的方法進行查詢。經過chain(),能夠把多個操做鏈接在一塊兒,完成數據庫的查找更新操做。

這個簡單的數據庫實現,若是遊戲僅保存得分高的用戶記錄,實際上已經能夠知足咱們的應用了。對更復雜的應用,Node也提供了各類數據庫鏈接模塊,比較常見的是mongodbmysql

 

  1. 2.         返回TOP 10

經過查詢數據庫裏的數據,首先使用.sortBy('score'),取前10個,返回到記錄集中,而後使用JSON.stringify轉爲字符串,經過res返回。

代碼以下:

              var records= [];

              var topTen = db('leaderboards')

                  .chain()

                  .sortBy('score')

                  .take(10)

                  .map(function(record) {

                   records.push(record);

                  })

                  .value();

              res.end(JSON.stringify(records));

執行結果以下圖:

 

  1. 3.         刪除記錄

RESTful的刪除資源ID通常帶着URL裏,相似「http://localhost:3000/leaderboards/aaa」,所以使用var path = parse(req.url).pathname解析出資源ID「aaa」

代碼以下:

                   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;

                            }

執行結果以下圖:

 

至此,咱們實現了一個帶基本功能,可真正使用的RESTful服務。

實際應用場合的REST服務可能會更復雜一些,一個應用或者會提供多個資源URL的服務;或者還同時提供了基本的WEB服務功能;或者REST請求帶有文件上傳等等。

這樣,咱們的簡單實現就不夠看了。

Express框架

Express 是一個基於 Node.js 平臺的 web 應用開發框架,它提供一系列強大的特性,幫助你建立各類 Web應用。

可使用eclipse+nodeclipse生成默認的express應用框架。一個express應用以下所示

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是一個Web服務器實現框架,雖然咱們用不上頁面和頁面渲染,不過做爲樣例,仍是保留了缺省生成的頁面,並對其進行簡單解釋。

在這個生成的框架代碼裏,選擇view engine模板爲ejs,這是一個相似JSPHTML渲染模板引擎,app.get('/', routes.index)表示把HTTP的「/」請求路由給routes.index處理,routes.index對應於工程結構下的index.js文件處理,其內容以下:

exports.index = function(req, res){

  res.render('index', { title: 'Express' });

};

這個函數調用了對應view目錄下的index.ejs模板,並把{ title: 'Express' }傳遞給ejs模板,在ejs模板中,可使用<%= title %>獲得傳入的json對象。

 

Express框架實現RESTful服務

首先咱們實現一個本身的服務類,在routes子目錄中,建立leaderboards.js文件,這個文件結構大體爲定義REST對應的操做函數。

 

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){ 

};

app.js文件中,須要把HTTP請求路由給對應函數。

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); 

 

這樣就把標準Web服務請求路由到leaderboards處理。由於請求中帶有POST數據,可使用

var bodyParser = require('body-parser');

// parse various different custom JSON types as JSON

app.use(bodyParser.json({ limit: '1mb',type: 'application/*' }));

把請求的JSON結構解析後添加到req.body中。Limit是爲避免非法數據佔用服務器資源,正常狀況下,若是解析JSON數據,type應該定義爲'application/*+json',在本應用裏,爲避免某些客戶端請求不指明類型,把全部輸入都解析爲JSON數據了。

'body-parser'是一個頗有用的庫,能夠解析各類類型的HTTP請求數據,包括處理文件上傳,詳細能夠參見https://www.npmjs.com/package/body-parser

 

有了這個路由映射機制,咱們再也不須要考慮URL和數據的解析,僅僅指定路由,實現對應函數就能夠了。

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;

}; 

 

相似http://localhost:3000/leaderboards/aaaURLexpress已經解析到req.param裏了,能夠經過req.param('id')獲得。

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()後,對POST請求中的JSON數據,已經解析好放到req.body裏了,代碼中能夠直接使用。

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的好處是有一些細節能夠扔給框架處理,代碼結構上也更容易寫得清晰一些。

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