REST APIs与微服务：关键差异

在构建基于微服务的应用程序时RESYful API和微服务这两个术语经常相伴出现。然而，它们指的是截然不同的东西。

了解 RESTful API 和微服务之间差异的最简单方式是这样：

微服务：它们是构成更大规模基于微服务的应用程序的单个服务和功能，或者说是构建块。
RESTful API：它们是规则、例程、命令和协议，或者说是将各个微服务集成在一起的粘合剂，使它们能够作为一个单一的应用程序运行。

使用 REST API 和微服务的好处

在微服务领域，REST API 在促进模块化组件之间的通信方面发挥着至关重要的作用。然而，将 REST API 与微服务成功集成会带来一些挑战和注意事项，我们将在这篇博文中简要探讨。

API 设计和一致性：遵守 RESTful API 最佳实践并利用通用设计模式对于在多个 API 之间维护统一的接口至关重要。文档和 API 规范工具有助于实现一致性。
网络延迟和性能：为了最大限度地减少延迟，可以通过合并请求、使用分页和实施服务器端缓存来优化 API 调用。HTTP/2、gRPC 和 GraphQL 等技术可以提高通信效率。
安全性：实施身份验证和授权机制，例如 OAuth 2.0 或 JWT，以保护数据交换。使用 HTTPS 加密并认真管理 API 密钥可进一步提高安全性。
错误处理：遵循既定的约定返回状态代码和错误消息，确保提供清晰且可操作的信息。Circuit Breaker 模式有助于防止服务之间的级联故障。
监控和可观测性：将日志记录、跟踪和指标收集整合到 REST API 中，以获得系统洞察和问题检测。Prometheus、Zipkin 和 Elasticsearch 等工具支持主动解决和优化。

通过解决这些关键方面，开发人员可以在基于微服务的应用程序中充分利用 REST API 的潜力，为高效、有弹性和可维护的软件解决方案铺平道路。

什么是 RESTful API？

让我们从定义 “API” （应用程序编程接口）开始。API 是一组定义好的规则、命令、权限或协议，允许用户和应用程序与特定应用程序或微服务交互并访问数据。在连接微服务以创建基于微服务的应用程序时，API 定义了限制和允许各个服务之间的某些操作、交互、命令和数据共享的规则。

根据 Hackernoon 上的 Mahesh Hadlar 的说法：

API 是一个接口，许多开发人员通过它与数据进行交互。设计良好的 API 总是非常易于使用，使开发人员的工作非常顺畅。API是开发人员的图形用户界面（GUI），如果它令人困惑或不够详细，那么开发人员将开始寻找替代方案或停止使用它。开发人员的体验是衡量 API 质量的最重要指标。

用于构建微服务应用程序的最流行的 API 类型之一称为“RESTful API”或“REST API”。REST API在开发人员中很受欢迎，因为它使用了大多数开发人员都熟悉且易于使用的HTTP命令。以下是 RESTful API 的定义特征：

使用 REST （representational state transfer）模型的 API。
依赖于 Web 开发人员熟悉的 HTTP 编码。
使用 SSL （Secure Sockets Layer）加密。
与语言无关，可用于连接以不同编程语言编写的应用程序和微服务。
REST API 允许您使用 CRUD 操作（创建、检索、更新、删除）创建 Web 应用程序。

REST API 通用的命令（或“动词”）包括：

HTTP PUT
HTTP POST
HTTP DELETE
HTTP GET
HTTP PATCH

开发人员使用这些 RESTful API 命令对应用程序或服务中的不同 “资源” 执行操作。这些资源可以是数据库中与员工、会计详细信息、医疗记录或许多其他内容相关的数据。除了资源之外，RESTful API 还使用 URL（统一资源定位符），使您能够定位和指示要对其执行操作的资源。

RESTful API 命令、规则和协议的熟悉度和可靠性使开发与具有关联 API 的应用程序集成的应用程序变得更加容易。当像Instagram、Twitter、Salesforce或Facebook这样的公司希望使其服务可供与第三方应用程序集成时，这一点尤其正确。

Facebook Messenger平台是RESTful API在实际应用中的一个绝佳示例。Messenger 由各种微服务组成，例如用于发送消息的“Send”和用于附加和发送文件的“Attachment”。为了帮助第三方开发人员创建与这些服务和其他 Messenger 服务集成的应用程序，Facebook 发布了多个 RESTful API。

Facebook对其Messenger的REST API描述如下：

Messenger 平台提供了一组 REST API，可为您提供创建出色的 Messenger 体验所需的工具。从发送丰富的消息，到在 Messenger 上寻找现有客户，再到自定义您的机器人等等，我们的 API 是您使用 Messenger 平台交互的主要方式。

以下是可用于 Messenger 平台的三个 REST API：

发送 API：作为应用与 Messenger 平台集成的主要方式。Send API 允许开发人员创建第三方应用程序，这些应用程序登录到 Facebook Messenger 上的帐户并发送和接收短信和文件附件。这使开发人员能够构建自动回复机器人、聊天机器人以及其他与Messenger平台集成的服务。
附件上传 API：允许你的 App 通过 Messenger 上传和发送图片、音频、视频和文件。此 API 还使上传的资产可重复使用，因此您不必继续上传重复发送的文件。
消息洞察 API： 允许应用检索与 Facebook 页面相关的页面成效分析。这使您的应用可以使用不同的 Facebook 指标，尤其是与对话次数、响应速度、阻止率等相关的指标。

适用于 Facebook、Salesforce 和无数其他基于云的应用程序和微服务的 RESTful API 使应用程序开发人员能够将其应用程序与最广泛的平台和服务连接和集成。这为平台开发人员提供了更大的功能、灵活性、可扩展性和覆盖范围，并鼓励他们以原始平台开发人员可能未曾想象的方式进行创新。

什么是微服务？

解释微服务和基于微服务的应用程序的最佳方式是从单体应用程序的描述开始。

长期以来，企业一直依赖单体应用程序来运行其业务并为其客户提供不同的功能和服务。单体应用程序的服务和功能的所有代码都位于同一段编程中。

TechTarget对单体应用程序的描述如下：

单体软件被设计为自成一体的；程序的组件是相互连接和相互依赖的，而不是像模块化软件程序那样松散耦合。在紧密耦合的架构中，每个组件及其关联的组件都必须存在，才能执行或编译代码。

此外，如果程序中的任何组件需要更新，整个应用程序都必须重写，而在模块化应用程序中，可以更改任何单独的模块（例如微服务），而不会影响程序的其他部分。

当企业刚起步时，单体应用程序架构是有意义的，但随着时间的推移，随着业务和客户群的增长，企业需要对单体进行升级和扩展。这可能会带来挑战，因为单体服务和功能的代码是紧密耦合且高度相互依赖的。

开发人员向单体中添加的新服务和功能越多，未来升级时解开代码的难度就越大。最终，即使要更改单体的一小部分，也几乎不可能不重新编写整个应用程序。此外，扩展单体应用程序也是低效的，因为开发人员必须扩展整个应用程序，而不能仅扩展单个功能或服务。

单体应用程序在升级和扩展方面所面临的挑战，最终促使开发人员创建了基于微服务的应用程序架构。微服务架构风格将单体拆分为其组件功能和服务。然后，它将每个服务开发并运行为一个小型、自治、独立的应用程序，即微服务。最后，它通常使用RESTful API将这些微服务松散地连接起来，使它们协同工作以形成更大的应用程序。

Techopedia对微服务的描述如下：

微服务是将更广泛的平台、应用程序或服务作为一系列组合服务的理念。这些微服务提供专门化、精细化的协作，从而构成更全面的架构模型。

应用程序中微服务的使用可以通过多种不同的方式进行构建。在应用程序中，一个微服务执行一个定义好的任务，例如，对用户进行身份验证、生成特定数据模型或创建特定报表。其理念是，这些微服务通常与语言无关，可以适应任何类型的应用程序，并相互通信或合作以实现总体目标。

API 与微服务：它们如何协同工作

现在，您已经更好地了解了 RESTful API 和微服务，您可以看出这两个概念是如何协同工作以构建基于微服务的应用程序架构的：微服务通过执行各种服务充当应用程序的“构建块”，而“RESTful API”充当将微服务集成到应用程序中的“粘合剂”。

当开发人员使用 RESTful API 和微服务创建这样一个模块化的、面向服务的架构时，企业可以获得以下好处：

可扩展性：应用程序更容易扩展，也更具成本效益，因为您只需要扩展需要它的服务，而不是整个架构。
节省成本：由于升级更快、更容易，因此节省了开发成本。
弹性：更强的预防和控制故障级联的能力。
轻松升级：一种可插拔的模块化架构，有助于更快地添加、升级或删除服务和功能，并减少编码冲突的可能性。
快速开发： 在开发新功能和服务时，加快上市时间。
安全性与合规性：由于微服务的遏制，提高了数据安全性和合规性 – 微服务独立工作，彼此之间没有了解。微服务之间的 RESTful API 连接允许您为数据访问和共享定义严格的规则。
语言不可知： 能够连接以不同语言编程的模块化服务，无论它们在哪种平台上运行。
较小的团队：每个微服务都有更小、更敏捷的开发团队。
敏捷： 更高的敏捷性以更快地响应不断变化的业务需求。
基于云的架构： 微服务通常在基于云的服务（如 Amazon AWS）上运行。

有关这些优势的更详细讨论，请阅读我们的“微服务的优势”指南。

使用REST API与微服务时的挑战与考虑因素

微服务架构的兴起彻底改变了现代软件应用程序的设计和开发方式。凭借其模块化、灵活性和可扩展性的优势，微服务已成为许多开发人员的首选方法。在这些模块化服务之间实现通信的一种流行方法是使用 REST API。虽然 REST API 和微服务的组合可以打造出高效且易于维护的应用程序，但开发人员必须牢记几个挑战和考虑因素。在本节中，我们将探讨开发人员为确保REST API与微服务成功集成而必须解决的关键方面。

API 设计和一致性：

设计良好的 API 对于微服务之间的无缝交互至关重要。但是，确保多个 API 之间的一致性可能具有挑战性。为了维护统一的接口，开发人员应遵循标准化的原则集，例如 RESTful API 最佳实践，并利用常见的设计模式。此外，记录 API 设计并使用 Swagger 或 OpenAPI 等 API 规范工具有助于确保 API 生态系统的一致性和可维护性。

网络延迟和性能：

微服务的分布式特性通常会导致网络延迟增加，从而对应用程序性能产生负面影响。为了最大限度地减少延迟，开发人员应通过合并多个请求为一个请求、使用分页和实施服务器端缓存来优化 API 调用。采用 HTTP/2、gRPC 或 GraphQL 等技术也有助于提高微服务之间的通信效率。

安全性

确保微服务之间的通信安全对于保护敏感数据和防止未经授权的访问至关重要。开发人员应实施身份验证和授权机制，例如 OAuth 2.0 或 JSON Web Tokens（JWT），以确保服务之间的数据安全交换。此外，使用 HTTPS 加密并仔细管理 API 密钥可以进一步增强 REST API 的安全性。

错误处理

强大的错误处理对于确保使用微服务构建的应用程序的可靠性和恢复力至关重要。在设计 REST API 时，开发人员应遵循既定的约定返回状态码和错误消息，从而为客户提供清晰且可操作的信息。实现 Circuit Breaker 模式还有助于防止服务之间的级联故障。

监控和可观测性

监控和可观测性对于维护基于微服务的应用程序的运行状况和性能至关重要。开发人员应将日志记录、跟踪和指标收集整合到其 REST API 中，以获得系统行为的洞察并检测潜在问题。可以使用 Prometheus、Zipkin 和 Elasticsearch 等工具来汇总和分析这些数据，从而促进主动问题解决和系统优化。

如何在几分钟内构建 RESTful API

在讨论了 RESTful API 和微服务之间的区别之后，还有一个问题我们尚未解决：即在架构中为每个微服务手动编写自定义RESTful API需要花费大量时间。开发人员可能需要三周的时间才能手动编写一个简单的RESTful API。

您可以使用像 DreamFactory 这样的现代 iPaaS（集成平台即服务）来绕过这个开发时间。 DreamFactory iPaaS 包括自动 API 生成功能，可帮助您在几分钟内将任何数据库转换为 REST API。DreamFactory 还允许您立即将 SOAP Web 服务转换为 REST API——它将 REST 端点应用于您的 SOAP API，从而使它们更易于使用。

以下是DreamFactory的RESTful API生成功能的简要说明：

结论

成功地在微服务中实现REST API需要仔细考虑各种挑战和最佳实践。通过解决 API 设计和一致性、网络延迟和性能、安全性、错误处理以及监控和可观测性问题，开发人员可以创建强大、高效且可扩展的应用程序，以充分利用微服务架构的潜力。随着技术形势的不断发展，开发人员必须随时了解新兴趋势和进步，以进一步优化其 REST API 和基于微服务的解决方案。通过这样做，他们将能够交付高质量的软件，满足现代企业和用户的动态需求，为在竞争日益激烈的数字世界中持续取得成功奠定基础。