REST API与WebSocket API区别详解

• API分类

  API按照功能一般可以分为账户、交易、行情三类。
  调用接口的方式有两种：REST、WebSocket

• REST，即Representational State Transfer（表现层状态转换）

Roy Thomas Fielding于2000年提出的一种万维网软件架构风格，目的是便于不同软件/程序在网络中互相传递信息。

REST是根基于超文本传输协议(HTTP)之上而确定的一组约束和属性，是一种设计提供万维网络服务的软件构建风格。

匹配或兼容于这种架构风格(简称为 REST 或 RESTful)的网络服务，允许客户端发出以统一资源标识符访问和操作网络资源的请求，而与预先定义好的无状态操作集一致化。因此表现层状态转换提供了在互联网络的计算系统之间，彼此资源可交互使用的协作性质(interoperability)。相对于其它种类的网络服务，例如 SOAP服务则是以本身所定义的操作集，来访问网络上的资源。

三种主流的Web服务实现方案，REST、SOAP、XML-RPC。

REST是设计风格而不是标准。REST通常基于使用HTTP，URI，和XML以及HTML这些现有的广泛流行的协议和标准。

• 资源是由URI来指定。
• 对资源的操作包括获取、创建、修改和删除资源，这些操作正好对应HTTP协议提供的GET、POST、PUT和DELETE方法。
• 通过操作资源的表现形式来操作资源。
• 资源的表现形式则是XML或者HTML，取决于读者是机器还是人，是消费web服务的客户软件还是web浏览器。当然也可以是任何其他的格式，例如JSON。

• 架构约束

  • 客户-服务器（Client-Server）
    • 通信只能由客户端单方面发起，表现为请求-响应的形式。
  • 无状态（Stateless）
    • 通信的会话状态（Session State）应该全部由客户端负责维护。
  • 缓存（Cache）
    • 响应内容可以在通信链的某处被缓存，以改善网络效率。
  • 统一接口（Uniform Interface）
    • 通信链的组件之间通过统一的接口相互通信，以提高交互的可见性。
  • 分层系统（Layered System）
    • 通过限制组件的行为（即每个组件只能“看到”与其交互的紧邻层），将架构分解为若干等级的层。
  • 按需代码（Code-On-Demand，可选）
    • 支持通过下载并执行一些代码（例如Java Applet、Flash或JavaScript），对客户端的功能进行扩展。

• 关于状态：应该注意区别应用的状态和连接协议的状态。HTTP连接是无状态的（也就是不记录每个连接的信息），而REST传输会包含应用的所有状态信息，因此可以大幅降低对HTTP连接的重复请求资源消耗

• 匹配REST设计风格的Web API称为RESTful API。它从以下三个方面资源进行定义：

  • 直观简短的资源地址：URI，比如：http://example.com/resources/。
  • 传输的资源：Web服务接受与返回的互联网媒体类型，比如：JSON，XML，YAML等。
  • 对资源的操作：Web服务在该资源上所支持的一系列请求方法（比如：POST，GET，PUT或DELETE）。

• REST的优点[编辑

  • 可更高效利用缓存来提高响应速度
  • 通讯本身的无状态性可以让不同的服务器的处理一系列请求中的不同请求，提高服务器的扩展性
  • 浏览器即可作为客户端，简化软件需求
  • 相对于其他叠加在HTTP协议之上的机制，REST的软件依赖性更小
  • 不需要额外的资源发现机制
  • 在软件技术演进中的长期的兼容性更好

• WebSocket API

WebSocket是一种在单个TCP连接上进行全双工通信的协议。WebSocket通信协议于2011年被IETF定为标准RFC 6455，并由RFC7936补充规范。WebSocket API也被W3C定为标准。

WebSocket使得客户端和服务器之间的数据交换变得更加简单，允许服务端主动向客户端推送数据。在WebSocket API中，浏览器和服务器只需要完成一次握手，两者之间就直接可以创建持久性的连接，并进行双向数据传输。

为了创建Websocket连接，需要通过浏览器发出请求，之后服务器进行回应，这个过程通常称为“握手”（handshaking）。

现在，很多网站为了实现推送技术，所用的技术都是轮询。轮询是在特定的的时间间隔（如每1秒），由浏览器对服务器发出HTTP请求，然后由服务器返回最新的数据给客户端的浏览器。这种传统的模式带来很明显的缺点，即浏览器需要不断的向服务器发出请求，然而HTTP请求可能包含较长的头部，其中真正有效的数据可能只是很小的一部分，显然这样会浪费很多的带宽等资源。

而比较新的技术去做轮询的效果是Comet。这种技术虽然可以双向通信，但依然需要反复发出请求。而且在Comet中，普遍采用的长链接，也会消耗服务器资源。

在这种情况下，HTML5定义了WebSocket协议，能更好的节省服务器资源和带宽，并且能够更实时地进行通讯。

Websocket使用ws或wss的统一资源标志符，类似于HTTPS，其中wss表示在TLS之上的Websocket。如：

ws://example.com/wsapi
wss://secure.example.com/

Websocket使用和 HTTP 相同的 TCP 端口，可以绕过大多数防火墙的限制。默认情况下，Websocket协议使用80端口；运行在TLS之上时，默认使用443端口。

• 优点

  • 较少的控制开销。在连接创建后，服务器和客户端之间交换数据时，用于协议控制的数据包头部相对较小。在不包含扩展的情况下，对于服务器到客户端的内容，此头部大小只有2至10字节（和数据包长度有关）；对于客户端到服务器的内容，此头部还需要加上额外的4字节的掩码。相对于HTTP请求每次都要携带完整的头部，此项开销显著减少了。

  • 更强的实时性。由于协议是全双工的，所以服务器可以随时主动给客户端下发数据。相对于HTTP请求需要等待客户端发起请求服务端才能响应，延迟明显更少；即使是和Comet等类似的长轮询比较，其也能在短时间内更多次地传递数据。

  • 保持连接状态。与HTTP不同的是，Websocket需要先创建连接，这就使得其成为一种有状态的协议，之后通信时可以省略部分状态信息。而HTTP请求可能需要在每个请求都携带状态信息（如身份认证等）。

  • 更好的二进制支持。Websocket定义了二进制帧，相对HTTP，可以更轻松地处理二进制内容。

  • 可以支持扩展。Websocket定义了扩展，用户可以扩展协议、实现部分自定义的子协议。如部分浏览器支持压缩等。

  • 更好的压缩效果。相对于HTTP压缩，Websocket在适当的扩展支持下，可以沿用之前内容的上下文，在传递类似的数据时，可以显著地提高压缩率。

传输控制协议（英语：Transmission Control Protocol，缩写为TCP）是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议，由IETF的RFC 793定义。在简化的计算机网络OSI模型中，它完成第四层传输层所指定的功能，用户数据报协议（UDP）是同一层内另一个重要的传输协议。

互联网协议（英语：Internet Protocol Suite，缩写IPS）是一个网络通信模型，以及一整个网络传输协议家族，为互联网的基础通信架构。它常被通称为TCP/IP协议族（英语：TCP/IP Protocol Suite，或TCP/IP Protocols），简称TCP/IP。因为该协议家族的两个核心协议：TCP（传输控制协议）和IP（网际协议），为该家族中最早通过的标准。

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2019-01-17 09:45:49写于德州