S01L06 - HTTP 方法的幂等性

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理解 API 设计中的 Idempotence：全面指南
目录

介绍 .......................................... 1

    了解 HTTP 方法和 Idempotence .......................................... 3

GET 方法 .......................................... 3
DELETE 方法 .......................................... 4
PUT 方法 .......................................... 5
POST 方法 .......................................... 6


为什么 Idempotence 重要 .......................................... 7

    实际示例与代码 .......................................... 8

DELETE 操作示例 .......................................... 8
PUT 操作示例 .......................................... 9
POST 操作示例 .......................................... 10


比较 Idempotent 和 非 Idempotent 方法 .......................................... 11
API 设计中的最佳实践 .......................................... 13
结论 .......................................... 15
补充信息 .......................................... 16


介绍
在 Web 开发和 API（Application Programming Interface）设计领域，了解不同的 HTTP 方法如何操作对于创建高效、可靠和可扩展的应用程序至关重要。开发人员必须掌握的一个基本概念是 idempotence。本指南深入探讨了 idempotence 的复杂性，探索了其重要性、如何应用于各种 HTTP 方法以及在您的 APIs 中实现它的最佳实践。
Idempotence 确保多个相同的请求与单个请求具有相同的效果，这对于维护一致性和可靠性至关重要，尤其是在网络问题可能导致重复请求的分布式系统中。本电子书将提供全面的概述，配有示例、代码片段和比较，以装备您设计强健 APIs 的知识。

了解 HTTP 方法和 Idempotence
HTTP 方法定义了可以在 Web 应用程序中对资源执行的操作。了解这些方法是否是 idempotent 的有助于开发人员在各种条件下预测他们的 APIs 的行为。
GET 方法
定义：GET 方法从指定的资源请求数据。
Idempotence：Idempotent
解释：

安全和只读：GET 请求仅检索数据，不会对服务器的状态进行任何更改。
可重复：多个相同的 GET 请求与单个请求具有相同的效果。

使用示例：




		
		
			
			
Java
			
			GET /cars/125 HTTP/1.1
Host: example.com
			
				
					
				
					1
2
				
						GET /cars/125 HTTP/1.1
Host: example.com
					
				
			
		


DELETE 方法
定义：DELETE 方法从服务器上移除指定的资源。
Idempotence：Idempotent
解释：

状态变化：资源从服务器上被删除。
可重复：多次删除同一资源的效果与第一次删除相同，因为资源在第一次删除后不再存在。

使用示例：




		
		
			
			
Java
			
			DELETE /cars/125 HTTP/1.1
Host: example.com
			
				
					
				
					1
2
				
						DELETE /cars/125 HTTP/1.1
Host: example.com
					
				
			
		


PUT 方法
定义：PUT 方法使用新数据更新当前资源。
Idempotence：Idempotent
解释：

状态变化：使用提供的数据更新资源。
可重复：多个相同的 PUT 请求将导致资源状态与单个请求相同，假设数据保持不变。

使用示例：




		
		
			
			
Java
			
			PUT /cars/125 HTTP/1.1
Host: example.com
Content-Type: application/json

{
  "price": 101
}
			
				
					
				
					1
2
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6
7
				
						PUT /cars/125 HTTP/1.1
Host: example.com
Content-Type: application/json
 
{
  "price": 101
}
					
				
			
		


POST 方法
定义：POST 方法在服务器上创建一个新资源。
Idempotence：非 Idempotent
解释：

状态变化：每次请求都会创建一个新资源。
不可重复：多个相同的 POST 请求将创建重复的资源，导致状态不一致。

使用示例：




		
		
			
			
Java
			
			POST /cars HTTP/1.1
Host: example.com
Content-Type: application/json

{
  "model": "Sedan",
  "price": 100
}
			
				
					
				
					1
2
3
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5
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8
				
						POST /cars HTTP/1.1
Host: example.com
Content-Type: application/json
 
{
  "model": "Sedan",
  "price": 100
}
					
				
			
		



为什么 Idempotence 重要
Idempotence 是 API 可靠性和稳健性的基石。以下是其重要性的原因：

错误处理：在网络问题导致客户端重新发送请求的情况下，idempotent 方法可以防止意外的副作用，确保一致性。
可扩展性：idempotent 操作可以安全地重试而不会损害数据完整性，这对于负载均衡系统和分布式架构至关重要。
缓存：idempotent 的 GET 请求可以有效地缓存，通过减少不必要的服务器负载来提升性能。
一致性：确保服务器的状态保持可预测，使调试和维护更加容易。

了解哪些 HTTP 方法是 idempotent 的，可以帮助开发人员在各种条件下设计行为一致的 APIs，增强用户体验和系统的弹性。

实际示例与代码
为了巩固对 idempotence 的理解，让我们通过使用常见 HTTP 方法的实际示例来进行探讨。我们将使用与汽车库存系统相关的示例端点。
DELETE 操作示例
场景：删除 ID 为 125 的汽车。
端点：/cars/125
HTTP 方法：DELETE
行为：

第一次请求：从服务器上移除汽车资源。
后续请求：由于资源在第一次删除后不再存在，因此不会发生任何变化。

示例代码（使用 cURL）：




		
		
			
			
Java
			
			# 第一次 DELETE 请求
curl -X DELETE http://example.com/cars/125

# 响应：
HTTP/1.1 204 No Content

# 第二次 DELETE 请求
curl -X DELETE http://example.com/cars/125

# 响应：
HTTP/1.1 404 Not Found
Content-Type: application/json

{
  "error": "Car not found."
}
			
				
					
				
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						# 第一次 DELETE 请求
curl -X DELETE http://example.com/cars/125
 
# 响应：
HTTP/1.1 204 No Content
 
# 第二次 DELETE 请求
curl -X DELETE http://example.com/cars/125
 
# 响应：
HTTP/1.1 404 Not Found
Content-Type: application/json
 
{
  "error": "Car not found."
}
					
				
			
		


解释：

第一次 DELETE 请求成功移除了汽车。
第二次 DELETE 请求优雅地失败，表明汽车不存在，从而保持了 idempotence。

PUT 操作示例
场景：将 ID 为 125 的汽车价格更新为 $101K。
端点：/cars/125
HTTP 方法：PUT
行为：

第一次请求：将汽车价格从 $100K 更新为 $101K。
后续请求：再次尝试将价格更新为 $101K 不会导致任何变化。

示例代码（使用 cURL）：




		
		
			
			
Java
			
			# 第一次 PUT 请求
curl -X PUT http://example.com/cars/125 \
     -H "Content-Type: application/json" \
     -d '{"price": 101}'

# 响应：
HTTP/1.1 200 OK
Content-Type: application/json

{
  "id": 125,
  "price": 101
}

# 第二次 PUT 请求
curl -X PUT http://example.com/cars/125 \
     -H "Content-Type: application/json" \
     -d '{"price": 101}'

# 响应：
HTTP/1.1 200 OK
Content-Type: application/json

{
  "id": 125,
  "price": 101
}
			
				
					
				
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						# 第一次 PUT 请求
curl -X PUT http://example.com/cars/125 \
     -H "Content-Type: application/json" \
     -d '{"price": 101}'
 
# 响应：
HTTP/1.1 200 OK
Content-Type: application/json
 
{
  "id": 125,
  "price": 101
}
 
# 第二次 PUT 请求
curl -X PUT http://example.com/cars/125 \
     -H "Content-Type: application/json" \
     -d '{"price": 101}'
 
# 响应：
HTTP/1.1 200 OK
Content-Type: application/json
 
{
  "id": 125,
  "price": 101
}
					
				
			
		


解释：

两个请求均导致资源状态相同，展示了 idempotence。

POST 操作示例
场景：创建一个新的汽车条目。
端点：/cars/
HTTP 方法：POST
行为：

第一次请求：创建一个具有唯一 ID 的新汽车资源。
后续请求：每个请求都会创建一个新汽车，如果未正确处理，可能导致重复。

示例代码（使用 cURL）：




		
		
			
			
Java
			
			# 第一次 POST 请求
curl -X POST http://example.com/cars/ \
     -H "Content-Type: application/json" \
     -d '{"model": "Sedan", "price": 100}'

# 响应：
HTTP/1.1 201 Created
Content-Type: application/json

{
  "id": 126,
  "model": "Sedan",
  "price": 100
}

# 第二次 POST 请求（相同数据）
curl -X POST http://example.com/cars/ \
     -H "Content-Type: application/json" \
     -d '{"model": "Sedan", "price": 100}'

# 响应：
HTTP/1.1 201 Created
Content-Type: application/json

{
  "id": 127,
  "model": "Sedan",
  "price": 100
}
			
				
					
				
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						# 第一次 POST 请求
curl -X POST http://example.com/cars/ \
     -H "Content-Type: application/json" \
     -d '{"model": "Sedan", "price": 100}'
 
# 响应：
HTTP/1.1 201 Created
Content-Type: application/json
 
{
  "id": 126,
  "model": "Sedan",
  "price": 100
}
 
# 第二次 POST 请求（相同数据）
curl -X POST http://example.com/cars/ \
     -H "Content-Type: application/json" \
     -d '{"model": "Sedan", "price": 100}'
 
# 响应：
HTTP/1.1 201 Created
Content-Type: application/json
 
{
  "id": 127,
  "model": "Sedan",
  "price": 100
}
					
				
			
		


解释：

每个 POST 请求都会创建一个具有唯一 ID 的新资源，使其非 idempotent。


比较 Idempotent 和 非 Idempotent 方法
了解 idempotent 和非 idempotent 方法之间的差异对于有效的 API 设计至关重要。下表提供了一个比较概述：


HTTP 方法
操作
Idempotent
描述


GET
读取
是
在不修改服务器状态的情况下检索数据。


DELETE
移除
是
删除指定的资源；重复删除不会有进一步的影响。


PUT
更新/创建
是
更新资源；使用相同数据的重复更新不会有额外的影响。


POST
创建
否
创建新资源；重复请求可能会创建重复资源。


关键要点

Idempotent 方法：可以安全地重试而不会导致意外的副作用。包括 GET、DELETE 和 PUT。
非 Idempotent 方法：重试可能会导致多次状态变化。包括 POST。

API 设计的影响：

使用 Idempotent 方法：在预期有可重复性的操作中使用，不应导致不一致的状态。
谨慎处理非 Idempotent 方法：通过实施请求验证或唯一性约束来防止像重复记录这样的问题。


API 设计中的最佳实践
在设计 API 时考虑 idempotence 能够提升其可靠性和用户体验。以下是一些最佳实践：
1. 选择合适的 HTTP 方法

使用 GET：用于在没有副作用的情况下检索数据。
使用 DELETE：用于安全地移除资源。
使用 PUT：用于更新现有资源。
使用 POST：用于创建新资源，确保后端适当处理重复。

2. 实施适当的错误处理

返回适当的 HTTP 状态码（例如，删除不存在的资源时返回 404 Not Found）。
提供有意义的错误消息以指导用户和开发人员。

3. 确保操作的 Idempotent

设计操作以可重复执行而不会产生不良影响。
对于 PUT 请求，确保多个相同的更新不会改变资源超出第一次请求。

4. 管理资源标识符

为资源使用唯一标识符以防止重复。
在服务器端实施检查以优雅地处理重复的 POST 请求。

5. 策略性地利用缓存

利用 idempotent 的 GET 请求进行缓存以提升性能。
确保缓存失效策略不会影响数据完整性。

6. 记录 API 行为

清楚记录哪些方法是 idempotent 的。
提供使用示例以指导开发人员正确地与 API 交互。

7. 保护您的 API

实施身份验证和授权以保护资源。
使用 HTTPS 加密传输中的数据，确保安全通信。

示例：在 Node.js 中实现 Idempotent PUT 请求




		
		
			
			
Java
			
			const express = require('express');
const app = express();
app.use(express.json());

let cars = {
  125: { id: 125, price: 100 }
};

app.put('/cars/:id', (req, res) => {
  const id = req.params.id;
  const { price } = req.body;

  if (!cars[id]) {
    return res.status(404).json({ error: 'Car not found.' });
  }

  cars[id].price = price;
  res.status(200).json(cars[id]);
});

app.listen(3000, () => {
  console.log('Server running on port 3000');
});
			
				
					
				
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						const express = require('express');
const app = express();
app.use(express.json());
 
let cars = {
  125: { id: 125, price: 100 }
};
 
app.put('/cars/:id', (req, res) => {
  const id = req.params.id;
  const { price } = req.body;
 
  if (!cars[id]) {
    return res.status(404).json({ error: 'Car not found.' });
  }
 
  cars[id].price = price;
  res.status(200).json(cars[id]);
});
 
app.listen(3000, () => {
  console.log('Server running on port 3000');
});
					
				
			
		


解释：

PUT 端点更新汽车的价格。
重复发送相同的 PUT 请求并不会改变服务器状态，超出初始更新，保持了 idempotence。


结论
Idempotence 是 API 设计中的一个基本原则，确保操作可以重复而不会导致意外的副作用。通过了解哪些 HTTP 方法是 idempotent 的并实施最佳实践，开发人员可以创建可靠、可扩展和可维护的 APIs。
关键要点：

Idempotent 方法：GET、DELETE 和 PUT 可以安全地重试而不会改变系统状态超出初始请求。
非 Idempotent 方法：POST 可能会导致资源重复，如果未正确处理。
最佳实践：选择合适的 HTTP 方法，实施稳健的错误处理，仔细管理资源标识符，并清楚地记录 API 行为。

在 API 设计中拥抱 idempotence 不仅增强了应用程序的稳健性，还提升了用户体验的顺畅性和可预测性。
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补充信息
比较表：Idempotent 和 非 Idempotent 方法


方面
Idempotent 方法
非 Idempotent 方法


HTTP 方法
GET, DELETE, PUT
POST


操作效果
可以重复执行而不会产生额外的副作用
重复操作可能导致重复操作


使用场景
数据检索、资源删除、资源更新
创建新资源


服务器状态
多次请求后保持一致
可能导致状态不一致


错误处理
由于结果可预测，错误处理简化
需要仔细处理以防止重复


何时及如何使用特定的 HTTP 方法


HTTP 方法
使用场景
何时避免使用


GET
从服务器检索数据
当需要修改数据时


DELETE
从服务器删除资源
当不应允许删除时


PUT
更新现有资源
在没有预定义 ID 的情况下创建资源


POST
创建新资源而不重复
当需要 idempotence 时


语法概述
GET 请求语法：




		
		
			
			
Java
			
			GET /resource/path HTTP/1.1
Host: example.com
			
				
					
				
					1
2
				
						GET /resource/path HTTP/1.1
Host: example.com
					
				
			
		


DELETE 请求语法：




		
		
			
			
Java
			
			DELETE /resource/path/id HTTP/1.1
Host: example.com
			
				
					
				
					1
2
				
						DELETE /resource/path/id HTTP/1.1
Host: example.com
					
				
			
		


PUT 请求语法：




		
		
			
			
Java
			
			PUT /resource/path/id HTTP/1.1
Host: example.com
Content-Type: application/json

{
  "key": "value"
}
			
				
					
				
					1
2
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4
5
6
7
				
						PUT /resource/path/id HTTP/1.1
Host: example.com
Content-Type: application/json
 
{
  "key": "value"
}
					
				
			
		


POST 请求语法：




		
		
			
			
Java
			
			POST /resource/path/ HTTP/1.1
Host: example.com
Content-Type: application/json

{
  "key": "value"
}
			
				
					
				
					1
2
3
4
5
6
7
				
						POST /resource/path/ HTTP/1.1
Host: example.com
Content-Type: application/json
 
{
  "key": "value"
}
					
				
			
		


附加资源

RFC 7231: 超文本传输协议 (HTTP/1.1)：语义和内容
RESTful API 设计最佳实践
理解 REST APIs 中的 Idempotency


注意：本文由 AI 生成。

S01L06 – HTTP 方法的幂等性

理解 API 设计中的 Idempotence：全面指南

目录

介绍

了解 HTTP 方法和 Idempotence

GET 方法

DELETE 方法

PUT 方法

POST 方法

为什么 Idempotence 重要

实际示例与代码

DELETE 操作示例

PUT 操作示例

POST 操作示例

比较 Idempotent 和非 Idempotent 方法

关键要点

API 设计中的最佳实践

1. 选择合适的 HTTP 方法

2. 实施适当的错误处理

3. 确保操作的 Idempotent

4. 管理资源标识符

5. 策略性地利用缓存

6. 记录 API 行为

7. 保护您的 API

结论

SEO 关键词

补充信息

比较表：Idempotent 和非 Idempotent 方法

何时及如何使用特定的 HTTP 方法

语法概述

附加资源

HTTP 方法	操作	Idempotent	描述
GET	读取	是	在不修改服务器状态的情况下检索数据。
DELETE	移除	是	删除指定的资源；重复删除不会有进一步的影响。
PUT	更新/创建	是	更新资源；使用相同数据的重复更新不会有额外的影响。
POST	创建	否	创建新资源；重复请求可能会创建重复资源。

方面	Idempotent 方法	非 Idempotent 方法
HTTP 方法	GET, DELETE, PUT	POST
操作效果	可以重复执行而不会产生额外的副作用	重复操作可能导致重复操作
使用场景	数据检索、资源删除、资源更新	创建新资源
服务器状态	多次请求后保持一致	可能导致状态不一致
错误处理	由于结果可预测，错误处理简化	需要仔细处理以防止重复

HTTP 方法	使用场景	何时避免使用
GET	从服务器检索数据	当需要修改数据时
DELETE	从服务器删除资源	当不应允许删除时
PUT	更新现有资源	在没有预定义 ID 的情况下创建资源
POST	创建新资源而不重复	当需要 idempotence 时

理解 API 设计中的 Idempotence：全面指南

目录

介绍

了解 HTTP 方法和 Idempotence

GET 方法

DELETE 方法

PUT 方法

POST 方法

为什么 Idempotence 重要

实际示例与代码

DELETE 操作示例

PUT 操作示例

POST 操作示例

比较 Idempotent 和 非 Idempotent 方法

关键要点

API 设计中的最佳实践

1. 选择合适的 HTTP 方法

2. 实施适当的错误处理

3. 确保操作的 Idempotent

4. 管理资源标识符

5. 策略性地利用缓存

6. 记录 API 行为

7. 保护您的 API

结论

SEO 关键词

补充信息

比较表：Idempotent 和 非 Idempotent 方法

何时及如何使用特定的 HTTP 方法

语法概述

附加资源

比较 Idempotent 和非 Idempotent 方法

比较表：Idempotent 和非 Idempotent 方法