基于OAS设计可扩展OpenAPI的示例分析

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随着互联网行业的兴起,开发模式已逐步转换为微服务自治:小团队开发微服务,然后通过Restful接口相互调用。开发者们越来越渴望能够使用一种“官话”进行流畅的沟通,甚至实现多种编程语言系统的自动化交互。

开放API战略(Open API Initiativev)于2017年1月发表声明,2月发布实现草案,经过反复讨论, 标准API规范OAS(OpenAPI-Specification)3.0版本在2017年6月诞生。

OAS 3.0架构中将OpenAPI赋予了以下8个模块的定义,其中黄色模块为必选字段,绿色模块为可选字段:

基于OAS设计可扩展OpenAPI的示例分析

各个主要模块工作流如下所示:

基于OAS设计可扩展OpenAPI的示例分析

以下重点说明用户获取使OAS API信息的三个必选部分:

1.1 API基本信息

用户查询获取OpenAPI的基本定义及信息,涉及以下两个模块内容:

l   openapi

是否必选:必选

对象类型:String

类似于XML声明( ),用于设定文件应该使用哪一种规范进行解析。

l   info

是否必选:必选

对象类型:Info Object

这个模块主要提供API的元数据。

以下为一个Info Object样例:

title: Sample Pet Store App    #必须,应用名称
description: This is a sample server for apetstore.   #应用的描述
termsOfService: http://example.com/terms/      #应用的服务条款连接
contact:      #应用提供商的联系方式
   name: API Support
   url: http://www.example.com/support
   email: support@example.com
license:   #应用所遵循的协议
   name: Apache 2.0
   url: http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0.html
version: 1.0.1       #应用版本

1.2 目标服务器信息

用户查询获取服务器的基本定义及信息,涉及以下模块信息:

servers

是否必选:必选

对象类型:[Server Object]

这个模块主要提供和目标服务器的连接信息,如果这个模块没有定义url,根据规范会自动生成一个url为/的Server Object。

例如:

servers:
- url: https://development.gigantic-server.com/v1  #必选,
  description: Development server   #非必选,url描述

1.3 API路径及定义

查询API具体参数,涉及OAS剩余的模块,本文主要介绍paths和components模块。

l   paths

是否必选:必选

对象类型:Paths Object

这个模块主要提供OpenAPI所在的目标服务器的连接信息,如果这个模块没有定义,根据规范会自动生成一个url为/的Server Object。通过多级定义,分别确定API的paths/method,并且通过$ref引用comonents模块中的定义,可以复用响应码等相关信息。对于携带body体的请求类型,requestBody可以提供example(或数组examples),这是非常灵活的(可以传入一个完整的例子,一个参考,甚至是一个URL的例子)。

例如:

/pets:        #URL
     get:     #方法,get/post/..
         description: Returns all pets .    #描述
         responses:         #响应模块
             '200':         #返回码为200,可以使用通配符定义响应
             description: A list of pets.    #响应描述
             content:           #Content字段
                 application/json:
                     schema:
                         type: array 
                         items:
                             $ref: '#/components/schemas/pet' #引用componets

l   components

是否必选:非必选

对象类型:Components Object

这个模块主要提供每个OpenAPI自定义的字段定义,这部分定义的对象往往被paths中具体API进行引用:

−           响应 responses

−           参数 parameters

−           示例 examples

−           请求体 requestBodies

−           标题 headers

−           链接 links

−           回调 callbacks

−           模式 schemas

−           安全体系 securitySchemes

以下为一个Components Object样例:

components:
     schemas: #协议定义
         Category:
             type: object
             properties:
                 id:
                     type: integer
                     format: int64
             name:
                     type: string
         Tag:
             type: object
         properties:
                 id:
                     type: integer
                     format: int64
                 name:
                     type: string
     parameters: #参数定义
         skipParam:
             name: skip
             in: query
             description: number of items to skip
             required: true
             schema:
                 type: integer
             format: int32
         limitParam:
             name: limit
             in: query
             description: max records to return
             required: true
             schema:
                 type: integer
             format: int32
     responses: #返回信息定义
         NotFound:
             description: Entity not found.
         IllegalInput:
             description: Illegal input for operation.
     GeneralError:
         description: General Error
         content:
             application/json:
                 schema:
                     $ref: '#/components/schemas/GeneralError'
     securitySchemes:
         api_key:
             type: apiKey
             name: api_key
             in: header
     petstore_auth:  #认证定义
         type: oauth3
         flows:
             implicit:
                 authorizationUrl: http://example.org/api/oauth/dialog
                 scopes:
                     write:pets: modify pets in your account
                     read:pets: read your pets

2 如何使用OAS 设计可扩展的OpenAPI

OpenAPI规范包含一组有关如何设计REST API的强制性准则,首推协议优先的方法,而非实现优先,因此需要首先设计API接口,然后实现协定接口的代码。

如何实现一个优雅的API是一个非常具有挑战性的工作,开发者需要在庞大的后端系统的支持下,通过合适的方式将API暴露出去,除去单词拼写,路径设计等以外,设计优良的OpenAPI往往具有以下特性:

l   单一职责

单一职责是软件工程中一条著名的原则,实际在设计API时应确保每个API具有单一核心的职责,当某个API职责发生改变时不应该导致其他API发生故障和风险。OAS中不同的API可以在paths模块中引用多个schema,当我们设计新的API或者扩展原有API功能时,如果发现多个API多次引用相同schema,需重点审视每个API是否仍然保持单一职责。

l   抽象API

合适的抽象API 与业务无关的,更通用,而且方便扩展。 具体的API接口设计能解决特定的问题,但是在系统的扩展性和普遍适用性上则相应欠缺,因此需要针对特定的场景分析,避免over-designed(过度设计)和under-engineering(懒惰设计)。

举个简单的例子,我们设计一个paths为/dog的API,那么这个API返回的是具体dog的相关信息,而如果我们进行抽象设计一个paths为/pet的API,将dog作为参数配置在components的parameters中,这样该API的扩展性进行了提升,后续扩展其他宠物比如cat的业务可以在不改变API路径的基础上进行开发,只需要更新component的parameters即可。

l   收敛API

提供给用户的OpenAPI最好支持批量数据处理,而不是让用户一次一次地调用。通过考虑多个API间的关联性,让用户体会到API的简洁性。举例来说,如果用户有可能在调用 API2之前需要API1的结果,那么API提供者应该把API1和API2进行包装。这会减轻用户的记忆负担,API收敛需要符合最少知识的原则,作为用户应该对他所使用的系统有最少的了解,而不是过多介入到系统的细节中,因此在设计API时候,在满足用户诉求的情况下,components模块字段越少越好。设计者往往容易在收敛API时候出现无法保证单一职责的原则的情况,好的设计需要在两者之间取得一个平衡,聚焦于最终的目的:让使用者快好省的用起来。

l   扩展机制

在设计API时需要考虑未来可扩展性,为后续API兼容历史API提供支持。一方面便于开发者自身增加功能,另一方面用户也能参与进来,共建API生态。通过设计定义OAS,可以方便的按照OAS架构设计出面向对象、扩展性良好的API。

l   版本控制

版本控制其实是扩展的一部分,鉴于大量项目在版本控制方面都做的比较糟糕,诸如随心所欲的版本命名、前后格式不一致的版本设定、没有规范的功能迭代,因此在大版本号不变的情况下,需要保障API向前兼容。当API的大版本号改动时,意味着API整体有大的改动,很可能不兼容之前的API,同时可以提醒用户需要查询API更新文档进行适配,否则用户可能在更新API之后出现各种各样难以预测的故障。反之,如果修改小版本号则意味着这是个向前兼容的优化升级,用户可以在例行更新中采用新的API。这种和用户约定好的默契,可以激发用户采用新版本的热情,而不是永远不升级依赖。

l   面向扩展开发

在通过OAS定义完相关信息之后,优雅的OpenAPI在开发过程中应着重思考API的可配置性,API的实现应该面向修改开放的,因此需要将相关诸如参数校验、字段长度等配置项进行抽取,在提供默认配置项的前提下可配置可修改,同时应当允许配置项的新增,例如引入java的可变参数类型等,这样当OAS文档进行修改时,可以尽可能的较少整体API实现的变动量。

以上列举了优雅的OpenAPI所具有的部分特性,与其说OAS设计规范是一个强制的法则,不如说是一种引导式框架,开发者通过遵循规范从而实现高效的敏捷迭代。

当完成OpenAPI的设计开发之后,我们需要将API托管到合适的平台上进行能力开放,优秀的平台减少API提供者的工作量,抽取公共能力使API提供者更加专注于业务功能开发。华为云的API网关集成了监控、流控、负载均衡等一系列功能,可以为开发者提供高性能、高可用的API 托管服务,实现个人、企业API能力的快速开放。

感谢你的阅读,相信你对“基于OAS设计可扩展OpenAPI的示例分析”这一问题有一定的了解,快去动手实践吧,如果想了解更多相关知识点,可以关注创新互联网站!小编会继续为大家带来更好的文章!


本文名称:基于OAS设计可扩展OpenAPI的示例分析
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