如何設(shè)計(jì)一個(gè)牛逼的Java API接口？

在日常開發(fā)中，總會(huì)接觸到各種接口。前后端數(shù)據(jù)傳輸接口，第三方業(yè)務(wù)平臺(tái)接口。一個(gè)平臺(tái)的前后端數(shù)據(jù)傳輸接口一般都會(huì)在內(nèi)網(wǎng)環(huán)境下通信，而且會(huì)使用安全框架，所以安全性可以得到很好的保護(hù)。這篇文章重點(diǎn)討論一下提供給第三方平臺(tái)的業(yè)務(wù)接口應(yīng)當(dāng)如何設(shè)計(jì)？我們應(yīng)該考慮哪些問題？

主要從以上三個(gè)方面來設(shè)計(jì)一個(gè)安全的API接口。

一 安全性問題

安全性問題是一個(gè)接口必須要保證的規(guī)范。如果接口保證不了安全性，那么你的接口相當(dāng)于直接暴露在公網(wǎng)環(huán)境中任人蹂躪。

1.1 調(diào)用接口的先決條件-token

獲取token一般會(huì)涉及到幾個(gè)參數(shù)appid，appkey，timestamp，nonce，sign。我們通過以上幾個(gè)參數(shù)來獲取調(diào)用系統(tǒng)的憑證。

appid和appkey可以直接通過平臺(tái)線上申請，也可以線下直接頒發(fā)。appid是全局唯一的，每個(gè)appid將對應(yīng)一個(gè)客戶，appkey需要高度保密。

timestamp是時(shí)間戳，使用系統(tǒng)當(dāng)前的unix時(shí)間戳。時(shí)間戳的目的就是為了減輕DOS攻擊。防止請求被攔截后一直嘗試請求接口。服務(wù)器端設(shè)置時(shí)間戳閥值，如果請求時(shí)間戳和服務(wù)器時(shí)間超過閥值，則響應(yīng)失敗。

nonce是隨機(jī)值。隨機(jī)值主要是為了增加sign的多變性，也可以保護(hù)接口的冪等性，相鄰的兩次請求nonce不允許重復(fù)，如果重復(fù)則認(rèn)為是重復(fù)提交，響應(yīng)失敗。

sign是參數(shù)簽名，將appkey，timestamp，nonce拼接起來進(jìn)行md5加密（當(dāng)然使用其他方式進(jìn)行不可逆加密也沒問題）。

token，使用參數(shù)appid，timestamp，nonce，sign來獲取token，作為系統(tǒng)調(diào)用的唯一憑證。token可以設(shè)置一次有效（這樣安全性更高），也可以設(shè)置時(shí)效性，這里推薦設(shè)置時(shí)效性。如果一次有效的話這個(gè)接口的請求頻率可能會(huì)很高。token推薦加到請求頭上，這樣可以跟業(yè)務(wù)參數(shù)完全區(qū)分開來。

1.2 使用POST作為接口請求方式

一般調(diào)用接口最常用的兩種方式就是GET和POST。兩者的區(qū)別也很明顯，GET請求會(huì)將參數(shù)暴露在瀏覽器URL中，而且對長度也有限制。為了更高的安全性，所有接口都采用POST方式請求。

1.3 客戶端IP白名單

ip白名單是指將接口的訪問權(quán)限對部分ip進(jìn)行開放。這樣就能避免其他ip進(jìn)行訪問攻擊，設(shè)置ip白名單比較麻煩的一點(diǎn)就是當(dāng)你的客戶端進(jìn)行遷移后，就需要重新聯(lián)系服務(wù)提供者添加新的ip白名單。設(shè)置ip白名單的方式很多，除了傳統(tǒng)的防火墻之外，spring cloud alibaba提供的組件sentinel也支持白名單設(shè)置。為了降低api的復(fù)雜度，推薦使用防火墻規(guī)則進(jìn)行白名單設(shè)置。

1.4 單個(gè)接口針對ip限流

限流是為了更好的維護(hù)系統(tǒng)穩(wěn)定性。使用redis進(jìn)行接口調(diào)用次數(shù)統(tǒng)計(jì)，ip+接口地址作為key，訪問次數(shù)作為value，每次請求value+1，設(shè)置過期時(shí)長來限制接口的調(diào)用頻率。

1.5 記錄接口請求日志

使用aop全局記錄請求日志，快速定位異常請求位置，排查問題原因。

1.6 敏感數(shù)據(jù)脫敏

在接口調(diào)用過程中，可能會(huì)涉及到訂單號(hào)等敏感數(shù)據(jù)，這類數(shù)據(jù)通常需要脫敏處理，最常用的方式就是加密。加密方式使用安全性比較高的RSA非對稱加密。非對稱加密算法有兩個(gè)密鑰，這兩個(gè)密鑰完全不同但又完全匹配。只有使用匹配的一對公鑰和私鑰，才能完成對明文的加密和解密過程。

二 冪等性問題

冪等性是指任意多次請求的執(zhí)行結(jié)果和一次請求的執(zhí)行結(jié)果所產(chǎn)生的影響相同。說的直白一點(diǎn)就是查詢操作無論查詢多少次都不會(huì)影響數(shù)據(jù)本身，因此查詢操作本身就是冪等的。但是新增操作，每執(zhí)行一次數(shù)據(jù)庫就會(huì)發(fā)生變化，所以它是非冪等的。

冪等問題的解決有很多思路，這里講一種比較嚴(yán)謹(jǐn)?shù)摹Ｌ峁┮粋€(gè)生成隨機(jī)數(shù)的接口，隨機(jī)數(shù)全局唯一。調(diào)用接口的時(shí)候帶入隨機(jī)數(shù)。第一次調(diào)用，業(yè)務(wù)處理成功后，將隨機(jī)數(shù)作為key，操作結(jié)果作為value，存入redis，同時(shí)設(shè)置過期時(shí)長。第二次調(diào)用，查詢r(jià)edis，如果key存在，則證明是重復(fù)提交，直接返回錯(cuò)誤。

三 數(shù)據(jù)規(guī)范問題

3.1 版本控制

一套成熟的API文檔，一旦發(fā)布是不允許隨意修改接口的。這時(shí)候如果想新增或者修改接口，就需要加入版本控制，版本號(hào)可以是整數(shù)類型，也可以是浮點(diǎn)數(shù)類型。一般接口地址都會(huì)帶上版本號(hào)，http://ip:port//v1/list。

3.2 響應(yīng)狀態(tài)碼規(guī)范

一個(gè)牛逼的API，還需要提供簡單明了的響應(yīng)值，根據(jù)狀態(tài)碼就可以大概知道問題所在。我們采用http的狀態(tài)碼進(jìn)行數(shù)據(jù)封裝，例如200表示請求成功，4xx表示客戶端錯(cuò)誤，5xx表示服務(wù)器內(nèi)部發(fā)生錯(cuò)誤。狀態(tài)碼設(shè)計(jì)參考如下：

狀態(tài)碼枚舉類：

public?enum?CodeEnum?{

????//?根據(jù)業(yè)務(wù)需求進(jìn)行添加
????SUCCESS(200,"處理成功"),
????ERROR_PATH(404,"請求地址錯(cuò)誤"),
????ERROR_SERVER(505,"服務(wù)器內(nèi)部發(fā)生錯(cuò)誤");
????
????private?int?code;
????private?String?message;
????
????CodeEnum(int?code,?String?message)?{
????????this.code?=?code;
????????this.message?=?message;
????}

????public?int?getCode()?{
????????return?code;
????}

????public?void?setCode(int?code)?{
????????this.code?=?code;
????}

????public?String?getMessage()?{
????????return?message;
????}

????public?void?setMessage(String?message)?{
????????this.message?=?message;
????}
}

3.3 統(tǒng)一響應(yīng)數(shù)據(jù)格式

為了方便給客戶端響應(yīng)，響應(yīng)數(shù)據(jù)會(huì)包含三個(gè)屬性，狀態(tài)碼（code）,信息描述（message）,響應(yīng)數(shù)據(jù)（data）。客戶端根據(jù)狀態(tài)碼及信息描述可快速知道接口，如果狀態(tài)碼返回成功，再開始處理數(shù)據(jù)。

響應(yīng)結(jié)果定義及常用方法：

public?class?R?implements?Serializable?{

????private?static?final?long?serialVersionUID?=?793034041048451317L;

????private?int?code;
????private?String?message;
????private?Object?data?=?null;

????public?int?getCode()?{
????????return?code;
????}
????public?void?setCode(int?code)?{
????????this.code?=?code;
????}

????public?String?getMessage()?{
????????return?message;
????}
????public?void?setMessage(String?message)?{
????????this.message?=?message;
????}

????public?Object?getData()?{
????????return?data;
????}

????/**
?????*?放入響應(yīng)枚舉
?????*/
????public?R?fillCode(CodeEnum?codeEnum){
????????this.setCode(codeEnum.getCode());
????????this.setMessage(codeEnum.getMessage());
????????return?this;
????}

????/**
?????*?放入響應(yīng)碼及信息
?????*/
????public?R?fillCode(int?code,?String?message){
????????this.setCode(code);
????????this.setMessage(message);
????????return?this;
????}

????/**
?????*?處理成功，放入自定義業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)集合
?????*/
????public?R?fillData(Object?data)?{
????????this.setCode(CodeEnum.SUCCESS.getCode());
????????this.setMessage(CodeEnum.SUCCESS.getMessage());
????????this.data?=?data;
????????return?this;
????}
}

總結(jié)

本篇文章從安全性、冪等性、數(shù)據(jù)規(guī)范等方面討論了API設(shè)計(jì)規(guī)范。除此之外，一個(gè)好的API還少不了一個(gè)優(yōu)秀的接口文檔。接口文檔的可讀性非常重要，雖然很多程序員都不喜歡寫文檔，而且不喜歡別人不寫文檔。為了不增加程序員的壓力，推薦使用swagger或其他接口管理工具，通過簡單配置，就可以在開發(fā)中測試接口的連通性，上線后也可以生成離線文檔用于管理API。