基于OAS设计可扩展OpenAPI

基于OAS设计可扩展OpenAPI

前言

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。

本文通过对OAS 3.0的分析解读，希望抛砖引玉，和大家一起了解OAS如何定义一种机器和人都能够发现与识别的规范，使得OpenAPI消费者可使用最小数量的实现逻辑来理解远程服务。

OpenAPI-Specification规范架构

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

各个主要模块工作流如下所示：

以下重点说明用户获取OAS API信息的三个必选部分：

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：

openapi

是否必选：必选

对象类型：String

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://example.com/support    email: support@example.com license:   #应用所遵循的协议   name: Apache 2.0   url: http://apache.org/licenses/LICENSE-2.0.html version: 1.0.1       #应用版本

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: 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 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: oauth2           flows:               implicit:                       authorizationUrl: http://example.org/api/oauth/dialog                       scopes:                           write:pets: modify pets in your account                           read:pets: read your pets

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：

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。

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。

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。

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。

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。

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。

参考文献：

《OpenAPI Specification》 ：REST API Guidelines》 ：设计》 ：—— API 设计之道》 ：http://taobaofed.org/blog/2017/02/16/a-guide-to-api-design/

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