Web API 的开发工具和平台

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上一篇文章《Web API 简介》的落脚点是 Web API 的体验。

Web API 作为许多软件的第一道门面，提升其体验的努力从来没有停止过。今天，围绕 Web API 的开发体验和使用体验，已经成长出一个庞大的软件生态。本文以常用的 Web API 开发工具和平台为切入点，介绍当前 Web API 的开发者基础设施。

终端工具

最初的 Web API 开发者显然是黑客，而黑客们的开发工具大多是终端工具，也就是不依靠图形化界面，而是以纯文本来交互的工具。

GNU wget

早期广外流传的 Web API 工具非 GNU wget 莫属。今天，你仍然可以在许多软件的官方网站上看到形如 wget ... 的下载安装指南。

GH Archive 网站提供了 wget 的下载指南

通过 man wget 可以查看其使用手册，共约 2000 行。wget 作为初代 Web API 工具，提供的是基础的下载网络资源的功能。随着网络技术的迭代，它会引入一系列新的参数来支持新的功能，但是整体还是偏向于简单，并且新参数的引入很有时代特色：后来的工具，往往能对早先的技术探索作扬弃和合并，但是一路跟进技术发展的工具，尤其是大众工具，常常因为需要保持向后兼容而不能移除跟进早期探索的不完美实现。

wget 的手册

wget 支持的功能可以这么分类：

  1. 最基本的从一个指定的 URL 下载内容。
  2. 定义下载内容存放到具体路径的系列参数。
  3. DNS 和代理解析的支持。
  4. 下载的重试和超时参数。
  5. 指定 HTTP 的各种具体参数，包括 Cookie 和 Header 等等。
  6. HTTPS (SSL/TLS) 相关的支持。

这也是后续所有 Web API 工具和平台的基本功能集必须包含的能力。

curl

如果说 wget 有一个后继者，那一定就是 curl 了。

许多软件提供基于 curl 的下载命令

wget 只支持 HTTP(S) 和 FTP 两种协议，而 curl 作为 Web API 开发的瑞士军刀，支持的网络通信协议就非常多了：

curl is a tool for transferring data from or to a server. It supports these protocols: DICT, FILE, FTP, FTPS, GOPHER, GOPHERS, HTTP, HTTPS, IMAP, IMAPS, LDAP, LDAPS, MQTT, POP3, POP3S, RTMP, RTMPS, RTSP, SCP, SFTP, SMB, SMBS, SMTP, SMTPS, TELNET, TFTP, WS and WSS. The command is designed to work without user interaction.

curl 的参考手册有 6000 余行，是 wget 的三倍。这都显示出 curl 的特点：大而全的功能。curl 对常见操作都做了专门的易用性优化，例如：

  1. 不同的 HTTP method 通过 -X 指定，例如常用的 -X POST 等。
  2. 传入数据通过 -d 指定，并支持 -d @filename 从文件获取传入数据的方式。
  3. HTTP header 通过 -H 指定，比如 GitHub 请求时常用的鉴权信息就是以 -H "Authorization: ..." 的方式传入的，同样还有 -H "Accept: application/json" 指定数据编码信息。

把短参数交给常见操作的命名，可以看出 curl 是对开发者体验下过一番功夫的。

此外，curl 兼顾了终端用户和脚本的需求，即同时提供正交的参数设计和面向终端用户优化的聚合参数。

  • -X 和 -H 这样的通用参数，适合脚本批量生成结构化的 curl 命令。
  • -e 和 -A 这样的聚合参数，适合用户用更短的字符表达常用的操作。

由于 curl 设计当中的正交性和对多样功能的支持，Postman 提供了把请求导出为 curl 的功能。ReadMe 提供的页面内，从命令行提交 Web API 请求的也是一个 curl 命令。

jq

jq 是一个非常年轻的命令行工具，专门用来分析 JSON 数据。从 2012 年开始开发，十年间已经获得 2.5 万个 star 的成绩。由于其广泛使用，甚至在 GitHub Actions 的官方 Runner 中都预装了这个软件。

jq star history

作为一个专门的 JSON 数据分析工具，它在 Web API 的开发工具中占据一席之地的原因，是目前几乎所有返回复杂结果的 Web API 都采用 JSON 的格式编码数据。

jq 最基本的使用方式是 curl ... | jq 也就是先用 curl 拉取数据，然后丢进 jq 处理器解析。哪怕什么参数都不带，jq 默认格式化 JSON 数据，也能极大提升一个长行返回结果的接口的体验，而 jq 默认将结果染色，也能极大改善阅读 API 返回结果的体验。

sample-full-jq

除此以外，最常用的方法就是选择 JSON 文本的部分属性，筛选出感兴趣的内容。这在 REST API 总是无差别的返回大量内容的情况下尤为有用。

sample-transform-jq

HTTPie

HTTPie 是 Web API 工具中从终端走向 Web UI 的一个尝试。

它在功能集上和 curl 没有太大的区别，但是在参数的设计上进一步简化了常见场景的交互方式。HTTPie 的基本命令如下：

1
http [METHOD] URL [REQUEST_ITEM ...]

其中 METHOD 指的是 GET / POST / PUT / DELETE 这样的 HTTP 方法。如果命令不传递任何输入数据，则默认用 GET 方法发送请求，否则默认用 POST 方法发送请求。

为了进一步简化 Headers 和输入数据的体验，HTTPie 对 REQUEST_ITEM 做了一定的编码约定：

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REQUEST_ITEM
    Optional key-value pairs to be included in the request. The separator used
    determines the type:

    ':' HTTP headers:

        Referer:https://httpie.io  Cookie:foo=bar  User-Agent:bacon/1.0

    '==' URL parameters to be appended to the request URI:

        search==httpie

    '=' Data fields to be serialized into a JSON object (with --json, -j)
        or form data (with --form, -f):

        name=HTTPie  language=Python  description='CLI HTTP client'

    ':=' Non-string JSON data fields (only with --json, -j):

        awesome:=true  amount:=42  colors:='["red", "green", "blue"]'

    '@' Form file fields (only with --form or --multipart):

        cv@~/Documents/CV.pdf
        cv@'~/Documents/CV.pdf;type=application/pdf'

    '=@' A data field like '=', but takes a file path and embeds its content:

        essay=@Documents/essay.txt

    ':=@' A raw JSON field like ':=', but takes a file path and embeds its content:

        package:=@./package.json

    You can use a backslash to escape a colliding separator in the field name:

        field-name-with\:colon=value

此外，为了简化本地测试的键入内容，http :<port>/path 意味着向 localhost:<port>/path 发送请求。

最后，HTTPie 的输出默认就是以最佳阅读效果为目标上色的。

sample-full-httpie

可以看到，HTTPie 有很多专门为 Web API 开发者定制设计的特性，这也对得起它的定位：

HTTPie: modern, user-friendly command-line HTTP client for the API era.

HTTPie (pronounced aitch-tee-tee-pie) is a command-line HTTP client. Its goal is to make CLI interaction with web services as human-friendly as possible. HTTPie is designed for testing, debugging, and generally interacting with APIs & HTTP servers. The http & https commands allow for creating and sending arbitrary HTTP requests. They use simple and natural syntax and provide formatted and colorized output.

当然，跟 curl 对比起来，这样追求 human-friendly 的工具，自然也就不太适合机器或脚本自动生成规整的命令。

HTTPie 的团队提供了一个简易的 Web UI 工作台。

webui-httpie

这个平台后端应该复用了 HTTPie Web 客户端的代码，但是跟命令行参数的解析应该就没什么关系了。这种通过 Web UI 填入参数和查看结果的做法，跟 Postman 的设计是高度一致的，适合不喜欢终端交互，更喜欢跟图形界面打交道的人。同时，Web UI 缓存用户数据的能力，也比命令行自己管理输入输出要省事儿不少。

Web API 平台

HTTPie 做 Web UI 是顺应 API 时代的潮流，在这个潮流下，大量的 Web API 平台应运而生。它们或者关注在 Web API 的设计，或者关注在开发和协作，或者关注在测试和自动化，或者关注在文档化。

除了测试和自动化大多是和通用框架结合，只是提供一些增强的构建块和测试断言，我认为没什么专门讲的价值，其余的几个主题本节各取一个代表介绍。

Swagger

严格来说，Swagger 是一个完整的 Web API 开发框架，不仅有 OpenAPI 标准定义 Web API 的接口协议，还有一整套工具生成代码、文档和在线调试。

但是 Swagger 最大的特色还是它的 OpenAPI 标准，即按照 REST API 的资源定义来描述当前 URL 下各个资源路径支持何种操作，传入参数和传出结果的类型和约束的一套标准。

例如，定义一个获取宠物信息的简单 REST 资源对应的 OpenAPI 配置片段如下：

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paths:
  /pet:
    put:
      tags:
        - pet
      summary: Update an existing pet
      description: Update an existing pet by Id
      operationId: updatePet
      requestBody:
        description: Update an existent pet in the store
        content:
          application/json:
            schema:
              $ref: '#/components/schemas/Pet'
          application/xml:
            schema:
              $ref: '#/components/schemas/Pet'
          application/x-www-form-urlencoded:
            schema:
              $ref: '#/components/schemas/Pet'
        required: true
      responses:
        '200':
          description: Successful operation
          content:
            application/json:
              schema:
                $ref: '#/components/schemas/Pet'
            application/xml:
              schema:
                $ref: '#/components/schemas/Pet'
        '400':
          description: Invalid ID supplied
        '404':
          description: Pet not found
        '405':
          description: Validation exception

这些定义就像 Kubernetes Operator 领域里的 CRD 那样，通常都不是人写的，而是使用 swagger-core 一类的库先用某种程序设计语言写出 REST API 的定义和实现，再转成 OpenAPI 的定义。而后，如果要提供其他语言的客户端或服务端实现，再从 OpenAPI 标准的定义里生成对应的 stub 代码。

平台化开发、测试和自动文档化

OpenAPI 的生态非常繁荣，只要把 Web API 导出成 OpenAPI 的格式，基本就可以轻易地接入其他工具和平台做文档化、自动化测试和代码生成。

Postman

Postman 可以说是 API 开发和协同平台最有名的创新团队，目前 API 平台商业化的龙头。HTTPie 的 Web UI 基本是 Postman 的一个极简青春版。

Postman 最基本的功能是帮助开发者调试应用开发时需要访问的一众 API 并保存测试结果。进一步地，Postman 对常见的请求参数构造做了集成，帮助开发者更快速全面地测试 API 的可用性。最后，Postman 面向 API 的设计者推出了一系列辅助设计和管理 API 的功能。

Postman 的主页案例

Postman 的功能非常简单，但是它充当了连接开发者和服务提供方的重要桥梁。

在 Postman 上，你可以立即开始测试业务流程中对 Slack API 或者 Twitter API 的请求。国内的竞品 Apifox 抓住了这个重点，通过 API Hub 提供了企业微信 API 和钉钉 API 等等业务实际依赖的服务的在线调试界面。

webui-apifox

ReadMe

ReadMe 这个讨巧的域名对应的 API 平台服务专注于 API 文档及其用户旅程反馈。

上面提到的 Swagger 和 Postman 其实都提供了发布 API 文档和在线调试的能力，相较之下，ReadMe 提出的核心理念是：

Behind every API call is an API user. So why do your docs treat them all the same?

因此，它关注的不是 API 的开发，而是已有 API 并发布以后，用户实际在 API Doc 页面上调试的路径和正负反馈。

ReadMe 后台数据

API 开发的基础设施的意义

从面向黑客的命令行工具到 Web UI 开发设计平台，再到面向用户的 API 文档、测试和交流平台，Web API 的体验优化从提升开发者体验开始，最终惠及终端用户。

虽然 Web API 的体验最终是由用户定义的，但是开发 Web API 并改善其各方面体验的，是开发 API 的工程师。因此，提升他们的开发体验，改良他们手中的工具和开发平台，恰恰是优化用户体验的前提条件。

这跟手工艺者的工作变革是一致的：如果没有优良的机器和流水线，固然还会有少数能工巧匠能够做出高质量的工艺品，但是行业的平均水平和普通顾客能负担的产品整体质量是不足的。只有把最佳实践基础设施化，提高整个行业的基线，才能促进行业整体的进步。

开发 Web API 的工程师只有利用工具和平台节省在重复的实现和测试上的时间，才能有更多精力考虑如何设计出好的应用接口。软件应用之间通过好的接口集成组装，才有可能做出更加丰富的终端应用，最后改善终端用户的体验。