使用 Jersey 和 Apache Tomcat 构建 RESTful Web 服务

Representational state transfer(REST)在 2000 年由 Roy Fielding 在博士论文中提出。但是,在 Java™ 社区中,直到 2008 年 JSR 311(JAX-RS) 规范定稿后才将其标准化。第一个版本的参考实现甚至更晚。在本文中,我将介绍 Jersey —— JSR 311 的参考实现,描述其必要的 API 和注释。我还将展示如何通过在 Apache Tomcat 中集成 Jersey 从 servlet 风格的服务转型到 RESTful 服务。

Yi Ming Huang, 软件工程师, IBM  

Yi Ming Huang 是在 China Development Lab 从事 Lotus ActiveInsight 的软件工程师。他擅长与 Portlet/Widget 相关的 Web 开发并对 REST、OSGi 和 Spring 技术感兴趣。



Dong Fei Wu, 软件工程师, IBM  

Dong Fei Wu 是中国开发中心的一位软件工程师,他负责 Lotus Mashups 方面的工作。他在 Portlet 和小部件相关的 Web 开发方面有着丰富的经验。Dong 也是 WebSphere Dashboard Framework 的首席开发人员。



Qing Guo, 软件工程师, IBM  

Qing Guo 是 IBM WebSphere Dashboard Framework 的开发主管。他在 J2EE 领域有丰富的经验。



2009 年 12 月 21 日

RESTful Web 服务简介

REST 在 2000 年由 Roy Fielding 在博士论文中提出,他是 HTTP 规范 1.0 和 1.1 版的首席作者之一。

REST 中最重要的概念是资源(resources),使用全球 ID(通常使用 URI)标识。客户端应用程序使用 HTTP 方法(GET/ POST/ PUT/ DELETE)操作资源或资源集。RESTful Web 服务是使用 HTTP 和 REST 原理实现的 Web 服务。通常,RESTful Web 服务应该定义以下方面:

  • Web 服务的基/根 URI,比如 http://host/<appcontext>/resources。
  • 支持 MIME 类型的响应数据,包括 JSON/XML/ATOM 等等。
  • 服务支持的操作集合(例如 POST、GET、PUTDELETE)。

表 1 演示了典型 RESTful Web 服务中使用的资源 URI 和 HTTP 方法。(参考资料 提供了有关 RESTful Web 服务的更多介绍和设计考虑事项。)

表 1. RESTful Web 服务示例
方法/资源 资源集合, URI 如:
http://host/<appctx>/resources
成员资源,URI 如:
http://host/<appctx>/resources/1234
GET 列出资源集合的所有成员。 检索标识为 1234 的资源的表示形式。
PUT 使用一个集合更新(替换)另一个集合。 更新标记为 1234 的数字资源。
POST 在集合中创建数字资源,其 ID 是自动分配的。 在下面创建一个子资源。
DELETE 删除整个资源集合。 删除标记为 1234 的数字资源。

JSR 311 (JAX-RS) 和 Jersey

JSR 311 或 JAX-RS(用于 RESTful Web Services 的 Java API)的提议开始于 2007 年,1.0 版本到 2008 年 10 月定稿。目前,JSR 311 版本 1.1 还处于草案阶段。该 JSR 的目的是提供一组 API 以简化 REST 样式的 Web 服务的开发。

在 JAX-RS 规范之前,已经有 Restlet 和 RestEasy 之类的框架,可以帮助您实现 RESTful Web 服务,但是它们不够直观。Jersey 是 JAX-RS 的参考实现,它包含三个主要部分。

  • 核心服务器(Core Server):通过提供 JSR 311 中标准化的注释和 API 标准化,您可以用直观的方式开发 RESTful Web 服务。
  • 核心客户端(Core Client):Jersey 客户端 API 帮助您与 REST 服务轻松通信。
  • 集成(Integration):Jersey 还提供可以轻松集成 Spring、Guice、Apache Abdera 的库。

在本文的以下部分,我介绍了所有这些组件,但是更关注核心服务器。


构建 RESTful Web 服务

我将从可以集成到 Tomcat 的 “hello world” 应用程序开始。该应用程序将带领您完成设置环境的过程,并涉及 Jersey 和 JAX-RS 的基础知识。

然后,我将介绍更加复杂的应用程序,深入探讨 JAX-RS 的本质和特性,比如多个 MIME 类型表示形式支持、JAXB 支持等。我将从样例中摘取一些代码片段来介绍重要的概念。

Hello World:第一个 Jersey Web 项目

要设置开发环境,您需要以下内容(见 参考资料 中的下载):

  • IDE:Eclipse IDE for JEE (v3.4+) 或 IBM Rational Application Developer 7.5
  • Java SE5 或更高版本
  • Web 容器:Apache Tomcat 6.0(Jetty 和其他也可以)
  • Jersey 库:Jersey 1.0.3 归档,包含所有必需的库

设置 Jersey 的环境

首先,为 Eclipse 上的 Tomcat 6.0 创建服务器运行时。这是用于 RESTful Web 应用程序的 Web 容器。然后创建一个名为 “Jersey” 应用程序,并将目标运行时指定为 Tomcat 6.0。

最后,从 Jersey 开发包中将以下库复制到 WEB-INF 下的库目录:

  • 核心服务器:jersey-core.jar,jersey-server.jar,jsr311-api.jar,asm.jar
  • 核心客户端:(用于测试)jersey-client.jar
  • JAXB 支持:(在高级样例中使用)jaxb-impl.jar,jaxb-api.jar,activation.jar,stax-api.jar,wstx-asl.jar
  • JSON 支持:(在高级样例中使用)jersey-json.jar

开发 REST 服务

现在,您已经设置好了开发第一个 REST 服务的环境,该服务对客户端发出 “Hello”。

要做到这一点,您需要将所有的 REST 请求发送到 Jersey 容器 —— 在应用程序的 web.xml 文件中定义 servlet 调度程序(参见清单 1)。除了声明 Jersey servlet 外,它还定义一个初始化参数,指示包含资源的 Java 包。

清单 1. 在 web.xml 文件中定义 Jersey servlet 调度程度
<servlet>
  <servlet-name>Jersey REST Service</servlet-name>
<servlet-class>
  com.sun.jersey.spi.container.servlet.ServletContainer
</servlet-class>
  <init-param>
    <param-name>com.sun.jersey.config.property.packages</param-name>
    <param-value>sample.hello.resources</param-value>
  </init-param>
  <load-on-startup>1</load-on-startup>
</servlet>
<servlet-mapping>
  <servlet-name>Jersey REST Service</servlet-name>
  <url-pattern>/rest/*</url-pattern>
</servlet-mapping>

现在您将编写一个名为 HelloResource 的资源,它接受 HTTP GET 并响应 “Hello Jersey”。

清单 2. sample.hello.resources 包中的 HelloResource
@Path("/hello")
public class HelloResource {
	@GET
	@Produces(MediaType.TEXT_PLAIN)
	public String sayHello() {
		return "Hello Jersey";
	}
}

该代码中有几个地方需要强调:

  • 资源类(Resource Class):注意,资源类是一个简单的 Java 对象 (POJO),可以实现任何接口。这增加了许多好处,比如可重用性和简单。
  • 注释(Annotation):在 javax.ws.rs.* 中定义,是 JAX-RS (JSR 311) 规范的一部分。
  • @Path:定义资源基 URI。由上下文根和主机名组成,资源标识符类似于 http://localhost:8080/Jersey/rest/hello。
  • @GET:这意味着以下方法可以响应 HTTP GET 方法。
  • @Produces:以纯文本方式定义响应内容 MIME 类型。

测试 Hello 应用程序

要测试应用程序,可以打开您的浏览器并输入 URL http://<host>:<port>/<appctx>/rest/hello。您将看到响应 “Hello Jersey”。这非常简单,使用注释处理请求、响应和方法。

以下部分将涉及 JAX-RS 规范的必要部分,使用 Contacts 示例应用程序中的代码片段进行介绍。您可以在源代码包中找到这个高级样例的所有代码(参见 下载)。


资源

资源是组成 RESTful Web 服务的关键部分。您可以使用 HTTP 方法(如 GET、POST、PUTDELETE)操作资源。应用程序中的所有内容都是资源:员工、联系人、组织等。在 JAX-RX 中,资源通过 POJO 实现,使用 @Path 注释组成其标识符。资源可以有子资源。在这种情况下,父资源是资源集合,子资源是成员资源。

在样例 Contacts 应用程序中,您将操作个人联系人和联系人集合。ContactsResource 是 /contacts URI 组成的集合资源,ContactResource 是 /contacts/{contactId} URI 组成的成员资源。下划线 JavaBean 是一个简单的 Contact 类,使用 id、名称和地址作为成员字段。参见清单 3 和清单 4 了解详情。您还可以从本文最后下载完整的代码包(参见 下载)。

清单 3. ContactsResource
@Path("/contacts")
public class ContactsResource {
	@Context
	UriInfo uriInfo;
	@Context
	Request request;

	@GET
	@Produces({MediaType.APPLICATION_XML, MediaType.APPLICATION_JSON})
	public List<Contact> getContacts() {
		List<Contact> contacts = >new ArrayList<Contact>();
		contacts.addAll( ContactStore.getStore().values() );
		return contacts;
	}

@Path("{contact}")
	public ContactResource getContact(
			@PathParam("contact") String contact) {
		return new ContactResource(uriInfo, request, contact);
	}
}

有几个有趣的地方需要注意。

  • @Context: 使用该注释注入上下文对象,比如 Request、Response、UriInfo、ServletContext 等。
  • @Path("{contact}"):这是 @Path 注释,与根路径 “/contacts” 结合形成子资源的 URI。
  • @PathParam("contact"):该注释将参数注入方法参数的路径,在本例中就是联系人 id。其他可用的注释有 @FormParam@QueryParam 等。
  • @Produces:响应支持多个 MIME 类型。在本例和上一个示例中,APPLICATION/XML 将是默认的 MIME 类型。

您也许还注意到了,GET 方法返回定制 Java 对象而不是 String(纯文本),正如上一个 Hello World 示例所示。 JAX-RS 规范要求实现支持多个表示形式类型,比如 InputStream、byte[]、JAXB 元素、JAXB 元素集合等等,以及将其序列化为 XML、JSON 或纯文本作为响应的能力。下文我将提供更多有关表示形式技术的信息,尤其是 JAXB 元素表示形式。

清单 4. ContactResource
public class ContactResource {
	@Context
	UriInfo uriInfo;
	@Context
	Request request;
	String contact;
	
	public ContactResource(UriInfo uriInfo, Request request, 
			String contact) {
		this.uriInfo = uriInfo;
		this.request = request;
		this.contact = contact;
	}
	
	@GET
	@Produces({MediaType.APPLICATION_XML, MediaType.APPLICATION_JSON})
	public Contact getContact() {
		Contact cont = ContactStore.getStore().get(contact);
		if(cont==null)
			throw new NotFoundException("No such Contact.");
		return cont;
	}
}

ContactResource 的代码简单明了。注意以下内容:

  • Representation Type Contact:Contact 是一个简单的 JavaBean,由 @XmlRootElement 注释,这使它可以表示为 XML 或 JSON。
  • ContactStore:这是基于 HashMap 的内存数据存储库,其实现对于本文不重要。

方法

HTTP 方法映射到资源的 CRUD(创建、读取、更新和删除) 操作。尽管您可以做一些小修改,比如让 PUT 方法变成创建或更新,但基本的模式如下:

  • HTTP GET:获取/列出/检索单个资源或资源集合。
  • HTTP POST:新建资源。
  • HTTP PUT:更新现有资源或资源集合。
  • HTTP DELETE:删除资源或资源集合。

因为我已经介绍过 GET 方法,我将从 POST 开始说明。就像其他方法一样,我仍然使用 Contact 示例进行说明。

POST

通常通过填写表单创建新联系人。也就是说,HTML 表单将 POST 到服务器,服务器创建并维护新创建的联系人。清单 5 演示了该操作的服务器端逻辑。

清单 5. 接受表单提交(POST)并新建一个联系人
@POST
@Produces(MediaType.TEXT_HTML)
@Consumes(MediaType.APPLICATION_FORM_URLENCODED)
public void newContact(
		@FormParam("id") String id,
		@FormParam("name") String name,
		@Context HttpServletResponse servletResponse
) throws IOException {
	Contact c = new Contact(id,name,new ArrayList<Address>());
	ContactStore.getStore().put(id, c);
		
	URI uri = uriInfo.getAbsolutePathBuilder().path(id).build();
	Response.created(uri).build();
		
	servletResponse.sendRedirect("../pages/new_contact.html");
}

注意该示例的以下部分:

  • @Consumes:声明该方法使用 HTML FORM。
  • @FormParam:注入该方法的 HTML 属性确定的表单输入。
  • @Response.created(uri).build(): 构建新的 URI 用于新创建的联系人(/contacts/{id})并设置响应代码(201/created)。您可以使用 http://localhost:8080/Jersey/rest/contacts/<id> 访问新联系人。

PUT

我使用 PUT 方法更新现有资源。但是,也可以通过更新实现,或者像清单 6 中的代码片段展示的那样创建一个资源。

清单 6. 接受 PUT 请求并创建或更新联系人
@PUT
@Consumes(MediaType.APPLICATION_XML)
public Response putContact(JAXBElement<Contact> jaxbContact) {
	Contact c = jaxbContact.getValue();
	return putAndGetResponse(c);
}

private Response putAndGetResponse(Contact c) {
	Response res;
	if(ContactStore.getStore().containsKey(c.getId())) {
		res = Response.noContent().build();
	} else {
		res = Response.created(uriInfo.getAbsolutePath()).build();
	}
	ContactStore.getStore().put(c.getId(), c);
	return res;
}

我还在本示例中包含了许多不同的概念,重点强调以下概念:

  • Consume XML:putContact() 方法接受 APPLICATION/XML 请求类型,而这种输入 XML 将使用 JAXB 绑定到 Contact 对象。您将在下一节中找到客户端代码。
  • 空响应带有不同的状态码:PUT 请求的响应没有任何内容,但是有不同的状态码。如果数据存储库中存在联系人,我将更新该联系人并返回 204/no content。如果没有新联系人,我将创建一个并返回 201/created

DELETE

实现 DELETE 方法非常简单。示例请查看清单 7。

清单 7. 删除其 ID 确定的联系人
@DELETE
public void deleteContact() {
	Contact c = ContactStore.getStore().remove(contact);
	if(c==null)
		throw new NotFoundException("No such Contact.");
}

表示形式

在上一节中,我介绍了几个表示形式类型。现在我将简要浏览一遍并深入探讨 JAXB 表示形式。其他受支持的表示形式有 byte[]、InputStream、File 等。

  • String:纯文本。
  • Response:一般 HTTP 响应,包含带有不同响应代码的定制内容。
  • Void:带有 204/no content 状态码的空响应。
  • Resource Class:将流程委托给该资源类。
  • POJO:使用 @XmlRootElement 注释的 JavaBean,这让它成为一个 JAXB bean,可以绑定到 XML。
  • POJO 集合:JAXB bean 集合。

JAX-RS 支持使用 JAXB (Java API for XML Binding) 将 JavaBean 绑定到 XML 或 JSON,反之亦然。JavaBean 必须使用 @XmlRootElement 注释。清单 8 使用 Contact bean 作为示例。没有明确 @XmlElement 注释的字段将包含一个名称与之相同的 XML 元素。清单 9 显示了用于一个 Contact bean 的序列化 XML 和 JSON 表示形式。联系人集合的表示形式与此相同,默认使用 <Contacts> 作为包装器元素。

清单 8. Contact bean
@XmlRootElement
public class Contact {
	private String id;
	private String name;
	private List<Address> addresses;
	
	public Contact() {}
	
	public Contact(String id, String name, List<Address> addresses) {
		this.id = id;
		this.name = name;
		this.addresses = addresses;
	}

	@XmlElement(name="address")
	public List<Address> getAddresses() {
		return addresses;
	}

	public void setAddresses(List<Address> addresses) {
		this.addresses = addresses;
	}
	// Omit other getters and setters
}
清单 9. 一个 Contact 的表示形式
XML representation:
<contact>
  <address>
    <city>Shanghai</city>
    <street>Long Hua Street</street>
  </address>
  <address>
    <city>Shanghai</city>
    <street>Dong Quan Street</street>
  </address>
  <id>huangyim</id>
    <name>Huang Yi Ming</name>
</contact>


JSON representation:
{"contact":[{"address":[{"city":"Shanghai","street":"Long
            Hua Street"},{"city":"Shanghai","street":"Dong Quan
            Street"}],"id":"huangyim","name":"Huang Yi Ming"}]}

对于使用 JAXB 的更高主题,请查看 参考资料 中的项目主页。


与 REST 服务通讯的客户端

在目前为止的示例中,我开发了一个支持 CRUD 的 RESTful Web 服务。现在我开始解释如何使用 curl 和 Jersey 客户端 API 与该 REST 服务通讯。这样一来,我可以测试服务器端代码,并介绍更多有关客户端技术的信息。

使用 curl 与 REST 服务通讯

Curl 是一个流行的命令行工具,可以向使用 HTTP 和 HTTPS 协议的服务器发送请求。这是一个与 RESTful Web 服务通讯的好工具,因为它可以通过任何 HTTP 方法发送内容。Curl 已经在 Linux 和 Mac 中自带了,并且有一个实用工具,可以在 Windows® 平台上进行安装(见 参考资料)。

现在,我们初始化获取所有联系人的第一个 curl 命令。您可以参考 清单 3 获取服务器端代码。

curl http://localhost:8080/Jersey/rest/contacts

响应将使用 XML 并包含所有联系人。

注意,getContacts() 方法还生成一个 application/json MIME 类型响应。您还可以请求该类型的内容。

curl –HAccept:application/json http://localhost:8080/Jersey/rest/contacts

响应将是一个包含所有联系人的 JSON 字符串。

现在,我将 PUT 一个新的联系人。注意,清单 6 中的 putContact() 方法接受 XML 并使用 JAXB 将 XML 绑定到 Contact 对象。

curl -X PUT -HContent-type:application/xml --data "<contact><id>foo</id>
                <name>bar</name></contact>" http://localhost:8080/Jersey/rest/contacts/foo

一个通过 “foo” 识别的新联系人将添加到联系人存储库。您可以使用 URI /contacts 或 /contacts/foo 验证联系人集合或单个联系人。

使用 Jersey Client 与 REST 服务通讯

Jersey 还提供了一个客户端库,帮助您与服务器通讯并对 RESTful 服务进行单元测试。该库是一个一般实现,可以整合任何 HTTP/HTTPS-based Web 服务。

客户端的核心类是 WebResource 类。您可以使用该类根据根 URI 构建一个请求 URL,然后发送请求并获取响应。清单 10 展示了如何创建 WebResource 实例。注意 WebResource 是一个大对象,因此只创建一次。

清单 10. 创建 WebResource 实例
Client c = Client.create();
WebResource r=c.resource("http://localhost:8080/Jersey/rest/contacts");

第一个 Jersey 客户端示例将发送 GET 请求获取所有联系人并打印响应状态码和响应内容,参见清单 11。

清单 11. GET 所有联系人并打印响应
ClientResponse response = r.get(ClientResponse.class);
System.out.println( response.getStatus() );
System.out.println( response.getHeaders().get("Content-Type") );
String entity = response.getEntity(String.class);
System.out.println(entity);

清单 12 展示了另一个创建通过 “foo” 识别的新联系人的示例。

清单 12. 创建一个联系人
Address[] addrs = {
	new Address("Shanghai", "Ke Yuan Street")
};
Contact c = new Contact("foo", "Foo Bar", Arrays.asList(addrs));

ClientResponse response = r
	.path(c.getId())
	.accept(MediaType.APPLICATION_XML)
	.put(ClientResponse.class, c);
System.out.println(response.getStatus());

注意 WebResource 实例的 API。它构建 URI,设置请求头,并在一行代码中调用请求。内容(Contact 对象)将自动绑定到 XML。

清单 13 展示了检索通过 “foo” 识别的联系人(已上一个示例中创建)的最后一个示例然后删除该联系人。

清单 13. 检索 “foo” 联系人并删除
GenericType<JAXBElement<Contact>> generic = new GenericType<JAXBElement<Contact>>() {};
JAXBElement<Contact> jaxbContact = r
	.path("foo")
	.type(MediaType.APPLICATION_XML)
	.get(generic);
Contact contact = jaxbContact.getValue();
System.out.println(contact.getId() + ": " + contact.getName());

ClientResponse response = r.path("foo").delete(ClientResponse.class);
System.out.println(response.getStatus());

注意,当您想获取 JAXB bean 响应时,您需要使用 Java 2 Platform, Standard Edition (J2SE) 中引入的范型特性。

使用 Jersey 客户端练习这些示例。您可以在资源包中找到更多样例代码(见 下载)。还可以参考 Jersey 网站查看更多信息(见 参考资料)。


结束语

Jersey 可以使用 Jersey 集成库与其他框架或实用工具库集成。目前,Jersey 可以集成 Spring、Guice,还支持 ATOM 表示形式与 apache-adbera 的集成。在 Jersey 项目主页可以找到 API 和入门指南。


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描述名字大小
源代码Jersey.Sample.Contact.Src.zip10KB

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ArticleTitle=使用 Jersey 和 Apache Tomcat 构建 RESTful Web 服务
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