06 | Ruby on Rails：如何分析一个软件的接口？

你好！我是郑晔。

在上一讲中，我以Spring的DI容器为例，给你讲解了如何理解一个项目的模型。在模型之后，下一步就该是接口了。

在任何一个项目中，接口的数量都不是一个小数目。仅仅一个普通的程序库，里面的接口少则几十个，多则成百上千。难道我们理解接口，就是要一个一个地读这些接口吗？

显然，你不太可能把所有的接口细节都记住。我写Java程序差不多 20 年了，但很多JDK里的类我都不了解。甚至有时候，还没有等我去了解这个类，它就过时了。

那么，如何才能从纷繁复杂的接口中，披荆斩棘而出呢？我给你个方法：找主线，看风格。

找主线的意思是，你需要找到一条功能主线，建立起对这个项目结构性的认知，而不是一上来就把精力放在每一个接口的细节上。你对细节部分的了解会随着你对项目的深入而逐渐增加。而有了主线后，你就有了着力点，就可以不断深入了。

但是，我们要学习的不只是这些接口的用法，要想从项目的接口设计上学到更多，这就需要你关注它所引导的风格，换句话说，就是它希望你怎样使用它，或是怎样在上面继续开发。

从一个项目的接口风格中，我们不难看出设计者的品位。我们常把编程视为一种艺术，而在接口的设计上就能窥见一二。这些内容是我们在学习软件设计时，应该慢慢品味的。

为什么要看风格，还有一个很重要的原因，就是你要维护项目的一致性，必须有一个统一的风格。有不少项目，里面会共存多种不同风格的接口，就是每个人都在设计自己习惯的接口，那势必会造成混乱。

这一讲，我们就来一起来学习怎样看接口，我选择的项目是Ruby on Rails，因为它的接口设计风格是带给我最多震撼的，无论是编程接口的优雅，还是开发过程接口的顺畅。不过，正如我在第4讲所说，看设计要先看模型。所以，我们还是先快速地了解一下Ruby on Rails的模型。

Ruby on Rails模型

如果你是一个比较年轻的程序员，Ruby on Rails这个名字可能会让你有一些陌生。但是在十多年前，它初出茅庐之际，可是给行业带来了极大的冲击。只是后来时运不济，编程模型发生了大的改变，使它失去了行业领导者的地位。这个故事还是要从你最熟悉的Web开发说起。

自从互联网兴起，人们对于Web开发的探索就从未停止过。

最早期的Web开发只是静态页面的开发，那时候，你只要熟悉HTML，就可以说自己懂Web开发了。后来，人们不再满足于静态页面，开始尝试编写有动态效果的页面。

一方面，浏览器开始支持JavaScript，让页面本身有了动态效果；另一方面，有人开始制作后台服务，在页面之间切换的时候，也可以有动态的效果。那个时候出现了像CGI（Common Gateway Interface）这样的编程规范。

当Java世界里出现了Servlet、JSP这些规范，Web开发也逐渐由小打小闹变成了企业开发的主力，越来越多的公司开始正视Web开发。因为这些规范很沉重，一些号称要简化Web开发的框架开始出现，比如：Struts、Webwork以及Spring MVC等等。

这些框架的出现，让Web开发摆脱了Servlet的初级阶段，使MVC模式成为了Web开发的主流。但即便如此，那个时候的Java Web开发依然是沉重的，比如写一个Web应用，光是配置文件就足以把人逼疯。

Ruby on Rails正是在这样的背景下横空出世的。为了叙述方便，后面我就把Ruby on Rails简称Rails了。

从模型上讲，Rails是标准的基于MVC模型进行开发的Web框架。在这一点上，它没有什么特殊的，它给行业带来巨大冲击的是它的接口设计。

Rails一个重要的设计理念就是约定优于配置，无需配置，按照缺省的风格就可以完成基本的功能，这样的理念贯穿在Rails各个接口的设计中。

接下来，我们就来看Rails的接口。

前面我提到过理解接口应该先找主线，找到项目主线的一个方法就是从起步走文档开始，因为它会把项目最基本的用法展现给你，你可以轻松地找到主线。

Rails的起步走文档做得就非常好，主线可以说是一目了然。它用了一个Web项目帮你介绍了Rails开发的基本过程，通过这个过程，你就对Rails有了初步的印象。

有了主线之后，我们就要开始从中了解接口的风格。Rails给我们提供的三种接口，分别是：

Web应用对外暴露的接口：REST API；
程序员写程序时用到的接口：API；
程序员在开发过程中用到的接口：命令行。

接下来，我们就一个个地深入其中，了解它们的风格，以及它们给行业带来的不同思考。

REST 接口

先说应用对外暴露的接口：REST API。REST如今已经成为很多人耳熟能详的名词，它把Web 的各种信息当作资源。既然是资源，它就可以对这些Web信息做各种操作，这些操作对应着HTTP的各种动词（GET、POST、PUT、DELETE等）。

REST当年的问世是Roy Fielding博士为了纠正大家对HTTP的误用。 REST刚出来的时候，开发者普遍觉得这是一个好的想法，但怎么落地呢？没有几个人想得清楚。

Rails恰逢其时地出现了。Rails对REST的使用方式做了一个约定。只要你遵循Rails的惯用写法，写出来的结果基本上就是符合REST结构的，也就是说，Rails把REST这个模型用一种更实用的方式落地了。

Rails.application.routes.draw do
      ...
      resources :articles
      ...
    end

在用Rails写程序的时候，你只要添加一个resource进去，它就会替你规划好这个资源应该如何去写、怎么设计URL、用哪些HTTP动词，以及它们对应到哪些方法。

$ bin/rails routes
          Prefix Verb   URI Pattern                  Controller#Action
        articles GET    /articles(.:format)          articles#index
                 POST   /articles(.:format)          articles#create
     new_article GET    /articles/new(.:format)      articles#new
    edit_article GET    /articles/:id/edit(.:format) articles#edit
         article GET    /articles/:id(.:format)      articles#show
                 PATCH  /articles/:id(.:format)      articles#update
                 PUT    /articles/:id(.:format)      articles#update
                 DELETE /articles/:id(.:format)      articles#destroy
            root GET    /                            welcome#index

看了Rails给你的这个映射关系后，你就知道自己该怎么写代码了。这就是一种约定，不需要你费心思考，因为这是人家总结出来的行业中的最佳实践。只要按照这个规范写，你写的就是一个符合REST规范的代码，这就是Rails引导的外部接口风格。

API 接口

我们再来看API接口。当年我接触Rails时，最让我感到震惊的是它的数据库查询方式，与传统开发的风格截然不同，就这么简单的一句：

Article.find_by_title("foo")

要知道，那个时候用Java写程序，即便是想做一个最简单的查询，写的代码也是相当多的。我们不仅要创建一个对象，还要写对应的SQL语句，还要把查询出来的结果，按照一定的规则组装起来。

而 Rails用一句轻描淡写find_by就解决了所有的问题，而且，这个find_by_title方法还不是我实现的，Rails会替你自动实现。当我们需要有更多的查询条件时，只要一个一个附加上去就可以了。

Article.find_by_title_and_author("foo", "bar")

同样的事，如果放到Java里去做，还需要把前面说的事再做一遍，差别只是查询语句不一样。

虽然我说的是当年的场景，但时至今日，在这些简单问题上，很多使用Java的团队所付出的工作量并不比当年少。

从功能的角度说，这样的查询在功能上是完全一样的，但显然Rails程序员和Java程序员的工作量是天差地别的。这其中的差异就是不同的编程接口所造成的。

所以你看，一个好的接口设计会节省很多工作量，会减少犯错的几率。因为它会在背后帮你实现那些细节。

而设计不好的接口，则会把其中的细节暴露出来，让使用者参与其中。写程序库和写应用虽然都是写代码，但二者的要求确实相差极大。把细节暴露给所有人，显然是一个增加犯错几率的事情。

Rails的API接口给行业带来的另一个影响是，它让人们开始关注API的表达性。比如，每篇文章可以有多个评论，用Rails的方式写出来是这样的：

class Article < ApplicationRecord
      has_many :comments
      ...
    end

而如果用传统Java风格，你写出来的代码，可能是这个样子的：

class Article {
      private List<Comment> comments;
      ...
    }

很明显，“有多个”这种表示关系的语义用has_many表示更为直白，如果用List ，你是无法辨别它是一个属性，还是一个关系的。

Rails里面类似的代码有很多，包括我们前面提到的find_by。所以，如果你去读Rails写成的应用，会觉得代码的可读性要好得多。

由于Rails的蓬勃发展，人们也开始注意到好接口的重要性。Java后期的一些开源项目也开始向Rails学习。比如，使用Spring Data JPA的项目后，我们也可以写出类似Rails的代码。声明一对多的关系，可以这样写：

class Article {
      @OneToMany
      private List<Comment> comments;
      ...
    }

而查询要定义一个接口，代码可以这样写：

interface ArticleRepository extends JpaRepository<Article, Long> {
      Article findByTitle(String title);
      Article findByTitleAndAuthor(String title, String author);
    }

当你需要使用的时候，只要在服务里调用对应的接口即可。

class ArticleService {
      private ArticleRepository repository;
      ...
      public Article findByTitle(final String title) {
        return repository.findByTitile(title);
      }
    }

显然，Java无法像Rails那样不声明方法就去调用，因为这是由Ruby的动态语言特性支持的，而Java这种编译型语言是做不到的。不过比起从前自己写SQL、做对象映射，已经减少了很多的工作量。

顺便说一下，Spring Data JPA之所以能够只声明接口，一个重要的原因就是它利用了Spring提供的基础设施，也就是上一讲提到的依赖注入。它帮你动态生成了一个类，不用你自己手工编写。

简单，表达性好，这就是Rails API的风格。

命令行接口

作为程序员，我们都知道自动化的重要性，但Rails 在“把命令行的接口和整个工程配套得浑然一体”这个方面做到了极致。Rails的自动化不仅会帮你做一些事情，更重要的是，它还把当前软件工程方面的最佳实践融合进去，这就是Rails的命令行风格。

如果要创建一个新项目，你会怎么做呢？使用Rails，这就是一个命令：

$ rails new article-app

这个命令执行的结果生成的不仅仅是源码，还有一些鼓励你去做的最佳实践，比如：

它选择了Rake作为自动化管理的工具，生成了对应的Rakefile；
它选择了RubyGem作为包管理的工具，生成了对应的Gemfile；
为防止在不同的人在机器上执行命令的时间不同，导致对应的软件包有变动，生成了对应的Gemfile.lock，锁定了软件包的版本；
把对数据库的改动变成了代码；
……

而这仅仅是一个刚刚生成的工程，我们一行代码都没有写，它却已经可以运行了。

$ bin/rails server

这就启动了一个服务器，访问 http://localhost:3000/ 这个 URL，你就可以访问到一个页面。

如果你打算开始编写代码，你也可以让它帮你生成代码骨架。执行下面的命令，它会帮你生成一个controller类，生成对应的页面，甚至包括了对应的测试，这同样是一个鼓励测试的最佳实践。

$ bin/rails generate controller Welcome index

在Rails蓬勃发展的那个时代，人们努力探索着Web开发中各种优秀的做法，而在这个方面走在最前沿的就是Rails。所以，那个时候，我们经常会关注Rails的版本更新，看看又有哪些好的做法被融入其中。

Rails中那些优秀的实践逐步地被各种语言的框架学习着。语言编写者们在设计各种语言框架时，也都逐步借鉴了Rails中的那些优秀实践。比如，今天做Java开发，我们也会用到数据库迁移的工具，比如Flyway。

当然，另一个方面，即便到了今天，大部分项目的自动化整合程度也远远达不到Rails的高度，可能各方面的工具都有，但是如此浑然一体的开发体验，依然是Rails做得最好。

最后，你可能会问，Rails这么优秀，为什么今天却落伍了呢？

在Web开发领域，Rails可谓成也MVC，败也MVC。MVC是那个时代Web开发的主流，页面主要在服务端进行渲染。然而，后来风云突变，拜JavaScript虚拟机V8所赐，JavaScript能力越来越强，Node.js兴起，人们重新认识了JavaScirpt。它从边缘站到了舞台中心，各种组件层出不穷，前端页面的表现力大幅度增强。

Web开发的模式由原来的MVC，逐渐变成了前端提供页面，后端提供接口的方式。Java的一些框架和服务也逐步发展了起来，Spring系列也越来越强大，重新夺回了Web后端开发的关注。

总结时刻

今天，我们学习如何了解设计的第二部分：看接口。看接口的一个方法是找主线，看风格。先找到一条功能主线，对项目建立起结构性的了解。有了主线之后，再沿着主线把相关接口梳理出来。

查看接口，关键要看接口的风格，也就是项目作者引导人们怎样使用接口。在一个项目里，统一接口风格也是很重要的一个方面，所以，熟悉现有的接口风格，保持统一也是非常重要的。

我还介绍了一个曾经火爆的Web开发框架：Ruby on Rails。借着它的起步走文档，我给你介绍了它的一些接口，包括：

Web应用对外暴露的接口：REST API；
程序员写程序时用到的接口：API；
程序员在开发过程中用到的接口：命令行。

从Rails的接口设计中，我们可以看到，一个好的接口设计，无论是最佳实践的引入，抑或是API设计风格的引导，都可以帮助我们建立起良好的开发习惯。

当我们理解了模型和接口，接下来就该看实现了，这就是我们下一讲要讲的内容。

如果今天的内容你只能记住一件事，那请记住：理解一个项目的接口，先找主线，再看风格。

思考题

最后，我想请你来分享一下，你在哪个项目的设计中学到了一些好的开发习惯呢？欢迎在留言区分享你的经历。

感谢阅读，如果你觉得这一讲的内容对你有帮助的话，也欢迎把它分享给你的朋友。

大师兄

06 | Ruby on Rails：如何分析一个软件的接口？

Ruby on Rails模型

REST 接口

API 接口

命令行接口

思考题