瞧瞧人家写的API接口代码,那叫一个优雅!

Lewis
2022-12-13 / 0 评论 / 13 阅读 / 正在检测是否收录...

  在实际工作中,我们需要经常跟第三方平台打交道,可能会对接第三方平台API接口,或者提供API接口给第三方平台调用。那么问题来了,如何设计一个优雅的API接口,能够满足:安全性、可重复调用、稳定性、好定位问题等多方面需求?
  今天跟大家一起聊聊设计API接口时,需要注意的一些地方,希望对你会有所帮助。

1. 签名

  为了防止API接口中的数据被篡改,很多时候我们需要对API接口做签名。接口请求方将请求参数 + 时间戳 + 密钥拼接成一个字符串,然后通过md5等hash算法,生成一个前面sign。然后在请求参数或者请求头中,增加sign参数,传递给API接口。API接口的网关服务,获取到该sign值,然后用相同的请求参数 + 时间戳 + 密钥拼接成一个字符串,用相同的m5算法生成另外一个sign,对比两个sign值是否相等。如果两个sign相等,则认为是有效请求,API接口的网关服务会将给请求转发给相应的业务系统。如果两个sign不相等,则API接口的网关服务会直接返回签名错误。
问题来了:签名中为什么要加时间戳?
答:为了安全性考虑,防止同一次请求被反复利用,增加了密钥没破解的可能性,我们必须要对每次请求都设置一个合理的过期时间,比如:15分钟。这样一次请求,在15分钟之内是有效的,超过15分钟,API接口的网关服务会返回超过有效期的异常提示。

目前生成签名中的密钥有两种形式:
一种是双方约定一个固定值privateKey。
另一种是API接口提供方给出AK/SK两个值,双方约定用SK作为签名中的密钥。AK接口调用方作为header中的accessKey传递给API接口提供方,这样API接口提供方可以根据AK获取到SK,而生成新的sgin。

2. 加密

  有些时候,我们的API接口直接传递的非常重要的数据,比如:用户的银行卡号、转账金额、用户身份证等,如果将这些参数,直接明文,暴露到公网上是非常危险的事情。由此,我们需要对数据进行加密。目前使用比较多的是用BASE64加解密。我们可以将所有的数据,安装一定的规律拼接成一个大的字符串,然后在加一个密钥,拼接到一起。

然后使用JDK1.8之后的Base64工具类处理,效果如下:
【加密前的数据】www.baidu.com
【加密后的数据】d3d3LmJhaWR1LmNvbQ==
为了安全性,使用Base64可以加密多次。
  API接口的调用方在传递参数时,body中只有一个参数data,它就是base64之后的加密数据。API接口的网关服务,在接收到data数据后,根据双方事先预定的密钥、加密算法、加密次数等,进行解密,并且反序列化出参数数据。

3. ip白名单

  为了进一步加强API接口的安全性,防止接口的签名或者加密被破解了,攻击者可以在自己的服务器上请求该接口。需求限制请求ip,增加ip白名单。只有在白名单中的ip地址,才能成功请求API接口,否则直接返回无访问权限。ip白名单也可以加在API网关服务上。但也要防止公司的内部应用服务器被攻破,这种情况也可以从内部服务器上发起API接口的请求。时候就需要增加web防火墙了,比如:ModSecurity等。

4. 限流

  如果你的API接口被第三方平台调用了,这就意味着着,调用频率是没法控制的。第三方平台调用你的API接口时,如果并发量一下子太高,可能会导致你的API服务不可用,接口直接挂掉。由此,必须要对API接口做限流。

限流方法有三种:

对请求ip做限流:比如同一个ip,在一分钟内,对API接口总的请求次数,不能超过10000次。
对请求接口做限流:比如同一个ip,在一分钟内,对指定的API接口,请求次数不能超过2000次。
对请求用户做限流:比如同一个AK/SK用户,在一分钟内,对API接口总的请求次数,不能超过10000次。
我们在实际工作中,可以通过nginx,redis或者gateway实现限流的功能。

5. 参数校验

  我们需要对API接口做参数校验,比如:校验必填字段是否为空,校验字段类型,校验字段长度,校验枚举值等等。这样做可以拦截一些无效的请求。比如在新增数据时,字段长度超过了数据字段的最大长度,数据库会直接报错。但这种异常的请求,我们完全可以在API接口的前期进行识别,没有必要走到数据库保存数据那一步,浪费系统资源。有些金额字段,本来是正数,但如果用户传入了负数,万一接口没做校验,可能会导致一些没必要的损失。还有些状态字段,如果不做校验,用户如果传入了系统中不存在的枚举值,就会导致保存的数据异常。由此可见,做参数校验是非常有必要的。
在Java中校验数据使用最多的是hiberate的Validator框架,它里面包含了@Null、@NotEmpty、@Size、@Max、@Min等注解。
用它们校验数据非常方便。
  当然有些日期字段和枚举字段,可能需要通过自定义注解的方式实现参数校验。

6. 统一返回值

我之前调用过别人的API接口,正常返回数据是一种json格式,比如:

{
    "code":0,
    "message":null,
    "data":[{"id":123,"name":"abc"}]
}

签名错误返回的json格式:

{
    "code":1001,
    "message":"签名错误",
    "data":null
}

没有数据权限返回的json格式:

{
    "rt":10,
    "errorMgt":"没有权限",
    "result":null
}

  这种是比较坑的做法,返回值中有多种不同格式的返回数据,这样会导致对接方很难理解。出现这种情况,可能是API网关定义了一直返回值结构,业务系统定义了另外一种返回值结构。如果是网关异常,则返回网关定义的返回值结构,如果是业务系统异常,则返回业务系统的返回值结构。但这样会导致API接口出现不同的异常时,返回不同的返回值结构,非常不利于接口的维护。其实这个问题我们可以在设计API网关时解决。业务系统在出现异常时,抛出业务异常的RuntimeException,其中有个message字段定义异常信息。所有的API接口都必须经过API网关,API网关捕获该业务异常,然后转换成统一的异常结构返回,这样能统一返回值结构。

7. 统一封装异常

  我们的API接口需要对异常进行统一处理。不知道你有没有遇到过这种场景:有时候在API接口中,需要访问数据库,但表不存在,或者sql语句异常,就会直接把sql信息在API接口中直接返回。返回值中包含了异常堆栈信息、数据库信息、错误代码和行数等信息。如果直接把这些内容暴露给第三方平台,是很危险的事情。有些不法分子,利用接口返回值中的这些信息,有可能会进行sql注入或者直接脱库,而对我们系统造成一定的损失。因此非常有必要对API接口中的异常做统一处理,把异常转换成这样:

{
    "code":500,
    "message":"服务器内部错误",
    "data":null
}

  返回码code是500,返回信息message是服务器内部异常。这样第三方平台就知道是API接口出现了内部问题,但不知道具体原因,他们可以找我们排查问题。我们可以在内部的日志文件中,把堆栈信息、数据库信息、错误代码行数等信息,打印出来。我们可以在gateway中对异常进行拦截,做统一封装,然后给第三方平台的是处理后没有敏感信息的错误信息。

8. 请求日志

  在第三方平台请求你的API接口时,接口的请求日志非常重要,通过它可以快速的分析和定位问题。我们需要把API接口的请求url、请求参数、请求头、请求方式、响应数据和响应时间等,记录到日志文件中。最好有traceId,可以通过它串联整个请求的日志,过滤多余的日志。当然有些时候,请求日志不光是你们公司开发人员需要查看,第三方平台的用户也需要能查看接口的请求日志。这时就需要把日志落地到数据库,比如:mongodb或者elastic search,然后做一个UI页面,给第三方平台的用户开通查看权限。这样他们就能在外网查看请求日志了,他们自己也能定位一部分问题。

9. 幂等设计

  第三方平台极有可能在极短的时间内,请求我们接口多次,比如:在1秒内请求两次。有可能是他们业务系统有bug,或者在做接口调用失败重试,因此我们的API接口需要做幂等设计。也就是说要支持在极短的时间内,第三方平台用相同的参数请求API接口多次,第一次请求数据库会新增数据,但第二次请求以后就不会新增数据,但也会返回成功。这样做的目的是不会产生错误数据。我们在日常工作中,可以通过在数据库中增加唯一索引,或者在redis保存requestId和请求参来保证接口幂等性。对接口幂等性感兴趣的小伙伴,可以看看我的另一篇文章《高并发下如何保证接口的幂等性?》,里面有非常详细的介绍。

10. 限制记录条数

  对于对我提供的批量接口,一定要限制请求的记录条数。如果请求的数据太多,很容易造成API接口超时等问题,让API接口变得不稳定。通常情况下,建议一次请求中的参数,最多支持传入500条记录。如果用户传入多余500条记录,则接口直接给出提示。建议这个参数做成可配置的,并且要事先跟第三方平台协商好,避免上线后产生不必要的问题。

11. 压测

  上线前我们务必要对API接口做一下压力测试,知道各个接口的qps情况。以便于我们能够更好的预估,需要部署多少服务器节点,对于API接口的稳定性至关重要。之前虽说对API接口做了限流,但是实际上API接口是否能够达到限制的阀值,这是一个问号,如果不做压力测试,是有很大风险的。比如:你API接口限流1秒只允许50次请求,但实际API接口只能处理30次请求,这样你的API接口也会处理不过来。我们在工作中可以用jmeter或者apache benc对API接口做压力测试。

12. 异步处理

  一般的API接口的逻辑都是同步处理的,请求完之后立刻返回结果。但有时候,我们的API接口里面的业务逻辑非常复杂,特别是有些批量接口,如果同步处理业务,耗时会非常长。这种情况下,为了提升API接口的性能,我们可以改成异步处理。在API接口中可以发送一条mq消息,然后直接返回成功。之后,有个专门的mq消费者去异步消费该消息,做业务逻辑处理。
直接异步处理的接口,第三方平台有两种方式获取到。
第一种方式是:我们回调第三方平台的接口,告知他们API接口的处理结果,很多支付接口就是这么玩的。
第二种方式是:第三方平台通过轮询调用我们另外一个查询状态的API接口,每隔一段时间查询一次状态,传入的参数是之前的那个API接口中的id集合。

13. 数据脱敏

  有时候第三方平台调用我们API接口时,获取的数据中有一部分是敏感数据,比如:用户手机号、银行卡号等等。这样信息如果通过API接口直接保留到外网,是非常不安全的,很容易造成用户隐私数据泄露的问题。这就需要对部分数据做数据脱敏了。我们可以在返回的数据中,部分内容用星号代替。已用户手机号为例:182**887。这样即使数据被泄露了,也只泄露了一部分,不法分子拿到这份数据也没啥用。

14. 完整的接口文档

  说实话,一份完整的API接口文档,在双方做接口对接时,可以减少很多沟通成本,让对方少走很多弯路。
接口文档中需要包含如下信息:
接口地址
请求方式,比如:post或get
请求参数和字段介绍
返回值和字段介绍
返回码和错误信息
加密或签名示例
完整的请求demo
额外的说明,比如:开通ip白名单。
接口文档中最好能够统一接口和字段名称的命名风格,比如都用驼峰标识命名。接口地址中可以加一个版本号v1,比如:v1/query/getCategory,这样以后接口有很大的变动,可以非常方便升级版本。统一字段的类型和长度,比如:id字段用Long类型,长度规定20。status字段用int类型,长度固定2等。统一时间格式字段,比如:time用String类型,格式为:yyyy-MM-dd HH:mm:ss。接口文档中写明AK/SK和域名,找某某单独提供等。

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