面试题：Ruby 的 RESTful API 设计中如何处理版本控制和认证

Question

在一个使用 Ruby 开发的 RESTful API 项目里，需要实现版本控制以便于后续的功能迭代，同时要加入基于 Token 的认证机制确保接口安全。请阐述实现版本控制的不同方式及其优缺点，并详细说明如何在 Ruby 中基于 Rack 中间件或其他方式实现 Token 认证。

Answer 1

一、版本控制的不同方式及其优缺点

1. URL 路径版本控制

• 实现方式：在 URL 路径中包含版本号，例如 /v1/users 、 /v2/users 。
• 优点：
  • 简单直观：易于理解和实现，客户端能够很清晰地知道当前请求的 API 版本。
  • 兼容性好：不同版本的 API 可以共存于同一服务器，不会相互干扰，便于逐步迁移和维护。
• 缺点：
  • URL 冗长：如果版本号层级较多或路径复杂，URL 会变得很长且不美观。
  • 缓存问题：不同版本的相同资源 URL 不同，可能导致缓存命中率降低，增加服务器负载。

2. 自定义 HTTP 头版本控制

• 实现方式：在 HTTP 请求头中添加自定义字段来标识版本，比如 X-API-Version: 1 。
• 优点：
  • URL 简洁：不会污染 URL，保持 URL 的简洁性和可读性。
  • 灵活更新：版本控制与资源路径解耦，更易于进行整体版本更新和维护。
• 缺点：
  • 客户端要求高：需要客户端配合，并且需要对每个请求手动添加版本头，增加了客户端开发的复杂度。
  • 不易发现：对于不熟悉该机制的开发者，较难发现和理解版本信息。

3. Accept 头版本控制

• 实现方式：利用 Accept 头字段，例如 Accept: application/vnd.company.v1+json 。
• 优点：
  • 遵循 HTTP 规范：利用了 HTTP 已有的机制，符合 RESTful 设计理念。
  • 灵活扩展：可以在不改变 URL 和其他请求头的情况下，方便地扩展和管理版本。
• 缺点：
  • 解析复杂：服务器端需要更复杂的解析逻辑来处理不同的 Accept 头格式。
  • 兼容性问题：部分旧的客户端或工具可能不支持这种方式。

二、在 Ruby 中基于 Rack 中间件实现 Token 认证

1. 创建 Token 认证中间件

class TokenAuthentication
  def initialize(app)
    @app = app
  end

  def call(env)
    token = env['HTTP_AUTHORIZATION']&.split(' ')&.last
    if token && valid_token?(token)
      @app.call(env)
    else
      [401, { 'Content-Type' => 'application/json' }, ['{"error": "Unauthorized"}']]
    end
  end

  private

  def valid_token?(token)
    # 这里假设一个简单的验证逻辑，实际应用中需要从数据库或其他存储中验证
    token == 'valid_token'
  end
end

2. 在 Rack 应用中使用中间件

require 'rack'

app = Rack::Builder.new do
  use TokenAuthentication
  run lambda { |env| [200, { 'Content-Type' => 'text/plain' }, ['Hello, World!']] }
end

Rack::Server.start(
  app: app,
  Port: 3000
)

3. 基于 Rails 应用使用 Rack 中间件（如果是 Rails 项目）

在 Rails 项目的 config/application.rb 中添加以下代码：

module YourApp
  class Application < Rails::Application
    config.middleware.use TokenAuthentication
  end
end

4. 其他实现 Token 认证的方式（如 Devise 插件）

• 安装 Devise：在 Gemfile 中添加 gem 'devise' ，然后运行 bundle install 。
• 生成 Devise 配置：运行 rails generate devise:install 。
• 生成用户模型：运行 rails generate devise user 。
• 配置 Token 认证：在 config/initializers/devise.rb 中配置 config.token_authentication_key = :auth_token ，并在用户模型中添加 devise :token_authenticatable 。
• 使用认证：Devise 会自动处理 Token 的生成、验证等逻辑，在控制器中可以使用 authenticate_user! 等方法进行认证。

通过上述方法，可在 Ruby 的 RESTful API 项目中实现版本控制以及 Token 认证。