在实际工作中，我们需要经常跟外部三方系统打交道，可能会提供API接口给外部三方系统调用。

API接口通常通过WebController来实现。如果设计一个优雅的API接口，能够满足安全性、稳定性、易维护等多方面需求呢？

下面几项，看你做到了哪些。

1. 数字签名

为了防止API接口中的数据被篡改，我们需要对接口做签名。

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，生成一个签名sign。

然后在请求参数或者请求头中，增加sign参数，上送给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。

BTW，提个问题：签名中为什么要加时间戳？

答：为了安全性考虑。一来，通过不同的时间戳，可以有效减少签名相同的概率。二来，API接口的网关服务可以校验时间戳，与服务器当前时间是否吻合，不吻合就直接返回非法请求。

目前生成数字签名的密钥有3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。

第3种是使用非对称加密算法生成签名。常见的是RSA，RSA包含一对公私钥，调用方保留自己的私钥，并将公钥提供给服务提供方。调用方发起API请求时通过私钥加签，API提供方通过商户公钥验签。

我们可以使用在线工具生成密钥对：https://tools.ytdevops.com/rsa-key-pair-generator

2. 敏感数据加密传输

有些时候，我们的API接口直接传递的非常重要的数据，比如：用户的登录密码、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。

数据加密通常使用对称加密算法。如AES、DES、3DES。双方互存加密秘钥encryptKey。一方利用encryptKey加密，另一方利用encryptKey解密。

当然，也可以对数据进行RSA非对称加密。调用方利用API提供方的公钥对数据加密，API提供方则利用自己的私钥对数据解密。

需要指出的是，无论是RSA加密还是RSA签名，服务提供方的公私钥只有一份，而不同的外部三方系统应持有不同的公私钥。

另外，对于用户敏感数据，服务提供方在合法合规的前提下，应做加密存储，而不是直接明文存储。

3. 敏感数据脱敏返回

有时候外部三方系统调用我们API接口时，获取的数据中有一部分是敏感数据，比如：用户身份证号、手机号、银行卡号等等。

这样信息如果通过API接口直接暴露到外网，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。

以用户手机号为例：182****887。

以公民身份证号为例：11011****012X。

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。

4. 限流

如果你的API接口被外部三方系统调用了，这就意味着着，调用频率是没法控制的。

外部三方系统调用你的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. 校验请求参数

我们需要对API接口做参数校验，比如：校验必填参数是否为空，校验参数类型，校验参数长度，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，数据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接口的入口进行识别，没有必要走到数据库保存数据那一步，浪费系统资源。

有些金额参数，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。

还有些状态参数，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。

当然有些日期参数和枚举，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

定义明确的、统一的返回值很有必要。API接口返回json格式；WebController网关里，则定义返回值模型，常见的例如 ApiResult{code,message,data}。

正常返回示例：

{
    "code":200,
    "message":null,
    "data":[{"id":123,"name":"abc"}]
}

签名错误返回：

{
    "code":401,
    "message":"签名错误",
    "data":null
}

没有数据权限返回：

{
    "code":403,
    "message":"没有权限",
    "data":null
}

业务系统在出现异常时，抛出业务异常的RuntimeException，其中有个message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，但数据表不存在，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外部三方系统，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，在内部的log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。并把异常转换成这样进行返回：

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

这样外部三方系统就知道是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gateway中对异常进行拦截，做统一封装，然后返给外部三方系统的是处理后没有敏感信息的错误信息。

8. 记录请求处理日志

在外部三方系统请求你的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。分布式系统中，可以借助skywalking的TID组件来追踪一个请求从起始到结束经过的所有服务和组件，以便进行性能分析、故障排查等操作。

9. 幂等设计

外部三方系统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，外部三方系统用相同的参数请求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。

10. 限制网络传输的数据量

对于对外提供的批量接口，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。如果用户传入多于500条记录，则接口直接给出提示。

同样，返回数据时，也不宜返回满足条件的所有数据。应该做分页处理，例如每页返回500条记录，并返回是否结束的标记。

再者，对于图片数据，如果传输经过Base64或Hex编码的字符串，应控制字符串的大小。例如在保证图片质量的前提下，要求调用侧压缩图片控制在1M内。当然，也可以考虑分块传输，即将数据分成多个小块进行传输，并在接收端重新组合。

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，外部三方系统有两种方式获取到。

第一种方式是：我们系统业务执行完成后，主动回调外部三方系统的接口，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：外部三方系统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或id集合。

13. API接口参数定义的考究

在设计 API 接口时，参数定义是至关重要的，它可以影响接口的易用性、可维护性，甚至是性能。以下是一些在定义 API 接口参数时需要考虑的重要方面。

接口文档中最好能够统一接口和参数名称的命名风格，推荐用驼峰式命名。

参数名应明确，便于理解。这同时考验程序员的英语水平。例如：回调地址，可以是 callback_url，如果是 call_black_url 就容易闹笑话了。

参数名统一：例如，对于订单号，所有API统一使用tradeNo，切不可在不同的API中同时出现orderNo、tradeNo、transNo、platOrderNo等。再例如，对于商户编码，统一使用merId。

参数值统一：如对于时间参数，都使用 yyyy-MM-dd HH:mm:ss

参数类型应明确。确定每个参数的数据类型，如整数、字符串、布尔值、集合、子类型等。

接口地址中可以加一个版本号version，比如：v1/invoice/apply，这样以后接口有很大的变动，可以非常方便升级版本。

统一参数的类型和长度，比如：id用Long类型，长度规定20。amount用Long，单位用分，长度20。status用int类型，长度固定2等。

14. 完整的API接口文档

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
• 请求/响应报文demo
• 额外的说明，比如：开通ip白名单。

复杂的业务流程通常需要暴露多个API接口，这时，一份明确的时序图有如锦上添花。

参数的顺序应该有逻辑性，使得使用者能够轻松理解和记忆。

区分必选参数和可选参数，明确指明哪些参数是必需的，哪些是可选的。对于可选参数，考虑设置默认值，以减少用户必须提供的参数数量。

接口文档中写明AK/SK和域名，找某某（如技术支持）单独提供等。

15. 开发者对接SDK

我们在对接银行通道或微信、支付宝等三方支付平台时，会经常使用它们提供的SDK开发包。

提供一份开发者对接 SDK 可以帮助对方技术开发人员更快速、高效地开发应用程序，降低开发成本和对接难度，提高用户体验。

SDK包中，应包含下面几个package。

• 基础工具，加解密工具、数字签名工具、HttpUtil工具，等。
• 公共package，如 枚举、常量、自定义异常、配置。
• Model包，包含各种数据模型或实体类，用于表示和处理 SDK 所涉及的数据结构。
• 接口对接。完整的API对接代码。当然，也可以对通用逻辑进行抽象封装。
• test包，包含单元测试、集成测试等测试类。

代码中，应包含必要的javadoc，注明代码的用途，或可参考的内容。

应谨慎编写SDK中的代码，不可随意。SDK包 有可能被对接者直接引入到项目中，因此在代码质量、http连接工具等方面，进行评审和测试。

EOF

感觉这个结束有点唐突~