はじめに
WebアプリケーションやモバイルアプリケーションでAPI（Application Programming Interface）を使う際、「RESTful API」という言葉をよく目にします。しかし、RESTとは具体的に何を指すのでしょうか。この記事では、REST初学者の方に向けて、その概念と仕組みを分かりやすく解説していきます。
この記事を読むことで、以下の内容が理解できるようになります。
- RESTの基本概念と設計思想
- RESTful APIの設計原則
- HTTPメソッドとリソースの関係
- 実際のAPI設計における具体例
RESTとは何か
RESTの定義
REST（Representational State Transfer）は、2000年にRoy Fieldingによって提唱された、分散システムにおけるアーキテクチャスタイルです。Web上でクライアントとサーバーがデータをやり取りするための設計原則を定めたものと言えます。
RESTは特定の技術やプロトコルではなく、あくまで「設計思想」「アーキテクチャスタイル」です。この点を理解しておくと、RESTの本質が掴みやすくなりますね。
なぜRESTが重要なのか
RESTが広く採用されている理由は以下の通りです。
- HTTPプロトコルをそのまま活用できるため、追加の学習コストが低い
- シンプルで理解しやすく、実装が容易
- スケーラビリティが高く、大規模なシステムにも対応可能
- プラットフォームや言語に依存しない
REST登場の背景
REST以前は、SOAP（Simple Object Access Protocol）などの重厚なプロトコルが主流でした。しかし、これらは複雑で学習コストが高く、実装も煩雑でした。
RESTは既存のHTTPプロトコルの仕組みを最大限活用することで、よりシンプルで実用的なAPI設計を可能にしました。
RESTの基本原則
RESTは6つの制約によって定義されています。これらの制約を満たすことで、システムは拡張性や保守性の高いアーキテクチャを実現できます。
クライアント・サーバー分離
クライアントとサーバーは独立して開発・進化できる必要があります。クライアントはUIとユーザー体験に集中し、サーバーはデータ管理とビジネスロジックに集中します。
ステートレス性
サーバーはクライアントの状態（セッション情報など）を保持しません。各リクエストは、それ単体で完結する必要があります。必要な情報はすべてリクエストに含めて送信します。
この制約により、サーバーはシンプルになり、スケーラビリティが向上します。
キャッシュ可能性
レスポンスデータはキャッシュ可能かどうかを明示的に示す必要があります。適切にキャッシュを活用することで、ネットワーク通信を削減し、パフォーマンスを向上できます。
統一インターフェース
RESTの最も重要な制約です。統一されたインターフェースを持つことで、アーキテクチャが簡潔になり、相互作用が見えやすくなります。
統一インターフェースは以下の4つの原則から成り立っています。
- リソースの識別：URIによってリソースを一意に識別
- リソースの操作：HTTPメソッドによる標準的な操作
- 自己記述的メッセージ：メッセージ自体が処理方法を含む
- HATEOASハイパーメディアによる状態遷移（Hypermedia as the Engine of Application State）：レスポンスに次の操作へのリンクを含める
階層化システム
クライアントは直接エンドサーバーと通信しているのか、中間サーバーと通信しているのかを意識する必要がありません。ロードバランサーやプロキシ、キャッシュサーバーなどを透過的に配置できます。
コードオンデマンド（オプション）
唯一のオプション制約です。サーバーがクライアントに実行可能なコードを送信して、クライアントの機能を拡張できます。JavaScriptなどがその例です。
RESTful APIの基礎
リソースという考え方
RESTの中心概念は「リソース」です。リソースとは、API上で操作対象となる情報やデータの単位を指します。
例えば、ブログシステムでは以下のようなリソースが考えられます。
- 記事（Article）
- ユーザー（User）
- コメント（Comment）
- カテゴリー（Category）
リソースは名詞で表現し、動詞は使いません。これにより、一貫性のある設計が可能になります。
URIの設計
リソースはURI（Uniform Resource Identifier）で識別します。URIの設計には以下のような規則があります。
良い例
GET /articles # 記事一覧の取得
GET /articles/123 # ID123の記事取得
GET /users/456/articles # ユーザー456の記事一覧
悪い例
GET /getArticles # 動詞を使っている
GET /article?id=123 # リソースIDをパスに含めるべき
POST /articles/delete # DELETEメソッドを使うべき
URIの設計原則は以下の通りです。
- 小文字を使用する
- 単語の区切りはハイフンを使用する
- 複数形を使用する（一般的な慣習）
- 階層構造を表現する
HTTPメソッドとCRUD操作
RESTではHTTPメソッドを使って、リソースに対する操作を表現します。主要な操作はCRUD（Create, Read, Update, Delete）に対応しています。
| HTTPメソッド | CRUD操作 | 説明 | 冪等性 |
|---|---|---|---|
| POST | Create | リソースの新規作成 | × |
| GET | Read | リソースの取得 | ○ |
| PUT | Update | リソースの完全更新 | ○ |
| PATCH | Update | リソースの部分更新 | × |
| DELETE | Delete | リソースの削除 | ○ |
冪等性とは、同じ操作を複数回実行しても結果が変わらない性質を指します。
ステータスコードの意味
HTTPステータスコードは、リクエストの処理結果を示します。適切なステータスコードを返すことで、クライアントは結果を正しく判断できます。
2xx 成功
- 200 OK：リクエスト成功
- 201 Created：リソース作成成功
- 204 No Content：成功したがレスポンスボディなし
3xx リダイレクション
- 301 Moved Permanently：恒久的な移動
- 304 Not Modified：キャッシュが有効
4xx クライアントエラー
- 400 Bad Request：リクエストが不正
- 401 Unauthorized：認証が必要
- 403 Forbidden：アクセス権限なし
- 404 Not Found：リソースが存在しない
5xx サーバーエラー
- 500 Internal Server Error：サーバー内部エラー
- 503 Service Unavailable：サービス利用不可
RESTのメリットとデメリット
RESTの利点
スケーラビリティ
ステートレス性により、サーバーを水平方向に拡張しやすくなっています。ロードバランサーで複数のサーバーに負荷を分散することが容易です。
独立した開発
クライアントとサーバーが疎結合なため、それぞれを独立して開発・更新できます。
キャッシュの活用
HTTPのキャッシュ機構をそのまま利用できるため、パフォーマンス向上が期待できます。
学習コストの低さ
HTTPプロトコルの知識があれば理解しやすく、特別なツールやライブラリが不要です。
RESTの制約と課題
オーバーフェッチング/アンダーフェッチング
必要なデータを取得するために複数のリクエストが必要になる場合があります。例えば、記事と著者情報を取得する際、2回のリクエストが必要になることがあります。
リアルタイム通信への不向き
RESTは基本的にリクエスト・レスポンス型のため、リアルタイム通信にはWebSocketなど別の技術が必要です。
バージョン管理の複雑さ
APIの変更時に後方互換性を保つことが難しい場合があります。
いつRESTを使うべきか
RESTは以下のような場合に適しています。
- CRUD操作が中心のアプリケーション
- 複数のクライアント（Web、モバイルなど）から利用されるAPI
- キャッシュを効果的に活用したいシステム
- シンプルで理解しやすいAPIが求められる場合
一方、以下のような場合は他の選択肢も検討しましょう。
- 複雑なクエリや柔軟なデータ取得が必要な場合（GraphQLなど）
- リアルタイム双方向通信が必要な場合（WebSocketなど）
- 内部マイクロサービス間の通信（gRPCなど）
まとめ
RESTは、Web APIを設計する上での重要な設計思想です。この記事で学んだポイントをおさらいしましょう。
- RESTはアーキテクチャスタイルであり、6つの制約によって定義される
- リソースをURIで識別し、HTTPメソッドで操作する
- ステートレス性により、スケーラブルなシステムを構築できる
- 適切なHTTPステータスコードで結果を表現する
- シンプルで理解しやすく、実装が容易
RESTの概念を理解することで、より良いAPI設計ができるようになります。まずは小規模なプロジェクトで実際にRESTful APIを設計・実装してみることをお勧めします。