得物API元数据中心探索与思考-51CTO.COM

一、背景

目前市面上针对API的管理平台很多，但由于各种客观因素，这些平台的功能都更多聚焦在API文档的消费侧。而对于API文档的生成都非常依赖开发人员的手动创建，很难保障文档的实时性和有效性。市面上常见的API管理平台，由于缺乏有效的管理机制，完全依赖开发人员的主动维护，在文档体量变大之后就出现了文档归属混乱、文档重复上传、文档信息更新不及时等问题。

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由于文档缺乏有效的维护，很大程度上局限了API文档在消费侧的作用。举个例子，如果一份API文档更新不及时，那么前端就很难基于过时的文档进行数据Mock。如果平台大多数的文档都存在更新不及时的问题，那其他的平台也很难把平台的API文档作为有效信息使用。

二、Mooncake API文档维护

为了解决文档的维护问题，得物技术部自研了Mooncake平台，并从文档组织规范、文档生成效率等方面做了大量的尝试。

API文档组织规范

平台用户对于接口文档的存储管理、交付时间和交付质量均有一定的诉求。平台通过规范的方式统一起来，建立接口文档项目和目录组织规范，降低接口查找难度和用户使用费力度。

规范应用名称

如果应用名称可以任意创建，从技术部现有数据看来，各域定义的巨大差异将会导致用户使用存在一定的理解成本。为统一项目命名规范，同时更清晰的展示接口与项目之间的关系，平台计划与发布平台&CMDB&网关等系统保持一致，统一采用CMDB中的应用名作为项目名称，降低文档查找的难度。

通过打通CMDB数据，统一CMDB应用名，打通与公司内部平台的数据，主要包含：

建立与发布平台的关系，自动获取应用染色环境列表，降低接口调试难度；
建立与Gitlab平台的关系，自动获取应用需求迭代数据，降低文档与需求绑定的费力度；
建立与网关平台的关系，一键同步接口网关自动关联路由组等数据信息；
打通交易网关、APM的数据，获取接口文档信息，丰富文档信息密度。

通过将应用名称规范化，Mooncake平台建立了一个规范化的应用命名体系，让用户可以更方便地查找和使用文档，并提高了团队的协作效率和产品质量。

规范文档分类

如果以类名或注解作为文档分类的依据，导致文档的可维护性逐渐降低，文档和业务的关系也逐渐削弱。为了解决这个问题，平台通过规范文档的分类，降低文档的查找和管理难度。

在技术层面上，提供多级分类能力，规范化维护文档分类，并完成商家、客服、供应链、交易等规范性分类的推动以及约束文档的落地；

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在规范层面上，推进各个团队根据自己的业务场景按照统一的规范来分类文档，从而提高文档的可维护性和管理效率。例如，推动客服、商家、交易等各个域落地接口目录规范文档，项目负责人或Owner定期检查分类规范的执行情况，并对分类不规范的文档进行整理和优化。

通过技术和规范手段相结合，规范文档分类，可以降低文档的查找难度，提升文档的可维护性和管理效率。

API文档生成

MooncakeUpload Idea插件

得物技术部研发的MooncakeUpload Idea插件可以帮助解决API文档创建和录入的问题。该插件通过解析Java项目里的注解和注释，实现了一键生成API文档的功能，降低了API文档创建的费力度。相较于手动创建接口文档，使用插件上传API文档所需的时间仅为几秒钟，而且规范了接口的分类属性，使得上传文档过程更加简便和快速。在每个迭代中，使用插件可以节约将近667小时的时间。

实现原理

基于IntelliJ Platform自身的基础架构，依靠PSI(Program Structure Interface)核心特性，通过分析解析出来的语法树可以获取准确的代码信息，例如获取文件中包含的类、方法、字段和注释等信息。

核心实现

配置信息

通过IntelliJ Platform提供的虚拟文件系统(Virtual File System)功能，读取插件的信息配置，主要包括Mooncake的项目信息，人员的域账号等。从而能够获取Mooncake的分类数据，以及接口的变更人员。

// 解析misc配置文件
File miscFile = new File(editor.getProject().getProjectFile().getPath());
Element miscElement = JDOMUtil.load(miscFile);


// 读取token
public static String getToken(Element element, PsiFile psiFile) {
    try {
      String token = getHistoryConfig(element, psiFile, MooncakeConstant.HistoryToken);
      if (token.equals("")) {
        token = getProjectConfig(element, psiFile, MooncakeConstant.Token);
      }


      if (token.equals("")) {
        Messages.showErrorDialog("请先去idea/misc.xml配置MooncakeUploadApi配置", "获取配置失败！");
      }


      return token;
    } catch (Exception e) {
      Messages.showErrorDialog("请先去idea/misc.xml配置MooncakeUploadApi配置", "获取配置失败！");
      return "";
    }
}

原有的配置功能，会通过用户配置的项目名称信息和当前路径进行二次校验，增加了用户理解的难度，平台插件使用的问题中，80%的问题来源于配置的繁琐。因此在2.0版本之后，通过内置数据校验，降低了项目信息的配置难度，配置信息仅需一个参数即可：

<component name="mooncakeUpload">
    <option name="token">xxxxxxxx</option>
</component>

出入参信息

依靠PSI核心特性，通过解析选中文件的语法树，提取字段信息，组装API文档的出入参和注释，主要核心逻辑：

// 获取偏移量
PsiFile editorFile = e.getDataContext().getData(CommonDataKeys.PSI_FILE);
PsiElement referenceAt = psiFile.findElementAt(editor.getCaretModel().getOffset());


// 获取选中的类或者方法
PsiClass selectedClass = PsiTreeUtil.getContextOfType(referenceAt, PsiClass.class);
PsiMethod selectedMethod = PsiTreeUtil.getContextOfType(referenceAt, PsiMethod.class);


// 获取选中类下的所有方法
PsiMethod[] psiMethods = selectedClass.getMethods();
// 获取类上的注解
String apiValue = PsiAnnotationSearchUtil.getPsiParameterAnnotationParam(selectedClass, SwaggerConstants.API, "tags");
// 获取参数所属类
PsiClass psiClass = JavaPsiFacade.getInstance(project).findClass(psiParameter.getType().getCanonicalText(),
          GlobalSearchScope.allScope(project));
// 获取参数所有字段
PsiField[] fields = psiClass.getAllFields();
// 字段源类型，可以获取所有信息
PsiType type = field.getType();
// 字段名称
String name = field.getName();

可视化面板

Mooncake平台支持API文档的多级分类，为了降低接口文档的分类难度，降低对代码的侵入，基于Java的Swing GUI库，我们提供了可视化操作面板，用户可以选择需要上传的接口和分类信息，以及需求信息。

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版本更新

MooncakeUploadApi上传插件是得物技术部自主研发的插件，由于存在公司的业务信息，无法上传到插件市场，只能将插件打包成Jar文件给开发使用。这种情况下，可能会出现以下问题：

用户无法及时感知到插件修复过的版本，导致升级新版本时存在困难。如果出现问题，用户还需要找Mooncake维护人员定位问题，并进行手动修复和更新，维护成本比较高；
由于不能上传插件市场，用户升级插件需要手动找到Mooncake维护的插件文档，并下载相应的Jar包进行更新，费力度高。

针对以上可能存在的问题，得物技术通过搭建私有仓库方式，最终实现了插件更新方案，如图所示：

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最终实现了插件启动的自动检查版本更新，并进行通知。

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结果

通过自研Mooncake Idea上传插件，实现Mooncake平台以下收益：

快速响应并定制化需求：通过打通Gitlab，插件可以根据代码分支来自动绑定接口的业务需求，以便快速响应相关问题；
提升开发效率：使用插件可以大幅度降低API文档创建的成本和负担，从而让开发人员更加专注于代码的开发和测试等任务中；
规范API文档：插件通过可视化面板交互方式，规范了文档的格式和内容，并能够快速选择上传的文档分类和字段信息，以便更好地管理和使用API文档信息，从而提高了规范化程度。

目前研发部门接通过插件每个迭代上传API文档的次数(如图所示)，平均每个迭代产生数千次的变更，大大提升了维护文档效率，达到降本提效的目的。

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基于Gitlab MR自动解析

背景

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平台提供了API Upload插件之后，整个文档生产端现状如下：

服务端在开发阶段通过手动/插件上传API文档到Mooncake侧；
提测节点时从网关同步当前迭代新增的API接口，与Mooncake侧接口比对，查看是否存在，不存在则要求开发上传接口。

通过网关来进行新增接口卡点，可能存在以下问题：

网关侧配置的接口仅为需要走网关流量的接口，不走网关的接口，如Dubbo接口、内部接口并不能保证接口在Mooncake存在；
即使在Mooncake存在的接口，如果在上传之后又产生了变更，通过网关的卡点并不能保证最新的变更也同步到了平台。

因此，平台在通过上传插件降低API生成费力度的同时，也需要将现有的研发流程仍然强依赖使用者的习惯、API文档的质量不稳定的风险考虑进去。

针对这个问题，平台在Gitlab的流水线中，新增了一个自动解析代码的节点。对于每个向release分支合并的MR，将其中和接口定义相关的部分进行解析并自动在平台生成/更新对应的API文档，从而保证所有接口在发布前一定将最终的接口定义同步到Mooncake平台。

实现

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配置Gitlab流水线任务

自动解析需要拉取项目的全量代码和依赖包代码，因此占用的内存空间较大；

自动解析项目耗时较长，例如公司内部某个项目，7k+的文件需要耗时3.5min，自动解析feature分支消耗太多资源。

因此我们最终针对HTTP接口只做每个迭代的兜底，通过解析Release分支，保障每个迭代结束时，文档都是完整的和最新的。

获取二方包源码

由于二方包在编译为Jar之后，代码的注释会丢掉，而API文档需要解析字段的注释和注解来描述字段的含义，自动解析要保证接口的完整性，需要补全二方包的注释。因此我们扫描了Pom文件的依赖包，并将公司的二方包全部下载到当前项目目录里面，并反编译解析原始数据。

获取公司内所有的二方包源代码数据：

JSONArray allModuleDepsTreeData = new JSONArray();
for (String fileDepTree : arrayListScannerMgr_Dep_Tree_POM) {
    JSONObject treeDependeces = dependcesParse(fileDepTree);
    allModuleDepsTreeData.add(treeDependeces);
}


// 过滤公司二方包
 String group = nodeChild.getGroupId();
 if (group.contains("xxx")
        || group.contains("xxxx")
        || group.contains("xxx")
        || group.contains("xxxx")) {
     return true;
 }


 // 下载所有二方包
File tempFile = new File(jarScanPath.trim());
String fName = tempFile.getName();
fName = FilenameUtils.removeExtension(fName);
fName = fName.replaceAll("-", "_");

解析项目所有的代码

通过调研，Qdox工具包具备体积小，解析效率快，使用文档简单的特性，因此采用使用Qdox将项目中的所有代码解析为Java语法树，并实现API文档的信息提取。

核心逻辑如下代码所有，解析所有class，并基于Swagger注解和RestController注解提取所有的Http接口。

// 初始化builder
JavaProjectBuilder builder = new JavaProjectBuilder();
builder.setEncoding(StandardCharsets.UTF_8.name());


// 读取所有class信息
builder.addSourceTree(new File(sourceDir));
Collection<JavaClass> classes = builder.getClasses();


// 过滤所有http接口
// 获取所有http api class
Collection<JavaClass> httpClasses = new ArrayList<>();
for (JavaClass javaClass : classes) {
  if (CommonHelper.isHttpClass(javaClass)) {
    httpClasses.add(javaClass);
  }
}

而接口文档信息的解析与Idea插件解析思路基本一样，最终将所有的接口方法解析为JSON格式的API文档，如图所示：

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将解析的接口数据与Mooncake平台数据对比

接口在Mooncake不存在的，直接上传到Mooncake平台，保证API文档的完整性；
接口存在的，比对接口文档核心数据，包含出入参和路径等，不一致则更新接口文档，保证API文档的一致性。

三、Mooncake API元数据中心

Mooncake平台通过不断完善从生产到消费链路的信息，延长API文档的生命周期，完成API文档元数据中心的闭环。在平台的探索过程中，逐渐沉淀了丰富API文档信息，解决了API的利用率低，API信息密度低的问题。目前，API信息主要包含以下：

API描述信息：如 Swagger、OpenAPI 等格式的 API 描述文件，包括 API 名称、版本、路径、参数、响应等；
接口规范：定义API请求和响应协议，规范接口分类；
稳定性：API的版本管理、生命周期、周期变更率等数据；
文档和示例：API的使用文档、示例代码、调用等；
开发平台：提供API开发者所需的工具和SDK，例如IDEA插件、Go cli等；
研发流程规范：提供接口版本周期稳定性数据，例如：调试是否成功、自动化测试用例等。

通过打造得物API元数据中心，更有效的提高API开发和管理效率，使得API能够更加透明化、可靠化、易于使用。基于丰富的API文档信息，平台围绕调试、Mock、数据开放等API消费侧的功能也做了大量的探索尝试。

调试

由于平台沉淀了精确的接口字段定义，因此基于这些定义对接口进行调试自测就非常方便。在提供基础调试功能的同时，平台也通过以下手段对调试的体验进行了优化：

基于文档信息，自动填充入参字段信息；同时基于文档信息进行简单的类型校验；
通过同步CMDB应用名称，自动获取染色环境名称，支持调试自动填充染色环境参数；
打通内部核心平台，优化接口签名和鉴权问题，降低接口调试难度。

对于部分仍然习惯于使用postman进行调试的用户，平台也支持将postman调试记录进行一键同步。

之所以这么执着的推动大家到Mooncake来进行调试，主要是期望将调试记录作为研发完成自测的一种“凭证”，并将其同得物现有的研发协同面板系统进行结合，把“自测凭证”作为生成前后端联调单的前置条件，通过保障联调过程中的接口质量从而提升联调效率。

整个联调过程大致如下：

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Mock

由于项目接口的完整性和及时性，前端可以基于平台的Mock功能，在开发阶段，前端可以Mock需求下的所有接口，充分完成功能的自测，前置联调流程，降低因为后端延迟提供接口的带来延期的风险。
基于入参字段的准确性和完整性，在Mock数据过程中，平台可以校验入参的信息的准确性，包括是否完整，数据入参类型是否准确等，提前发现问题，提升前端交付质量。
通过API文档的调试功能，平台沉淀了基于接口文档的真实数据，因此，平台可以自动为前端提供更加精准的具备业务属性的数据Mock，以及不同的异常状态码数据场景，更加真实对页面场景进行还原。

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API元数据平台

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将公司所有的API文档收敛到Mooncake平台，通过保障接口的完整性和及时性，可以保障所有消费平台都能拿到接口的详细信息，同时通过与其他平台协作，将接口的不同维度信息收敛到平台信息，例如接口的等级、读写属性等，丰富文档的信息密度。

通过提供OpenApi，为公司内部平台提供API信息，例如：

提供API文档包括接口名称，字段语义，出入参完整性给APM监控平台，提升Trace链路的可读性；
提供完整的出入参信息，与流量平台的接口数据比对，及时发现接口版本问题；
提供接口的变更率、是否调试成功等数据给提测平台，作为质量管控数据面板的一部分；
提供接口相关联的域名信息给网关平台，作为网关平台监控接口流量信息的依据；
将接口信息提供给接口自动化平台，可以提升测试编写接口测试用例效率。

四、展望

目前得物面对日益增长的业务，尤其是涉及分布式架构、微服务等技术和架构时，通过API元数据中心集中化管理API接口文档，在协同管理各团队、保证接口的一致性和完整性、快速演进变更、降低沟通成本等方面有着至关重要的作用。后续，平台依然会围绕已经沉淀的API信息，在接口自动化测试、API文档管理、接口健康度监控等上下游领域进行持续的探索。