浅析如何在Nancy中生成API文档

前言

前后端分离，或许是现如今最为流行开发方式，包括UWP、Android和IOS这样的手机客户端都是需要调用后台的API来进行数据的交互。

但是这样对前端开发和APP开发就会面临这样一个问题：如何知道每个API做什么？

可能，有人会在内部形成一份word文档、pdf；有人会建立一个单独的站点，然后将API的地址，参数等信息列在上面；有人会借助第三方的工具来生成一份文档等。

当然，这基本是取决于不同公司的规范。

说起API文档，就想到前段时间做的微信小程序，由于那个不完善的接口文档，从而导致浪费了很大一部分时间去询问接口相关的内容(用的是老的接口)。

为了处理这个问题，我认为，如果能在写某个API的时候就顺带将这个API的相关信息一并处理了是最好不过！

不过这并不是让我们写好一个接口后，再去打开word等工具去编辑一下这个API的信息，这样明显需要花费更多的时间。

下面就针对这一问题，探讨一下在Nancy中的实现。

如何实现

其实，想在Nancy中生成API文档，是一件十分容易的事，因为作者thecodejunkie已经帮我们在Nancy内部提前做了一些处理

便于我们的后续扩展，这点还是很贴心的。

下面我们先来写点东西，后面才能写相应的API文档。

public class ProductsModule : NancyModule
{
    public ProductsModule() : base("/products")
    {
        Get("/", _ =>
        {
            return Response.AsText("product list");
        }, null, "GetProductList");

        Get("/{productid}", _ =>
        {
            return Response.AsText(_.productid as string);
        }, null, "GetProductByProductId");

        Post("/", _ =>
        {
            return Response.AsText("Add product");
        }, null, "AddProduct");

        //省略部分..
    }
}

基本的CURD，没有太多的必要去解释这些内容。当然这里需要指出一点。

正常情况下，我们基本都是只写前面两个参数的，后面两个参数是可选的。由于我们后面需要用到每个路由的名字

所以我们需要用到这里的第4个参数(当前路由的名字)，也就意味着我们要在定义的时候写多一点东西！

注: 1.x和2.x的写法是有区别的！示例用的2.x的写法，所以各位要注意这点！

以GET为例，方法定义大致如下

API写好了，下面我们先来简单获取一下这些api的相关信息！

最简单的实现

前面也提到，我们是要把这个api和api文档放到同一个站点下面，免去编辑这一步骤！

世间万物都是相辅相成的，我们不想单独编辑，自然就要在代码里面多做一些处理！

新起一个Module名为DocModule，将api文档的相关内容放到这个module中来处理。

public class DocMudule : NancyModule
{
    private IRouteCacheProvider _routeCacheProvider;

    public DocMudule(IRouteCacheProvider routeCacheProvider) : base("/docs")
    {
        this._routeCacheProvider = routeCacheProvider;

        Get("/", _ =>
        {
            var routeDescriptionList = _routeCacheProvider
                                         .GetCache()
                                         .SelectMany(x => x.Value)
                                         .Select(x => x.Item2)
                                         .Where(x => !string.IsNullOrWhiteSpace(x.Name))
                                         .ToList();

            return Response.AsJson(routeDescriptionList);
        });
    }
}

没错，你没看错，就是这几行代码，就可以帮助我们去生成我们想要的api文档！其实最主要的是IRouteCacheProvider这个接口。

它的具体实现，会在后面的小节讲到，现在先着重于使用!

先调用这个接口的GetCache方法，以拿到缓存的路由信息，这个路由信息有必要来看一下它的定义，因为不看它的定义，我们根本就没有办法继续下去！

后续的查找都是依赖于这些缓存信息！

public interface IRouteCache : IDictionary<Type, List<Tuple<int, RouteDescription>>>, ICollection<KeyValuePair<Type, List<Tuple<int, RouteDescription>>>>, IEnumerable<KeyValuePair<Type, List<Tuple<int, RouteDescription>>>>, IEnumerable
{
    bool IsEmpty();
}

看了上面的定义，就可以清楚的知道要用SelectMany去拿到那个元组的内容。再取出元组的RouteDescription。

当然，这个时候我们取到的是所有的路由信息，这些信息都包含了什么内容呢？看看RouteDescription的定义就很清晰了。

public sealed class RouteDescription
{
    
    public RouteDescription(string name, string method, string path, Func<NancyContext, bool> condition);

    //The name of the route
    public string Name { get; set; }
    
    //The condition that has to be fulfilled inorder for the route to be a valid match.
    public Func<NancyContext, bool> Condition { get; }
    
    //The description of what the route is for.
    public string Description { get; set; }
    
    //Gets or sets the metadata information for a route.
    public RouteMetadata Metadata { get; set; }
    
    //Gets the method of the route.
    public string Method { get; }
    
    //Gets the path that the route will be invoked for.
    public string Path { get; }
    
    //Gets or set the segments, for the route, that was returned by the Nancy.Routing.IRouteSegmentExtractor.
    public IEnumerable<string> Segments { get; set; }
}

在查询之后，我还过滤了那些名字为空的，不让它们显示出来。为什么不显示出来呢？理由也比较简单，像DocModule，我们只定义了一个路由

而且这个路由在严格意义上并不属于我们api的内容，而且这个路由也是没有定义名字的，所以显示出来的意义也不大。

过滤之后，就得到了最终想要的信息！简单起见，这里是先直接 返回一个json对象，便于查看有什么内容，便于在逐步完善后再把它结构化。

下面是最简单实现后的大致效果：

在图中，可以看到GetProductList和GetProductByProductId这两个api的基本信息：请求的method，请求的路径和路由片段。

但是这些信息真的是太少了！连api描述都见不到，拿出来，肯定被人狠狠的骂一顿！！

下面我们要尝试丰富一下我们的接口信息！

丰富一点的实现

要让文档充实，总是需要一个切入点，找到切入点，事情就好办了。仔细观察上面的效果图会发现，里面的metadata是空的。当然这个也就是丰富文档内容的切入点了。

从前面的定义可以看到，这个metadata是一个RouteMetadata的实例

public class RouteMetadata
{
    //Creates a new instance of the Nancy.Routing.RouteMetadata class.
    public RouteMetadata(IDictionary<Type, object> metadata);

    //Gets the raw metadata System.Collections.Generic.IDictionary`2.
    public IDictionary<Type, object> Raw { get; }

    //Gets a boolean that indicates if the specific type of metadata is stored.
    public bool Has<TMetadata>();
    
    //Retrieves metadata of the provided type.
    public TMetadata Retrieve<TMetadata>();
}

这里对我们比较重要的是Raw这个属性，因为这个是在返回结果中的一部分，它是一个字典，键是类型，值是这个类型对应的实例。

先定义一个CustomRouteMetadata，用于返回路由的Metadata信息(可根据具体情况进行相应的定义)。这个CustomRouteMetadata就是上述字典Type。

public class CustomRouteMetadata
{
    // group by the module
    public string Group { get; set; }
    
    // description of the api
    public string Description { get; set; }
    
    // path of the api
    public string Path { get; set; }
    
    // http method of the api
    public string Method { get; set; }
    
    // name of the api
    public string Name { get; set; }
    
    // segments of the api
    public IEnumerable<string> Segments { get; set; }
}

定义好我们要显示的东西后，自然要把这些东西用起来，才能体现它们的价值。

要用起来还涉及到一个MetadataModule，这个命名很像NancyModule，看上去都是一个Module。

先定义一个ProductsMetadataModule，让它继承MetadataModule<RouteMetadata>，
具体实现如下：

public class ProductsMetadataModule : MetadataModule<RouteMetadata>
{
    public ProductsMetadataModule()
    {            
        Describe["GetProductList"] = desc =>
        {                
            var dic = new Dictionary<System.Type, object>
            {
                {
                    typeof(CustomRouteMetadata),
                    new CustomRouteMetadata
                    {
                        Group = "Products",
                        Description = "Get All Products from Database",
                        Path = desc.Path,
                        Method = desc.Method,
                        Name = desc.Name,
                        Segments = desc.Segments
                    }
                }
            };
            return new RouteMetadata(dic);
        };

        Describe["GetProductByProductId"] = desc =>
        {
            var dic = new Dictionary<System.Type, object>
            {
                {
                    typeof(CustomRouteMetadata),
                    new CustomRouteMetadata
                    {
                        Group = "Products",
                        Description = "Get a Product by product id",
                        Path = desc.Path,
                        Method = desc.Method,
                        Name = desc.Name,
                        Segments = desc.Segments
                    }
                }
            };
            return new RouteMetadata(dic);              
        };

        //省略部分...
    }
}

这里的写法就和1.x里写NancyModule的内容是一样的，应该也是比较熟悉的。就不再累赘了。其中的desc是一个委托Func<RouteDescription, TMetadata>。

默认返回的是一个RouteMetadata实例，而要创建一个这样的实例还需要一个字典，所以大家能看到上面的代码中定义了一个字典。

并且这个字典包含了我们自己定义的信息，其中Group和Description是完全的自定义，其他的是从RouteDescription中拿。

当然，这里已经开了一个口子，想怎么定义都是可以的！

完成上面的代码之后，再来看看我们显示的结果

可以看到我们添加的metadata相关的内容已经出来了！可能这个时候，大家也都发现了，似乎内容有那么点重复的意思！

因为这些重复，就会让人感觉这里比较臃肿，所以我们肯定不需要取出太多重复的东西，目前只需要metadata下面的这些就可以了。

下面来对其进行简化！

简化一点的实现

简化分为两步：

第一步简化：DocModule的简化。

其实，DocModule已经是相当的简单了，但是还能在简洁一点点。这里用到了RetrieveMetadata这个扩展方法来处理。

前面的做法是拿到路由的信息后，用了两个Select来查询，而且查询出来的结果有那么一点臃肿，

而借助扩展方法，可以只取metadata里面的内容，也就是前面自定义的内容，这才是我们真正意义上要用到的。

下面是具体实现的示例：

Get("/", _ =>
 {
     //01
     //var routeDescriptionList = _routeCacheProvider
     //                            .GetCache()
     //                            .SelectMany(x => x.Value)
     //                            .Select(x => x.Item2)
     //                            .Where(x => !string.IsNullOrWhiteSpace(x.Name))
     //                            .ToList();
     //return Response.AsJson(routeDescriptionList);

     //02
     var routeDescriptionList = _routeCacheProvider
                                .GetCache()
                                .RetrieveMetadata<RouteMetadata>()
                                .Where(x => x != null);
     return Response.AsJson(routeDescriptionList);
 });

经过第一步简化后，已经过滤了不少重复的信息了，效果如下：

第二步简化：Metadata的简化

在返回Metadata的时候，我们是返回了一个默认的RouteMetadata对象，这个对象相比自定义的CustomRouteMetadata复杂了不少

而且从上面经过第一步简化后的效果图也可以发现，只有value节点下面的内容才是api文档需要的内容。

所以还要考虑用自定义的这个CustomRouteMetadata去代替原来的。

修改如下：

public class ProductsMetadataModule : MetadataModule<CustomRouteMetadata>
{
    public ProductsMetadataModule()
    {
        Describe["GetProductList"] = desc =>
        {
            return new CustomRouteMetadata
            {
                Group = "Products",
                Description = "Get All Products from Database",
                Path = desc.Path,
                Method = desc.Method,
                Name = desc.Name,
                Segments = desc.Segments
            };
        };

        Describe["GetProductByProductId"] = desc =>
        {
            return new CustomRouteMetadata
            {
                Group = "Products",
                Description = "Get a Product by product id",
                Path = desc.Path,
                Method = desc.Method,
                Name = desc.Name,
                Segments = desc.Segments
            };
        };

        //省略部分..
    }
}

由于MetadataModule<TMetadata> 中的TMetadata是自定义的CustomRouteMetadata，所以在返回的时候直接创建一个简单的实例即可

不需要像RouteMetadata那样还要定义一个字典。

同时，还要把DocModule中RetrieveMetadata的TMetadata也要替换成CustomRouteMetadata

 var routeDescriptionList = _routeCacheProvider
                            .GetCache()
                            //.RetrieveMetadata<RouteMetadata>()                                            
                            .RetrieveMetadata<CustomRouteMetadata>()
                            .Where(x => x != null);

经过这两步的简化，现在得到的效果就是我们需要的结果了！

最后，当然要专业一点，不能让人只看json吧！怎么都要添加一个html页面，将这些信息展示出来：

当然，现在看上去还是很丑，文档内容也并不丰富，但是已经把最简单的文档做出来了，想要进一步丰富它就可以自由发挥了。

实现探讨

既然这样简单的代码就能帮助我们去生成api文档，很有必要去研究一下Nancy帮我们做了什么事！

从最开始的IRouteCacheProvider入手，这个接口对应的默认实现DefaultRouteCacheProvider

public class DefaultRouteCacheProvider : IRouteCacheProvider, IDiagnosticsProvider
{
    /// <summary>
    /// The route cache factory
    /// </summary>
    protected readonly Func<IRouteCache> RouteCacheFactory;

    /// <summary>
    /// Initializes a new instance of the DefaultRouteCacheProvider class.
    /// </summary>
    /// <param name="routeCacheFactory"></param>
    public DefaultRouteCacheProvider(Func<IRouteCache> routeCacheFactory)
    {
        this.RouteCacheFactory = routeCacheFactory;
    }

    /// <summary>
    /// Gets an instance of the route cache.
    /// </summary>
    /// <returns>An <see cref="IRouteCache"/> instance.</returns>
    public IRouteCache GetCache()
    {
        return this.RouteCacheFactory();
    }
    
    //省略部分..
}

里面的GetCache方法是直接调用了定义的委托变量。最终是到了IRouteCache的实现类RouteCache，这个类算是一个重点观察对象！

内容有点多，就只贴出部分核心代码了

它在构造函数里去生成了路由的相关信息。

public RouteCache(
    INancyModuleCatalog moduleCatalog,
    INancyContextFactory contextFactory,
    IRouteSegmentExtractor routeSegmentExtractor,
    IRouteDescriptionProvider routeDescriptionProvider,
    ICultureService cultureService,
    IEnumerable<IRouteMetadataProvider> routeMetadataProviders)
{
    this.routeSegmentExtractor = routeSegmentExtractor;
    this.routeDescriptionProvider = routeDescriptionProvider;
    this.routeMetadataProviders = routeMetadataProviders;

    var request = new Request("GET", "/", "http");

    using (var context = contextFactory.Create(request))
    {
        this.BuildCache(moduleCatalog.GetAllModules(context));
    }
}

具体的生成方法如下：遍历所有的NancyModule，找到每个Module的RouteDescription集合(一个Module可以包含多个路由)

然后找到每个RouteDescription的描述，路由片段和metadata的信息。最后把这个Module路由信息添加到当前的对象中！

private void BuildCache(IEnumerable<INancyModule> modules)
{
    foreach (var module in modules)
    {
        var moduleType = module.GetType();

        var routes =
            module.Routes.Select(r => r.Description).ToArray();

        foreach (var routeDescription in routes)
        {
            routeDescription.Description = this.routeDescriptionProvider.GetDescription(module, routeDescription.Path);
            routeDescription.Segments = this.routeSegmentExtractor.Extract(routeDescription.Path).ToArray();
            routeDescription.Metadata = this.GetRouteMetadata(module, routeDescription);
        }

        this.AddRoutesToCache(routes, moduleType);
    }
}

前面提到RouteDescription的描述，路由片段和metadata的信息都是通过额外的方式拿到的，这里主要是拿metadata来做说明

毕竟在上面最后的一个例子中，用到的是metadata的内容。

先调用定义的私有方法GetRouteMetadata，这个方法里面的内容是不是和前面的MetadataModule有点类似呢，字典和创建RouteMetadata的实例。

private RouteMetadata GetRouteMetadata(INancyModule module, RouteDescription routeDescription)
{
    var data = new Dictionary<Type, object>();

    foreach (var provider in this.routeMetadataProviders)
    {
        var type = provider.GetMetadataType(module, routeDescription);
        var metadata = provider.GetMetadata(module, routeDescription);

        if (type != null && metadata != null)
        {
            data.Add(type, metadata);
        }
    }

    return new RouteMetadata(data);
}

重点的是provider。这个provider来源来IRouteMetadataProvider，这个接口就两个方法。

Nancy这个项目中还有一个抽象类是继承了这个接口的。但是这个抽象类是没有默认实现的。

public abstract class RouteMetadataProvider<TMetadata> : IRouteMetadataProvider
{
    public Type GetMetadataType(INancyModule module, RouteDescription routeDescription)
    {
        return typeof(TMetadata);
    }

    public object GetMetadata(INancyModule module, RouteDescription routeDescription)
    {
        return this.GetRouteMetadata(module, routeDescription);
    }

    protected abstract TMetadata GetRouteMetadata(INancyModule module, RouteDescription routeDescription);
}

注：前面的原理分析都是基于Nancy这个项目。

这个时候，另外一个项目Nancy.Metadata.Modules就起作用了。我们编写的MetadataModule也是要添加这个的引用才能正常使用的。

从上面编写的MetadataModule可以看出这个项目的起点应该是MetadataModule，而且有关metadata的核心也在这里了。

public abstract class MetadataModule<TMetadata> : IMetadataModule where TMetadata : class
{
    private readonly IDictionary<string, Func<RouteDescription, TMetadata>> metadata;

    protected MetadataModule()
    {
        this.metadata = new Dictionary<string, Func<RouteDescription, TMetadata>>();
    }

    // Gets <see cref="RouteMetadataBuilder"/> for describing routes.
    public RouteMetadataBuilder Describe
    {
        get { return new RouteMetadataBuilder(this); }
    }

    // Returns metadata for the given RouteDescription.
    public object GetMetadata(RouteDescription description)
    {
        if (this.metadata.ContainsKey(description.Name))
        {
            return this.metadata[description.Name].Invoke(description);
        }

        return null;
    }

    // Helper class for configuring a route metadata handler in a module.
    public class RouteMetadataBuilder
    {
        private readonly MetadataModule<TMetadata> parentModule;

        public RouteMetadataBuilder(MetadataModule<TMetadata> metadataModule)
        {
            this.parentModule = metadataModule;
        }

        // Describes metadata for a route with the specified name.
        public Func<RouteDescription, TMetadata> this[string name]
        {
            set { this.AddRouteMetadata(name, value); }
        }

        protected void AddRouteMetadata(string name, Func<RouteDescription, TMetadata> value)
        {
            this.parentModule.metadata.Add(name, value);
        }
    }
    
    //省略部分..
}

到这里，已经将GetCache的内内外外都简单分析了一下。至于扩展方法RetrieveMetadata就不在细说了，只是selectmany和select的一层封装。

写在最后

本文粗略讲解了如何在Nancy中生成API文档，以及简单分析了其内部的处理。

下一篇将继续介绍这一块的内容，不过主角是Swagger。