ASP.NET Web API基础（01）---初识 ASP.NET Web API

1.1 什么是Web API

WebApi是一个很广泛的概念，ASP.NET Web API是一个在.NET框架上构建Web API的框架。用于轻松构建可以由多种客户端（包括浏览器和移动设备）访问的 HTTP 服务。它是一种RestFul风格的开发接口的技术，它比WebService更省流量，比WCF更简单。

Web API在ASP.NET完整框架中地位如下图，与SignalR一起同为构建Service的框架。Web API负责构建http常规服务，而SingalR主要负责的是构建实时服务，例如股票，聊天室，在线游戏等实时性要求比较高的服务。

   

1.1.1. WebApi的功能特点

• 支持RestFul风格的的请求，即可以通过 Get、Post、Put、Delete请求CRUD操作，不需要暴露更多的API。
• 方法的返回值可以直接返回对象，专注于数据。
• 独立于IIS部署(selfhost、winform、控制台)。
• 方法可以直接声明为async。
• 支持MVC大部分功能，但和MVC在路由、Filter、ModelBinder等方面都有一些区别.(这里指.Net FrameWork)。

1.1.2. WebApi和MVC的区别

• MVC主要用来构建网站，所以既关心数据又关心页面，而WebApi主要用来构建接口，所以只关心数据。
• WebApi支持Self Host，即独立于IIS部署，MVC不支持。（.Net Core 下的MVC是支持的）
• WebApi通过请求方式来区分请求哪个接口，MVC则需要通过Action的名字来确定。
• WebApi位于System.Web.Http命名空间下，而MVC位于System.Web.Mvc命名空间下，所以二者在路由、Filter、ModelBinder等方面都有一些区别。
• WebApi更轻量更适合构建App的接口服务。
• Web API支持格式协商，客户端可以通过Accept header通知服务器期望的格式。

     

1.2 第一个Web Api 程序

在VS中创建 Asp.net Web Application 项目，项目模板中选择Web API。、

新生成的WebAPI项目和典型的MVC项目一样，包含主要的Models，Views，Controllers等文件夹和Global.asax文件

Controllers里面有一个ValuesController，是自动生成的一个最简单的Web API Controller。

正如我们前面所说，里面引用的是System.Web.Http命名空间。

   

默认情况下，模板自带了两个路由规则，分别对应于WebAPI和普通MVC的Web请求，默认的WebAPI路由规则如下 

routes.MapHttpRoute(

name: "DefaultApi",

routeTemplate: "api/{controller}/{id}",

defaults: new { id = RouteParameter.Optional }

);

可以看到，默认路由使用的固定的api作为Uri的先导，按照微软官方的说法，用于区分普通Web请求和WebService的请求路径： 

默认的路由规则只指向了Controller，没有指向具体的Action，因为默认情况下，对于Controller中的Action的匹配是和Action的方法名相关联的：具体来说，如果使用上面的路由规则，对应下面的Controller：

public class ContactController : ApiController

{

static List<Contact> contacts = new List<Contact>()

{

new Contact{Name="张三", Id="1", Address="邯郸", Email="", Phone="43665434"},

new Contact{Name="李四", Id="102", Address="邯郸", Email="", Phone="13454565"}

};

   

public IEnumerable<Contact> Get()

{

return contacts;

}

   

public Contact Get(string id)

{

return contacts.FirstOrDefault(n => n.Id == id);

}

   

public bool Post(Contact contact)

{

contacts.Add(contact);

return true;

}

   

public bool Put(Contact contact)

{

var ct = contacts.FirstOrDefault(n => n.Id == contact.Id);

if (ct != null)

{

ct.Name = contact.Name;

ct.Email = contact.Email;

ct.Phone = contact.Phone;

ct.Address = contact.Address;

return true;

}

return false;

}

   

public bool Delete(string id)

{

return contacts.Remove(contacts.FirstOrDefault(n => n.Id == id));

}

}

   

则，会有下面的对应关系：

URL	HttpMethod	对应的Action名
/api/Contact	GET	Get（）
/apiContact/1	GET	Get（string id）
/api/Contact	POST	Post()
/api/Contact/1	DELETE	Delete(string id)
/api/Contact	DELETE	Delete()
/api/Contact	PUT	Put()

   

客户端代码:

<script src="Scripts/jquery-3.3.1.min.js"></script>

<script>

//查询全部

function getAll() {

$.ajax({

url: "api/contact/",

type: "get",

success: function (result) {

$('tbody').html("");

$(result).each(function (index, ele) {

var li = "<tr><td>" + ele.Id + "</td><td>" + ele.Name + "</td><td>" + ele.Phone + "</td><td>" + ele.Address +

"</td><td><button onclick='getItem(" + ele.Id + ")'>修改</button><button onclick='deleteItem(" + ele.Id+")'>删除</button></td></tr>"

$('tbody').append($(li));

});

}

})

}

//删除

function deleteItem(id) {

$.ajax({

url: "api/contact/" + id,

type: "delete",

success: function () {

getAll();

}

})

}

//查询单个

function getItem(id) {

$.ajax({

url: "api/contact/" + id,

type: "get",

success: function (data) {

$('#Id').val(data.Id);

$('#Name').val(data.Name);

$('#Phone').val(data.Phone);

$('#Address').val(data.Address);

},

fail: function (xhr, textStatus, err) {

alert('Error: ' + err);

}

})

}

   

$(function () {

getAll();

//添加

$('#addItem').click(function () {

var id = $('#Id').val();

var name = $('#Name').val();

var phone = $('#Phone').val();

var address = $('#Address').val();

$.ajax({

url: "api/Contact/",

type: "post",

dataType: "json",

data: { "Id": id, "Name": name, "Phone": phone, "Address": address },

success: function () {

getAll();

}

})

})

//修改

$('#EditItem').click(function () {

var id = $('#Id').val();

var name = $('#Name').val();

var phone = $('#Phone').val();

var address = $('#Address').val();

$.ajax({

url: "api/Contact/",

type: "put",

dataType: "json",

data: { "Id": id, "Name": name, "Phone": phone, "Address": address },

success: function () {

getAll();

}

})

})

})

</script>

这样就实现了最基本的CRUD操作。

问题1：我想按照用户名称（UserName）进行查询，怎么办？ 

答：第一步：在UserController类中加一个方法名称叫：GetUserByName，如下所示： 

public UserModel GetUserByName(string userName)

{

return contacts.Find((m) => { return m.UserName.Equals(userName); });

}

第二步：在客户端index.cshtml中调用 

如果URL是： url: "api/User/zhang",将会报错：Bad Request 

原因是他会自动调用我们的Get(string id) 这个方法，类型转换出错 

解决办法： 

改变URL为： url: "api/User/?userName=zhang", 

   

1.3 Restful 简介

网络应用程序，分为前端和后端两个部分。当前的发展趋势，就是前端设备层出不穷（手机、平板、桌面电脑、其他专用设备......），因此，必须有一种统一的机制，方便不同的前端设备与后端进行通信。这导致API构架的流行，甚至出现"API First"的设计思想。RESTful API是目前比较成熟的一套互联网应用程序的API设计理论。在此，我们将介绍RESTful API的设计细节，探讨如何设计一套合理、好用的API。

1.3.1 什么是REST

REST全称是Representational State Transfer，中文意思是表述（通常译为表征）性状态转移。 它首次出现在2000年Roy Fielding的博士论文中，Roy Fielding是HTTP规范的主要编写者之一。 他在论文中提到："我这篇文章的写作目的，就是想在符合架构原理的前提下，理解和评估以网络为基础的应用软件的架构设计，得到一个功能强、性能好、适宜通信的架构。REST指的是一组架构约束条件和原则。" 如果一个架构符合REST的约束条件和原则，我们就称它为RESTful架构。

REST本身并没有创造新的技术、组件或服务，而隐藏在RESTful背后的理念就是使用Web的现有特征和能力， 更好地使用现有Web标准中的一些准则和约束。虽然REST本身受Web技术的影响很深， 但是理论上REST架构风格并不是绑定在HTTP上，只不过目前HTTP是唯一与REST相关的实例。 所以我们这里描述的REST也是通过HTTP实现的REST。

1.3.2 Restful API 设计

RESTful架构应该遵循统一接口原则，统一接口包含了一组受限的预定义的操作，不论什么样的资源，都是通过使用相同的接口进行资源的访问。接口应该使用标准的HTTP方法如GET，PUT和POST，并遵循这些方法的语义。

1、协议

API与用户的通信协议，总是使用HTTPs协议。

2、域名

应该尽量将API部署在专用域名之下。

例如：https://api.example.com

如果确定API很简单，不会有进一步扩展，可以考虑放在主域名下。

https://example.org/api/

3、版本（Versioning）

应该将API的版本号放入URL。

例如：https://api.example.com/v1/

另一种做法是，将版本号放在HTTP头信息中，但不如放入URL方便和直观。Github采用这种做法。

4、路径（Endpoint）

路径又称"终点"（endpoint），表示API的具体网址。

在RESTful架构中，每个网址代表一种资源（resource），所以网址中不能有动词，只能有名词，而且所用的名词往往与数据库的表格名对应。一般来说，数据库中的表都是同种记录的"集合"（collection），所以API中的名词也应该使用复数。

举例来说，有一个API提供动物园（zoo）的信息，还包括各种动物和雇员的信息，则它的路径应该设计成下面这样。

https://api.example.com/v1/zoos

https://api.example.com/v1/animals

https://api.example.com/v1/employees

5、HTTP动词

对于资源的具体操作类型，由HTTP动词表示。常用的HTTP动词有下面五个（括号里是对应的SQL命令）。

• GET（SELECT）：从服务器取出资源（一项或多项）。
• POST（CREATE）：在服务器新建一个资源。
• PUT（UPDATE）：在服务器更新资源（客户端提供改变后的完整资源）。
• PATCH（UPDATE）：在服务器更新资源（客户端提供改变的属性）。
• DELETE（DELETE）：从服务器删除资源。

  还有两个不常用的HTTP动词。

• HEAD：获取资源的元数据。
• OPTIONS：获取信息，关于资源的哪些属性是客户端可以改变的。

  下面是一些例子。

  GET /zoos：列出所有动物园

  POST /zoos：新建一个动物园

  GET /zoos/ID：获取某个指定动物园的信息

  PUT /zoos/ID：更新某个指定动物园的信息（提供该动物园的全部信息）

  PATCH /zoos/ID：更新某个指定动物园的信息（提供该动物园的部分信息）

  DELETE /zoos/ID：删除某个动物园

  GET /zoos/ID/animals：列出某个指定动物园的所有动物

  DELETE /zoos/ID/animals/ID：删除某个指定动物园的指定动物

  6、过滤信息（Filtering）

  如果记录数量很多，服务器不可能都将它们返回给用户。API应该提供参数，过滤返回结果。

  下面是一些常见的参数。

  ?limit=10：指定返回记录的数量

  ?offset=10：指定返回记录的开始位置。

  ?page=2&per_page=100：指定第几页，以及每页的记录数。

  ?sortby=name&order=asc：指定返回结果按照哪个属性排序，以及排序顺序。

  ?animal_type_id=1：指定筛选条件

  参数的设计允许存在冗余，即允许API路径和URL参数偶尔有重复。比如，GET /zoo/ID/animals 与 GET /animals?zoo_id=ID 的含义是相同的。

  7、状态码（Status Codes）

  服务器向用户返回的状态码和提示信息，常见的有以下一些（方括号中是该状态码对应的HTTP动词）。

  200 OK - [GET]：服务器成功返回用户请求的数据，该操作是幂等的（Idempotent）。

  201 CREATED - [POST/PUT/PATCH]：用户新建或修改数据成功。

  202 Accepted - [*]：表示一个请求已经进入后台排队（异步任务）

  204 NO CONTENT - [DELETE]：用户删除数据成功。

  400 INVALID REQUEST - [POST/PUT/PATCH]：用户发出的请求有错误，服务器没有进行新建或修改数据的操作，该操作是幂等的。

  401 Unauthorized - [*]：表示用户没有权限（令牌、用户名、密码错误）。

  403 Forbidden - [*] 表示用户得到授权（与401错误相对），但是访问是被禁止的。

  404 NOT FOUND - [*]：用户发出的请求针对的是不存在的记录，服务器没有进行操作，该操作是幂等的。

  406 Not Acceptable - [GET]：用户请求的格式不可得（比如用户请求JSON格式，但是只有XML格式）。

  410 Gone -[GET]：用户请求的资源被永久删除，且不会再得到的。

  422 Unprocesable entity - [POST/PUT/PATCH] 当创建一个对象时，发生一个验证错误。

  500 INTERNAL SERVER ERROR - [*]：服务器发生错误，用户将无法判断发出的请求是否成功。

  8、错误处理（Error handling）

  如果状态码是4xx，就应该向用户返回出错信息。一般来说，返回的信息中将error作为键名，出错信息作为键值即可。

  {

  error: "Invalid API key"

  }

  9、返回结果

  针对不同操作，服务器向用户返回的结果应该符合以下规范。

  GET /collection：返回资源对象的列表（数组）

  GET /collection/resource：返回单个资源对象

  POST /collection：返回新生成的资源对象

  PUT /collection/resource：返回完整的资源对象

  PATCH /collection/resource：返回完整的资源对象

  DELETE /collection/resource：返回一个空文档

  10、Hypermedia API

  RESTful API最好做到Hypermedia，即返回结果中提供链接，连向其他API方法，使得用户不查文档，也知道下一步应该做什么。

  比如，当用户向api.example.com的根目录发出请求，会得到这样一个文档。

  {"link": {

  "rel": "collection https://www.example.com/zoos",

  "href": "https://api.example.com/zoos",

  "title": "List of zoos",

  "type": "application/vnd.yourformat+json"

  }}

  上面代码表示，文档中有一个link属性，用户读取这个属性就知道下一步该调用什么API了。rel表示这个API与当前网址的关系（collection关系，并给出该collection的网址），href表示API的路径，title表示API的标题，type表示返回类型。

  Hypermedia API的设计被称为HATEOAS。Github的API就是这种设计，访问api.github.com会得到一个所有可用API的网址列表。

  {

  "current_user_url": "https://api.github.com/user",

  "authorizations_url": "https://api.github.com/authorizations",

  // ...

  }

  从上面可以看到，如果想获取当前用户的信息，应该去访问api.github.com/user，然后就得到了下面结果。

  {

  "message": "Requires authentication",

  "documentation_url": "https://developer.github.com/v3"

  }

  上面代码表示，服务器给出了提示信息，以及文档的网址。

  11、其他

  （1）API的身份认证应该使用OAuth 2.0框架。

  （2）服务器返回的数据格式，应该尽量使用JSON，避免使用XML。

问题1：什么是RestFul风格的接口？

(1).调用者不再根据方法名称区分请求方法，而是通过请求方式进行区分,将所有的操作都抽象成对资源的增删改查。

即：新增用Post请求，查询用get请求，修改用put请求，删除用delete请求。

(2).请求的路径中将不在出现方法名称

(3).用Http的返回状态码表示服务器端的处理结果，eg：找不到用404、没有权限返回201，不在需要自己约定状态码。

(4).有利于系统优化，浏览器可以自动缓存Get请求。

问题2：RestFul风格的弊端

理论性太强，很容易把初学者搞晕，比如 如何通过状态码区分是"账号错误"还是"密码错误"？ 比如"登录"属于什么操作？再比如 一个控制器里有两个方法 GetM1() 和 GetM2(), 两个方法中都没有参数值，这种情况如何通过请求方式来区分呢？再比如 下面的GetStudets(string str) 和 GetTeachers(string str) 方法，参数名都是str，所以无法区分（可以把其中一个参数名改为str2，就不冲突了，或者通过别的路由规则声明一下，或者给标注个非Get请求的标记，比如[HttpPost]总之很麻烦）

1.4 生成API 帮助文档

1.4.1 生成API文档

通过观察，发现WebApi项目中Area文件夹下有一个HelpPage文件夹，如下图，该文件夹就是WebApi自带的生成Api的方式，如果该文件夹没了，可以通过Nuget安装：Microsoft.AspNet.WebApi.HelpPage ，你就会发现下图这一坨代码又回来了。

   

使用：http://localhost:2131/Help/Index , 即可访问生成的Api目录，如下图：

   

你会发现方法名的注释和参数的注释均不显示，这对使用者而言，相当不放方便了。

改进支持参数的注释

 (1). 选中项目，右键属性，填写生成xml文件的路径，如下图： binapi.xml

(2). 找到 Areas/HelpPage/App_Start  目录下的HelpPageConfig.cs 文件，Register 方法，添加一行代码：

config.SetDocumentationProvider(new XmlDocumentationProvider(AppDomain.CurrentDomain.BaseDirectory + "bin\api.xml"));

(3).再次访问 http://localhost:2131/Help/Index ，发现无论是方法名还是参数名，均有描述了

   

   

   

上述通过改进，已经生成比较完善的Api文档了，但美中不足的是不能直接测试，当然可以整合别的控件使其支持，但比较麻烦，不如使用下面的SwashBuckle生成SwaggerUI形式的Api文档。  

   

1.4.2 借助SwaggerUI生成API文档

1. 通过Nuget安装 Swashbuckle （版本：5.6.0）程序集，会发现在 App_Start 文件夹下生成一个 SwaggerConfig.cs 配置文件，用于配置  SwaggerUI 相关展示行为的，如下图：

 2. 选中项目，右键属性，勾上xml文档文件，注意：这里默认是什么就保留什么，不要在自己改了 。如下图： bin5-WebApiExtend.xml

   

3. 在SwaggerConfig.cs文件中 搜索 c.IncludeXmlComments(GetXmlCommentsPath()); ，在这句话的下面新增一句代码：

c.IncludeXmlComments(AppDomain.CurrentDomain.BaseDirectory + "bin\05-WebApiExtend.xml");

4. 访问：http://localhost:2182/swagger/ui/index  ，即可查看生成Api文档。