白话系列之实现自己简单的mvc式webapi框架

前言:此文为极简mvc式的api框架,只当做入门api的解析方式,并且这里也不算是mvc框架,因为没有view层,毕竟现在大部分都属于前后端分离,当然也可以提供view层,因为只是将view当做文本返回.

github地址:https://github.com/BestHYC/WebAPISolution.git

演示例子:

 

目标:

1.针对Home/default进行解析.2.提供简单的httpcontext处理.3.对mvc的框架有个最简单的了解.4.一步步通过好的框架风格,建立自己的框架风格

关键还有一点就是很多东西比你想的还简单,难得是里面可扩展可维护的实现方式以及面面俱到的安全验证.但是前人栽树后人乘凉,我们借鉴就好.

一:创建controller对象

目标:通过工厂模式,获取所有controller,并创建其对象

1.1.定义接口,并定义所有Controller继承的基类ApiBaseController

    public interface IApiController
    {
    }
    public abstract class ApiBaseController : IApiController
    {
    }

　　模拟创建一个Controller,这就是我们自己定义的控制器,其实就是你自己实现的控制器

    public class HomeController : ApiBaseController
    {
    }

1.2.通过工厂模式,通过名称调用对应的控制对象,因为控制器基本上不会改变,然后通过name找到对应的控制器

   public interface IControllerFactory
    {
        IApiController CreateController(String name);
    }
    public class DefaultControllerFactory : IControllerFactory
    {
        private static List<Type> controllerTypes = new List<Type>();
        static DefaultControllerFactory()
        {
            Assembly assembly = Assembly.GetExecutingAssembly();
            foreach (Type type in assembly.GetTypes().Where(type => typeof(IApiController).IsAssignableFrom(type)))
            {
                controllerTypes.Add(type);
            }
        }
        public IApiController CreateController(String name)
        {
            if (name.IndexOf("Controller") == -1) name += "Controller";
            Type controllerType = controllerTypes.FirstOrDefault(c => String.Compare(name, c.Name, true) == 0);
            if (controllerType == null)
            {
                return null;
            }
            return (IApiController)Activator.CreateInstance(controllerType);
        }
    }

ok,这样就可以取个简单的控制器工厂模式.

二:既然控制器已经创建,那么同样的情况调用里面的方法,目前home/default,会直接解析成default方法

1.先简单的实现出调用方法

    public interface ActionInvoker
    {
        void InvokeAction(Object type, String actionName);
    }
    public class DefaultActionInvoker : ActionInvoker
    {
        public void InvokeAction(Object controller, String actionName)
        {
            MethodInfo methodInfo = controller.GetType().GetMethods().First(m => String.Compare(actionName, m.Name, true) == 0);
            methodInfo.Invoke(controller, null);
        }
    }

此处非常简单,就直接调用对应的方法名即可,这就是webapi在解析路由中出现的最简单的实现方式,

其实理论就是如此简单,没其他人想的那么困难,接下来开始会做修饰,一步步来构建一个也是简单,但是稍微有点健全的api

三:优化代码,针对控制器及方法做缓存

/// <summary>
    /// 全局所有IApiController类型的操作都是由此处进行缓存
    /// 其他地方只做类型处理,比如 A/B,那么是对应的是AController 还是A,都是其他地方做处理
    /// 注意此处,只当做类型及方法的缓存,不做任何对执行返回结果及传递对象的处理,保持功能单一
    /// 保持路径单一,即A/B中A控制器只有1个,B方法也只有1个,即使有重载,也必须得通过 路由名 进行区分
    /// </summary>
    internal static class ApiControllerActionCache
    {
        private static Dictionary<String, Type> s_controllerTypes = new Dictionary<string, Type>();
        private static Dictionary<Type, ActionCache> s_actionCache = new Dictionary<Type, ActionCache>();
        static ApiControllerActionCache()
        {
            Assembly assembly = Assembly.GetExecutingAssembly();
            foreach (Type type in assembly.GetTypes().Where(type => typeof(IApiController).IsAssignableFrom(type)))
            {
                String name = type.Name;
                if(type.GetCustomAttribute<PreRouteAttribute>() != null)
                {
                    name = type.GetCustomAttribute<PreRouteAttribute>().PreRouteName;
                }
                if (s_controllerTypes.ContainsKey(name)) throw new Exception($"{name}存在相同的路由名,请保持路由唯一");
                s_controllerTypes.Add(name, type);
                s_actionCache.Add(type, new ActionCache(type));
            }
        }
        public static Type GetController(String controllername)
        {
            if (!s_controllerTypes.ContainsKey(controllername)) throw new Exception("没有此路由对应的类型");
            return s_controllerTypes[controllername];
        }
        /// <summary>
        /// 通过路由值获取对应的委托方法
        /// </summary>
        /// <param name="controllername"></param>
        /// <param name="actionname"></param>
        /// <returns></returns>
        public static Func<IApiController, Object[], Object> GetMethod(Type controller, String actionname)
        {
            if(!s_actionCache.ContainsKey(controller)) throw new Exception("没有此路由对应的类型");
            ActionCache cache = s_actionCache[controller];
            if (!cache.ContainsKey(actionname)) throw new Exception("没有此路由对应的方法");
            return cache.GetMethodInfo(actionname);
        }
    }
    public class ActionCache
    {
        private Dictionary<String, MethodInfo> m_methodinfo;
        private Dictionary<MethodInfo, Func<IApiController, Object[], Object>> m_FuncCache ;
        public MethodInfo this[String name]
        {
            get
            {
                return m_methodinfo[name];
            }
        }
        public Boolean ContainsKey(String name)
        {
            return m_methodinfo.ContainsKey(name);
        }
        private Object m_lock = new Object();
        /// <summary>
        /// 可以考虑延迟加载
        /// </summary>
        /// <param name="type"></param>
        public ActionCache(Type type)
        {
            m_methodinfo = new Dictionary<String, MethodInfo>();
            m_FuncCache = new Dictionary<MethodInfo, Func<IApiController, object[], object>>();
            foreach(MethodInfo info in type.GetMethods())
            {
                String name = info.Name;
                if(info.GetCustomAttribute<RouteAttribute>() != null)
                {
                    name = info.GetCustomAttribute<RouteAttribute>().RouteName;
                }
                if (m_methodinfo.ContainsKey(name)) throw new Exception($"{type.Name}中{name}重复,请保持路径唯一");
                m_methodinfo.Add(name, info);
            }
        }
        /// <summary>
        /// 通过名称获取对应的委托
        /// </summary>
        /// <param name="methodInfo"></param>
        /// <returns>IApiController:传递的执行方法, Object[]:方法参数, Object 返回值,void为空</returns>
        public Func<IApiController, Object[], Object> GetMethodInfo(String methodName)
        {
            MethodInfo methodInfo = m_methodinfo[methodName];
            if (!m_FuncCache.ContainsKey(methodInfo))
            {
                lock (m_lock)
                {
                    if (!m_FuncCache.ContainsKey(methodInfo))
                    {
                        m_FuncCache.Add(methodInfo, CreateExecutor(methodInfo));
                    }
                }
            }
            return m_FuncCache[methodInfo];
        }
        private Func<Object, Object[], Object> CreateExecutor(MethodInfo methodInfo)
        {
            ParameterExpression target = Expression.Parameter(typeof(Object), "target");
            ParameterExpression arguments = Expression.Parameter(typeof(Object[]), "arguments");
            List<Expression> parameters = new List<Expression>();
            ParameterInfo[] paramInfos = methodInfo.GetParameters();
            for (Int32 i = 0; i < paramInfos.Length; i++)
            {
                ParameterInfo paramInfo = paramInfos[i];
                BinaryExpression getElementByIndex = Expression.ArrayIndex(arguments, Expression.Constant(i));
                UnaryExpression converToParamterType = Expression.Convert(getElementByIndex, paramInfo.ParameterType);
                parameters.Add(converToParamterType);
            }
            UnaryExpression instanceCast = Expression.Convert(target, methodInfo.ReflectedType);
            MethodCallExpression methodCall = Expression.Call(instanceCast, methodInfo, parameters);
            UnaryExpression converToObjectType = Expression.Convert(methodCall, typeof(Object));
            return Expression.Lambda<Func<Object, Object[], Object>>(converToObjectType, target, arguments).Compile();
        }
    }

 注意:此处对全局controller做了一次缓存,限制为不会通过传的参数进行判定使用哪个方法,只允许单个接口存在,即

1.如果在不同空间下具有相同类型名的,必须具有不同的preroute特性限定,

2.如果一个类方法重载,得通过route特性限定唯一标识

3.表达式树是通过创建一个委托,传递当前的controller对象调用对应的方法

以上并不算框架,只属于单一调用方法功能实现,并做优化,接下来属于API框架实现

四:API实现首先得确定传输的值及协议标准,

4.1.确定传输中的必须信息,去掉其他所有的额外信息后有如下几点,为求简单,先全部保存成字符串形式:

从哪里来(URlReferrer),到哪里去 URL(请求的接口),

URL请求的参数(a/b?query=1中的query值解析),body中保存的值(frombody),包含的请求头参数(Headers)

所有请求处理完成后,返回的值信息

public class HttpRequest
    {
        /// <summary>
        /// 从哪里来的
        /// </summary>
        public String UrlReferrer { get; }
        /// <summary>
        /// 到哪里去
        /// </summary>
        public String Uri { get; set; }
        /// <summary>
        /// Uri请求参数处理
        /// </summary>
        public String QueryParams { get; set; }
        /// <summary>
        /// 请求的内容
        /// </summary>
        public String RequestContent { get; set; }
        /// <summary>
        /// 请求头参数
        /// </summary>
        public String Headers { get; set; }
    }
    public class HttpResponse
    {
        /// <summary>
        /// 返回的内容
        /// </summary>
        public String ResponseContent { get; set; }
    }
    public class HttpContext
    {
        public HttpRequest Request { get; }
        public HttpResponse Response { get; }
    }

此处只是单纯做展示使用,在后期会写一个MQ中间件时候,在做扩展.只展示HttpContext

4.2.对Http请求做一个统一接口处理

    public class UrlRoutingModule : IRoutingModule
    {
        public void Init(HttpBaseContext context)
        {
            
        }
    }

五:通过路由模板收集

5.1.在写API的时候,会添加一个defaultapi匹配路由,注意:这里以MVC的解析规则实现

    
 RouteConfig.RegisterRoutes(RouteTable.Routes);
public static class RouteConfig
    {
        public static void RegisterRoutes(RouteCollection routes)
        {
            routes.IgnoreRoute("{resource}.axd/{*pathInfo}");
            routes.MapRoute(
                name: "DefaultApi",
                routeTemplate: "api/{controller}/{action}/{id}",
                defaults: new { controller = "Home", action = "Index", id = UrlParameter.Optional }
            );
        }
    }

5.2.考虑此模板的功能及实现方式

1.因为可能有多个默认匹配,并且执行的是顺序加载过程,所以有个RouteTable静态类收集全局模板路由

2.路由有对应的默认路由及路由值(Route RouteData)及收集Collection

3.Route实现路由解析,并提供RouteData值,并提供实现

4.在解析Route的时候,通过生成的路由句柄DefaultRouterHandler去RouteData进行后续处理

5.通过DefaultApiHandler对路由进行解析,生成对应的控制器

6.通过controller,对当前的action进行解析,并绑定路由

7.调取当前执行的方法后,获取返回的值对象,并对返回值进行处理

大体的模型调用过程如图

 6:实现代码:请查看对应的github地址

https://github.com/BestHYC/WebAPISolution.git

7.例子:(已经准备好对应的json序列化解析,赋值粘贴即可,看上图)