c#之webapi
不管是因为什么原因，结果是在新出的MVC中，增加了WebAPI，用于提供REST风格的WebService，个人比较喜欢REST风格的WebService，感觉比SOAP要轻量级一些，而且对客户端的要求也更少，更符合网络数据传输的一般模式，客户端完全摆脱了代理和管道来直接和WebService进行交互，具体的区别可以参见Web 服务编程，REST 与 SOAP
(一)环境准备
本机的环境是XP+VS2010，需要安装VS2010 SP1升级包，MVC4升级包，Vs2010安装SP1后会影响SQLServer2008的自动提示功能，需要在安装补丁或插件，安装成功后可以新建 MVC WebAPI 项目
（二）概览
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
Views对于WebAPI来说没有太大的用途，Models中的Model主要用于保存Service和Client交互的对象，这些对象默认情况下会被转换为Json格式的数据进行传输，Controllers中的Controller对应于WebService来说是一个Resource，用于提供服务。和普通的MVC一样，Global.asax用于配置路由规则
（三）Models
和WCF中的数据契约形成鲜明对比的是，MVC WebAPI中的Model就是简单的POCO，没有任何别的东西，如，你可以创建如下的Model
public class TestUseMode
{
public string ModeKey{get;set;}
public string ModeValue { get; set; }
}
注意：Model必须提供public的属性，用于json或xml反序列化时的赋值
（四）Controllers
WebAPI中的Controllers和普通MVC的Controllers类似，不过不再继承于Controller，而改为继承API的ApiController，一个Controller可以包含多个Action，这些Action响应请求的方法与Global中配置的路由规则有关，在后面结束Global时统一说明
（五）Global
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：
Note: The reason for using "api" in the route is to avoid collisions with ASP.NET MVC routing. That way, you can have "/contacts" go to an MVC controller, and "/api/contacts" go to a Web API controller. Of course, if you don't like this convention, you can change the default route table.
可以看到，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 TestController : ApiController
{
public static List<TestUseMode> allModeList = new List<TestUseMode>();
public IEnumerable<TestUseMode> GetAll()
{
return allModeList;
}
public IEnumerable<TestUseMode> GetOne(string key)
{
return allModeList.FindAll((mode) => { if (mode.ModeKey.Equals(key)) return true; return false; });
}
public bool PostNew(TestUseMode mode)
{
allModeList.Add(mode);
return true;
}
public int Delete(string key)
{
return allModeList.RemoveAll((mode) => { if (mode.ModeKey == key) return true; return false; });
}
public int DeleteAll()
{
return allModeList.RemoveAll((mode) => { return true; });
}
public int PutOne(string key, string value)
{
List<TestUseMode> upDataList = allModeList.FindAll((mode) => { if (mode.ModeKey == key) return true; return false; });
foreach(var mode in upDataList)
{
mode.ModeValue = value;
}
return upDataList.Count;
}
}
则，会有下面的对应关系：
url
http method
对应的action名
/api/Test
GET
GetAll
/api/Test/1
GET
GetOne
/api/Test
POST
PostNew
/api/Test/1
DELETE
Delete
/api/Test
DELETE
DeleteAll
/api/Test
PUT
PutOne
简单使用JS调用上面提供的数据接口
function getAll() {
$.ajax({
url: "api/Test/",
type: 'GET',
success: function (data) {
document.getElementById("modes").innerHTML = "";
$.each(data, function (key, val) {
var str = val.ModeKey + ': ' + val.ModeValue;
$('<li/>', { html: str }).appendTo($('#modes'));
});
}
}).fail(
function (xhr, textStatus, err) {
alert('Error: ' + err);
});
}
function add() {
$.ajax({
url: "api/Test/",
type: "POST",
dataType: "json",
data: { "ModeKey": document.getElementById("txtKey").value, "ModeValue": document.getElementById("txtValue").value },
success: function (data) {
getAll();
}
}).fail(
function (xhr, textStatus, err) {
alert('Error: ' + err);
});
}
function find() {
$.ajax({
url: "api/Test/" + document.getElementById("txtFindKey").value,
type: 'GET',
success: function (data) {
document.getElementById("modes").innerHTML = "";
$.each(data, function (key, val) {
var str = val.ModeKey + ': ' + val.ModeValue;
$('<li/>', { html: str }).appendTo($('#modes'));
});
}
}).fail(
function (xhr, textStatus, err) {
alert('Error: ' + err);
});
}
function removeAll() {
$.ajax({
url: "api/Test/",
type: 'DELETE',
success: function (data) {
document.getElementById("modes").innerHTML = "";
getAll();
}
}).fail(
function (xhr, textStatus, err) {
alert('Error: ' + err);
});
}
function remove() {
$.ajax({
url: "api/Test/"+document.getElementById("txtRemoveKey").value,
type: 'DELETE',
success: function (data) {
document.getElementById("modes").innerHTML = "";
getAll();
}
}).fail(
function (xhr, textStatus, err) {
alert('Error: ' + err);
});
}
function update() {
$.ajax({
url: "api/Test/",
type: 'PUT',
dataType: "json",
data: { "key": document.getElementById("txtUpdateKey").value, "value": document.getElementById("txtUpdateValue").value },
success: function (data) {
document.getElementById("modes").innerHTML = "";
getAll();
}
}).fail(
function (xhr, textStatus, err) {
alert('Error: ' + err);
});
}
这样就实现了最基本的CRUD操作。
（六）路由规则扩展
和普通的MVC一样，MVC WebAPI支持自定义的路由规则，如：在上面的操作中，路由规则使用
"api/{controller}/{id}"
则限定了使用GET方式利用URL来传值时，controller后面的接收参数名为id，但是在Controller中，GetOne方法的接收参数名为key，是不会被匹配的，这时只需要新增一个新的路由规则，或修改原先的路由规则为：
"api/{controller}/{key}"
当然，可以对路由进行更深的扩展，如：扩展成和普通MVC一样的路由：
"api/{controller}/{action}/{id}"
这样，就要求同时使用Action和HTTP方法进行匹配
当然，根据微软的说法，这种使用是不被推荐的，因为这不符合大家对WebService的一般认知：
For a RESTful API, you should avoid using verbs in the URIs, because a URI should identify a resource, not an action.
(七)使用Attribute声明HTTP方法
有没有感觉默认的使用方法名来匹配HTTP Method的做法很傻？？或者我有一些方法是自己用的，不想暴露出来，又该怎么办？还是使用attribute做这些工作感觉优雅一些，比如，上面的Action我可以更改为：
[HttpGet]
public IEnumerable<TestUseMode> FindAll()
[HttpGet]
public IEnumerable<TestUseMode> FindByKey(string key)
[HttpPost]
public bool Add(TestUseMode mode)
[HttpDelete]
public int RemoveByKey(string key)
[HttpDelete]
public int RemoveAll()
[HttpPut]
public int UpdateByKey(string key, string value)
[NonAction]
public string GetPrivateData()
当然，我只列出了方法名，而不是这些方法真的没有方法体...方法体是不变的，NoAction表示这个方法是不接收请求的，即使以GET开头。
如果感觉常规的GET，POST，DELETE，PUT不够用，还可以使用AcceptVerbs的方式来声明HTTP方法，如：
[AcceptVerbs("MKCOL", "HEAD")]
public int UpdateByKey(string key, string value)
{
List<TestUseMode> upDataList = allModeList.FindAll((mode) => { if (mode.ModeKey == key) return true; return false; });
foreach(var mode in upDataList)
{
mode.ModeValue = value;
}
return upDataList.Count;
}
Web API工作方式
上面习了建立基本的WebAPI应用，立刻就有人想到了一些问题：
1.客户端和WebService之间文件传输
2.客户端或者服务端的安全控制
要解决这些问题，要了解一下WebAPI的基本工作方式。
（一）WebAPI中工作的Class
在MVC中大家都知道，获取Request和Response使用HttpRequest和HttpResponse两个类，在WebAPI中使用另外两个类：
HttpRequestMessage 和HttpResponseMessage，分别用于封装Requset和Response。除了这两个类之外，还有一个常见的抽象类：HttpMessageHandler,用于过滤和加工HttpRequestMessage和HttpResponseMessage
（二）解决第一个问题
其实第一个问题之所以被提出来应该是和客户端有关，如果客户端的请求是我们手写提交的，比如使用HttpClient封装的请求，则要传递文件之前，我们一 般会进行一次序列化，转化为二进制数组之类的，在网络上传输。这样的话，在Controller中的Action参数里，我们只需要接收这个二进制数组类型的对象就可以了。但是如果客户端是Web Form呢，比如我们提交一个Form到指定的Controller的Action中，这个Action要接收什么类型的参数呢？或者我们问另外一个问题，如果我将Web Form提交到一个WebAPI的Action中 ，我要怎么去取出这个表单中的数据呢？其实我们应该想到：我们的Action设置的参数之所以能够被赋值，是因为WebAPI的架构中在调用Action时将HTTP请求中的数据解析出来分别赋 值给Action中的参数，如果真是这样的话，我们只需要在Action中获取到HTTP请求，然后直接获取请求里面的数据，就能解决上面的问题。这种想法是正确的，只不过，此时的HTTP请求已经不是最原始的HTTPRequest，而是已经被转化成了HttpRequestMessage，在Action中，我们可以直接调用base.Requet得到这个 HttpRequestMessage实例，通过这个实例我们就可以随心所欲的取出HTTP请求中想要的数据。
2.1从RequestMessage中获取普通表单数据
这里的普通表单是指不包含File的表单，也就是说表单的enctype值不是multipart/form-data，这时，表单的数据默认情况下是以Json来传递的
如下页面
<form name="form" action="~/api/FormSubmit?key=11234" method="post">
<input type="text" name="key" id="txtKey" />
<br />
<input type="text" name="value" id="txtValue" />
<br />
<input type="submit" id="btnSubmit" value="Submit" />
</form>
捕获到的请求为
key=123&value=123
提交到对应的Action为：
[HttpPost]
public async void submitForm()
{
StringBuilder sb = new StringBuilder();
HttpContent content = Request.Content;
JsonObject jsonValue = await content.ReadAsOrDefaultAsync<JsonObject>();
foreach (var x in jsonValue)
{
sb.Append(x.Key);
string va ;
if (x.Value.TryReadAs<string>(out va))
{
sb.Append(va);
}
}
}
这样最后可以得到 Json的值：{"key":"123","value":"123"} sb处理后的值为：key123value123
注：在该action中使用到了关键字async和await，这些在4.5中新提出的关键字主要是用于进行多线程取值的，在MVCAPI的设计中，大部分的方法都被设计成类似于下面的方法
public static Task<T> ReadAsOrDefaultAsync<T>(this HttpContent content);
返回值是一个Task，这种返回新线程的方法虽然可以提高系统的响应能力，但是多线程取值会给编码带来不便，所以新出的关键字await用于阻塞当前线程并 获取目标线程的返回值，在方法体中使用await关键字后要求将方法声明为async用来表示该方法是异步的，并且返回值必须为void或者将返回者封装 在一个Task中，当然，如果你不喜欢这种写法，上面的action也可以写为：
Task readTask = content.ReadAsOrDefaultAsync<JsonObject>().ContinueWith((task) => { jsonValue = task.Result; });
readTask.Wait();
2.2从RequestMessage中获取multipart表单数据
将view页面改写为
<form name="form" action="~/api/FormSubmit?key=11234" method="post" enctype="multipart/form-data" >
<input type="text" name="key" id="txtKey" />
<br />
<input type="text" name="value" id="txtValue" />
<br />
<input type="file" name="file" id="upFile" />
<br />
<input type="submit" id="btnSubmit" value="Submit" />
</form>
此时捕获到得请求是 略
这里的文件内容被捕获软件解析成字符串，当然如果我上传的是其他的非文本格式的文件，文件会被转化为二进制数组这时如果我们不更改action，而直接调用，会发生错误，原因很明显，这个HTTP的报文内容是无法被转换为JSON的，这时我们需要将表单的报文解析成另外一种格式
IEnumerable<HttpContent> bodyparts = await content.ReadAsMultipartAsync();
foreach (var bodypart in bodyparts)
{
string name;
name = bodypart.Headers.ContentDisposition.Name;
sb.Append(name + ":");
if (bodypart.Headers.Contains("filename"))
{
Stream stream = await bodypart.ReadAsStreamAsync();
StreamReader reader = new StreamReader(stream);
sb.Append(reader.ReadToEnd());
sb.Append("----");
}
else
{
string val = await bodypart.ReadAsStringAsync();
sb.Append(val);
sb.Append("----");
}
}
得到的处理后的sb值为：
{"key":123----"value":123----"file":******{文件的内容}*****----}
整合后的Action为
[HttpPost]
public async void submitForm()
{
StringBuilder sb = new StringBuilder();
HttpContent content = Request.Content;
if (content.IsMimeMultipartContent())
{
IEnumerable<HttpContent> bodyparts = await content.ReadAsMultipartAsync();
foreach (var bodypart in bodyparts)
{
string name;
name = bodypart.Headers.ContentDisposition.Name;
sb.Append(name + ":");
if (bodypart.Headers.Contains("filename"))
{
Stream stream = await bodypart.ReadAsStreamAsync();
StreamReader reader = new StreamReader(stream);
sb.Append(reader.ReadToEnd());
sb.Append("----");
}
else
{
string val = await bodypart.ReadAsStringAsync();
sb.Append(val);
sb.Append("----");
}
}
}
else
{
JsonObject jsonValue = await content.ReadAsOrDefaultAsync<JsonObject>();
foreach (var x in jsonValue)
{
sb.Append(x.Key);
string va;
if (x.Value.TryReadAs<string>(out va))
{
sb.Append(va);
}
}
}
}
（三）WebAPI工作方式
要想解决第二个问题就没这么容易了，我们需要更深入的理解WebAPI的工作方式。
其实对于WebAPI来说，它最初被设计为和WCF一样的：客户端、服务端两套结构，我们到现在之所以还没有提到客户端，是因为我们的请求别的方式来封装成HTTP请求或接收HTTP相应的，比如AJAX和Form表单提交。
在这里先给出一个服务端的响应工作流，让大家有个大体上的认识 图略
大家可以看到，HTTP的请求最先是被传递到HOST中的，如果WebAPI是被寄宿在IIS上的，这个HOST就是IIS上，HOST是没有能力也没有必要进行请求的处理的，请求通过HOST被转发给了HttPServer此时已经进入WebAPI的处理加工范围，HttpServer是System.Net.HTTP中的一个类，通过HttpServer，请求被封装成了WebAPI中的请求承载类：HttpRequestMessage，这个封装后的请求可以经过一系列自定义的Handler来处理，这些handler串联成一个pipeline，最后请求会被传递给HttpControlDispather，这个类通过对路由表的检索来确定请求将被转发到的具体的 Controller中的Action。
Client端的处理与服务端类似，直接上图：略
其实根据微软的说法，他们本身就被设计成类似但是可以独立运行的结构
ASP.NET Web API has a pipeline for processing HTTP messages on both the client and server. The client and server sides are designed to be symmetrical but independent; you can use each half by itself. Both sides are built on some common objects:
HttpRequestMessage represents the HTTP request.
HttpResponseMessage represents the HTTP response.
HttpMessageHandler objects process the request and response.
直接看图 略 在客户端，Handlers pipeline最终是被传递到HttpClientHandler上的，由他负责HttpRequestMessage到HTTP请求的转换。
这里只说明一下Request，Response与其类似。
（四）解决第二个问题
由 此我们早就可以看出，想要解决第二个问题，可以直接在Handler PipeLine中进行，这种AOP风格的过滤器（拦截器）在REST的Webservice的安全验证中应用很广，一般大家比较乐于在HTTP头或者在 HTTP请求的URL中加上身份验证字段进行身份验证，下面举一个在Http头中添加身份验证信息的小例子
4.1客户端
客户端的customhandler用于将身份验证信息添加入报头
class RequestUpHandler : DelegatingHandler
{
protected override Task<HttpResponseMessage> SendAsync(HttpRequestMessage request, System.Threading.CancellationToken cancellationToken)
{
request.Headers.Add("key", "11234");
return base.SendAsync(request, cancellationToken);
}
}
注：
1.customhandler继承自DelegatingHandler类，上面已经说过，WebAPI的客户端和服务端被设计为相互对应的两套结构，所以不论是在客户端还是服务端，customhandler都是继承自DelegatingHandler类
2.DelegatingHandler的sendAsync方法便是处理请求和接受请求时会被调用的方法，该方法返回值是HttPResponseMessage，接收的值为HttpRequestMessage，符合我们的一般认知
3.方法的最后，调用base.SendAsync是将Request继续向该pipeline的其他customHandler传递，并获取其返回值。由于该方法不包含Response的处理逻辑，只需直接将上一个CustomHandler的返回值直接返回
客户端主程序
static void Main(string[] args)
{
HttpClient client = new HttpClient(new RequestUpHandler() { InnerHandler = new HttpClientHandler() });
HttpResponseMessage response = client.GetAsync("http://localhost:60023/api/FormSubmit").Result;
response.Content.ReadAsAsync<string>().ContinueWith((str) => { Console.WriteLine(str.Result); });
Console.Read();
}
客户端的主程序创建了一个HttpClient，HttpClient可以接受一个参数，该参数就是CustomHandler，此处我们嵌入了我们定义的 RequestUpHandler，用于对Request报头进行嵌入身份验证码的处理，CustomHandler通过InnerHandler属性嵌 入其内置的下一个CustomHandler，此处，由于没有下一个CustomerHandler，我们直接嵌入HttpClientHandler用 于将HttpRequestMessage转化为HTTP 请求、将HTTP响应转化为HttpResponseMessage
4.2服务端
服务端的customHandler用于解析HTTP报头中的身份认证码
protected override System.Threading.Tasks.Task<HttpResponseMessage> SendAsync(HttpRequestMessage request, System.Threading.CancellationToken cancellationToken)
{
int matchHeaderCount = request.Headers.Count((item) =>
{
if ("key".Equals(item.Key))
{
foreach (var str in item.Value)
{
if ("11234".Equals(str))
{
return true;
}
}
}
return false;
});
if (matchHeaderCount>0)
{
return base.SendAsync(request, cancellationToken);
}
return Task.Factory.StartNew<HttpResponseMessage>(() => { return new HttpResponseMessage(HttpStatusCode.Forbidden); });
}
注：代码的处理逻辑很简单：如果身份验证码匹配成功，则通过base.SendAsync继续将请求向下传递，否则返回直接中断请求的传递，直接返回一个响应码为403的响应，指示没有权限。
注意由于SendAsync的返回值需要封装在Task之中，所以需要使用Task.Factory.StartNew将返回值包含在Task中
将customHandler注入到HOST中
本例中WebAPI HOST在IIS上，所以我们只需将我们定义的CustomHandler在Application_Start中定义即可
protected void Application_Start()
{
//省略其他逻辑代码
GlobalConfiguration.Configuration.MessageHandlers.Add(new HttpUrlHandler());
}
由于WebAPI Host在IIS上，所以HttpServer和HttpControllerDispatcher不用我们手工处理
在加上上面的处理后，如果没有身份验证码的请求，会得到如下的响应
HTTP错误 403.0 - Forbidden
*****
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