【ASP.NET Core】深入理解Controller的工作机制

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链接: 【ASP.NET Core】REST与RESTful详解，从理论到实现

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前言

Web开发中，我们时刻都在和HTTP请求打交道，构建路由，解析请求，响应结果。在ASP.NET Core MVC/Web API中，有一个核心的组件，名为Controller。作为处理请求、协调模型和视图/响应的“指挥中心”。本文将深入探讨Controller的角色、功能。

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一、Controller的泛用职责

Controller本质上是一个包含了Action方法的类，负责处理客户端HTTP请求，然后调用指定业务逻辑，最后再返回响应给客户端。可以把Controller简单的理解成请求的入口点（实际上Controller是连接着请求管道的末尾），通过路由映射，再匹配到到具体的Action调用逻辑。

我们可以把Controller的职责总结为三部分：

• 处理客户端HTTP请求，映射路由，解析参数
• 匹配具体Action，调用业务逻辑方法
• 生成响应，返回客户端。

请求管道与控制器

实际上，作为一个完整的ASP.NET Core请求管道，严格来说Controller不属于请求管道本身，而Controller是这条管道最后抵达的“终点”。
Controller的目的是执行业务逻辑，它需要通过路由中间件和端点中间件与请求管道集成。在这个请求管道里，还有那些认证授权，记录日志等通用的中间件，抑或是限流等自定义中间件。事实上请求管道也就是由多个中间件组成的一条处理链

ASP.NET Core WebAPI里的Controller继承自ControllerBase；ASP.NET Core MVC里的Controller继承自Controller，其Controller内部也是继承自ControllerBase;：

• ControllerBase是所有控制器的抽象基类，仅包含处理 HTTP 请求的核心功能，如状态码返回、模型验证、路由绑定等。
• Controller继承自ControllerBase，并额外集成了视图引擎相关功能，用于处理需要返回视图。

二、Controller的特性

2.1 ApiController

ApiController是一个用于控制器的特性，主要是当传入的参数不符合数据模型验证，会自动返回400 Bad Request响应。

2.2 属性路由Route

控制器里的方法上通过标注Route自定义特性，来表示这个Controller包含的Action方法如何匹配。路由Route特性里可路由模板自定义路径。

[Route("api/[controller]")]GET方法 https://localhost:7027/api/[controller名称]

像类似"api/[controller]"，模板里的[controller]是占位符。通过控制器的名称结合HTTP属性匹配Action方法。

https://localhost:7027/api/[controller名称]/[action名称]

也可也在模板里留下自定义action路径，通过控制器的名称和方法名称来匹配路由。

2.3 Action方法HTTP特性

• [HttpGet]
• [HttpGet(“{id}”)]
• [HttpPost]
• [HttpPut(“{id}”)]
• [HttpPatch(“{id}”)]
• [HttpDelete(“{id}”)]
  诸如以上几种方式，通过在Action前指定HTTP特性，便可通过不同的请求方式获取不同的Action。

2.4 Action方法的异步实现

使用async修饰Action，有返回值的通过Task包裹。Action的名称可不用Async尾缀修饰。

[HttpGet("{id}")]
public async Task<ActionResult<Student>> GetStudent(int id)

三、Action方法参数

3.1 URL占位符

在[HttpGet]、[HttpPost]等HTTP特性修饰的Action方法中使用占位符，来解析URL路径中的内容。
比如

[HttpGet("{id}")]
public ActionResult<Student> GetStudent(int id)
{var student = _students.FirstOrDefault(e => e.Id == id);if (student == null)return NotFound("");return Ok(student);
}

这个[HttpGet(“{id}”)]修饰的Action方法，就会解析URL里的匹配{id}占位符的内容，并且赋与GetStudent方法里的(int id)参数。

但是如果占位符的名字和方法里的参数名称不一致，可以用[FromRoute(Name=“名字”)]进行手动映射

[HttpGet("{idStr}")]
public ActionResult<Student> GetStudent([FromRoute(Name = "idStr")]string id)

3.2 QueryString

QueryString在请求路径是以?xxx=yyy&…的形式存在。如果Querystring中的名字和Action方法参数对应，那么框架会自动匹配。

[HttpGet]
public ActionResult<Student> GetStudent(int id)
{var student = _students.FirstOrDefault(e => e.Id == id);if (student == null)return NotFound("");return Ok(student);
}

但是如果占位符的名字和方法里的参数名称不一致，可以用[FromRoute(Name=“名字”)]进行手动映射

[HttpGet]
public ActionResult<Student> GetStudent([FromQuery(Name ="idStr")]string id)

3.3 请求报文体

一般HTTP的POST/PUT/PATCH请求中会用到报文体，一般通过[FromBody]绑定JSON数据（JSON格式的请求体是主流，客户端设定请求头中的Content-Type为application/json）。也有少部分通过表单提交数据[FromForm]。

存在URL占位符，QueryString和报文体嵌套的情况下，厘清Action方法里的数据参数对应的来源，用相应的诸如[FromRoute] [FromQuery] [FromBody]等修饰参数

四、Controller里的结果响应

在 ASP.NET Core WebAPI中，默认响应格式是JSON。当return Ok(data)，框架会自动将对象序列化为JSON并设置响应头 Content-Type: application/json。
在返回格式上我们一般常用IActionResult 和 ActionResult。这样的好处是可以方便的调用框架里的各种封装好的方法，如各类状态码的返回。

4.1 IActionResult

IActionResult的使用在ASP.NET Core MVC中较为常见。这里的控制器的主要职责是返回视图，而非直接返回数据。
常见的诸如：
返回模型

 return View(model);

重定向

return RedirectToAction("Login", "Auth"); 

下载excel

return File(fileBytes, "application/vnd.openxmlformats-officedocument.spreadsheetml.sheet");

这些都不是直接返回数据。MVC控制器的核心是视图渲染，以及混合这多种类型（视图、重定向、文件等）的返回。

4.2 ActionResult

Web API 通常返回单一类型的数据，并且考虑到格式，我们更加倾向于使用ActionResult的泛型ActionResult< T>返回数据对象，自动处理序列化和状态码。

[HttpGet("{id}")]
public ActionResult<Student> GetStudent(int id)
{var student = _students.FirstOrDefault(e => e.Id == id);if (student == null)return NotFound("");return student;
}

如上代码直接返回student，会被框架自动处理序列化和状态码。

这点我们观察泛型ActionResult< T>内部实现，它包含两个隐式的操作符转换。

• 方法签名返回ActionResult< TValue>，但实际返回 TValue
• 方法签名返回ActionResult< TValue>，但实际返回ActionResult result。

这两者都会触发new ActionResult< TValue>的执行。这样的好处是可以直接返回一个数据对象，或者一个ActionResult的方法。

如果没有隐式操作符

// 必须手动调用Ok()包裹示例
return Ok(classInstance);
// 必须手动包装
return new ActionResult<ClassName>(new NotFoundResult());

隐式操作符转换

/// <summary>
/// Implicitly converts the specified <paramref name="value"/> to an <see cref="ActionResult{TValue}"/>.
/// </summary>
/// <param name="value">The value to convert.</param>
public static implicit operator ActionResult<TValue>(TValue value)
{return new ActionResult<TValue>(value);
}/// <summary>
/// Implicitly converts the specified <paramref name="result"/> to an <see cref="ActionResult{TValue}"/>.
/// </summary>
/// <param name="result">The <see cref="ActionResult"/>.</param>
public static implicit operator ActionResult<TValue>(ActionResult result)
{return new ActionResult<TValue>(result);
}

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总结

本文详解ASP.NET Core中Controller的职责、基类差异、特性、Action 参数绑定及响应方式，展现其处理HTTP 请求的核心作用。