ASP.NET Core 中的构建者模式

在ASP.NET Core 中，构建者模式（Builder Pattern）是一种广泛应用的创建型设计模式，其核心思想是将复杂对象的构建过程与表示分离，通过分步配置的方式创建对象，使得相同的构建过程可以生成不同的结果。这种模式在ASP.NET Core 的框架设计中占据重要地位，尤其在处理复杂配置（如主机配置、服务注册、HTTP 客户端配置等）时表现突出。

一、ASP.NET Core 中构建者模式的核心应用场景

ASP.NET Core 框架大量使用构建者模式处理 "复杂对象的分步配置"，典型场景包括：

1. 主机构建（IHostBuilder / IWebHostBuilder）

主机（Host）是ASP.NET Core 应用的运行容器，负责管理应用生命周期、配置、服务等核心组件。构建主机是一个复杂过程（需配置环境、配置文件、服务、中间件等），因此框架通过IHostBuilder（通用主机）和IWebHostBuilder（Web 主机）实现构建者模式。

示例：Web 主机构建

csharp

public class Program
{public static void Main(string[] args){// 构建Web主机（链式配置，每步返回构建者自身）var host = WebApplication.CreateBuilder(args)// 配置主机（如环境、配置源）.ConfigureHostConfiguration(config =>{config.AddJsonFile("hostsettings.json", optional: true);})// 配置应用配置（如appsettings.json）.ConfigureAppConfiguration((hostingContext, config) =>{config.AddJsonFile("appsettings.json", optional: false, reloadOnChange: true);config.AddEnvironmentVariables();})// 配置服务（依赖注入）.ConfigureServices((hostContext, services) =>{services.AddControllers();services.AddScoped<IMyService, MyService>();})// 构建主机.Build();// 运行应用host.Run();}
}

核心特点：

• 每个配置方法（ConfigureHostConfiguration、ConfigureServices等）均返回构建者实例（IWebHostBuilder），支持链式调用。
• 开发者可按需 "叠加" 配置（如默认配置基础上添加自定义配置），无需关心底层构建细节。

2. HTTP 客户端配置（IHttpClientBuilder）

HttpClient的配置涉及基地址、超时时间、消息处理程序、拦截器等复杂选项，ASP.NET Core 通过IHttpClientBuilder实现构建者模式，简化配置过程。

示例：配置 HttpClient

csharp

public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
{// 创建HttpClient构建者，链式配置services.AddHttpClient("MyApiClient")// 配置基地址.ConfigureHttpClient(client =>{client.BaseAddress = new Uri("https://api.example.com/");client.Timeout = TimeSpan.FromSeconds(30);})// 添加消息处理程序（如日志、重试）.AddHttpMessageHandler<LoggingHandler>().AddPolicyHandler(GetRetryPolicy()); // 集成Polly重试策略
}// 定义重试策略
private IAsyncPolicy<HttpResponseMessage> GetRetryPolicy()
{return HttpPolicyExtensions.HandleTransientHttpError().WaitAndRetryAsync(3, retryAttempt => TimeSpan.FromSeconds(Math.Pow(2, retryAttempt)));
}

核心特点：

• 通过AddHttpClient获取IHttpClientBuilder，后续配置（如ConfigureHttpClient、AddHttpMessageHandler）均基于构建者扩展，最终自动注册配置好的HttpClient到 DI 容器。

3. 选项配置（IOptionsBuilder）

ASP.NET Core 的选项模式（Options Pattern）中，IOptionsBuilder用于分步配置选项验证、命名选项等，也是构建者模式的典型应用。

示例：配置带验证的选项

csharp

public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
{// 配置选项并启用验证services.AddOptions<MyOptions>().BindConfiguration("MyOptions") // 绑定配置节点.ValidateDataAnnotations() // 启用数据注解验证.Validate(option => option.MaxCount > 0, "MaxCount必须大于0") // 自定义验证.ValidateOnStart(); // 启动时验证（而非首次使用时）
}public class MyOptions
{[Required]public string ApiKey { get; set; }public int MaxCount { get; set; }
}

二、构建者模式的优势（结合ASP.NET Core 场景）

1. 简化复杂对象配置
   主机、HttpClient 等对象的配置涉及多维度（环境、服务、中间件等），构建者模式通过链式方法将配置拆分为独立步骤，降低认知复杂度。

2. 灵活性与可扩展性
   开发者可在默认配置基础上 "叠加" 自定义逻辑（如添加额外配置源、消息处理程序），无需修改框架底层代码（符合开放封闭原则）。

3. 可读性与可维护性
   链式调用使配置过程直观易懂（如builder.ConfigureA().ConfigureB().Build()），相比 "一次性传入大量参数" 的方式更易维护。

4. 隔离构建与使用
   构建者负责对象的创建细节，使用者只需关注 "配置什么"，无需关心 "如何创建"（如IHostBuilder.Build()内部处理主机初始化细节）。

三、自定义构建者模式实现（原理示例）

理解ASP.NET Core 框架中的构建者模式后，可尝试自定义构建者类，模拟框架设计思路。

示例：自定义一个 "订单构建者"

csharp

// 复杂对象：订单
public class Order
{public string ProductName { get; set; }public int Quantity { get; set; }public decimal Price { get; set; }public bool IsVip { get; set; }public decimal TotalPrice { get; private set; }public void CalculateTotal(){TotalPrice = Price * Quantity;if (IsVip) TotalPrice *= 0.9m; // VIP打9折}
}// 构建者接口
public interface IOrderBuilder
{IOrderBuilder SetProduct(string name, decimal price);IOrderBuilder SetQuantity(int quantity);IOrderBuilder SetVip(bool isVip);Order Build();
}// 构建者实现
public class OrderBuilder : IOrderBuilder
{private readonly Order _order = new Order();public IOrderBuilder SetProduct(string name, decimal price){_order.ProductName = name;_order.Price = price;return this; // 返回自身，支持链式调用}public IOrderBuilder SetQuantity(int quantity){_order.Quantity = quantity;return this;}public IOrderBuilder SetVip(bool isVip){_order.IsVip = isVip;return this;}public Order Build(){_order.CalculateTotal(); // 构建最终对象前的计算return _order;}
}// 使用构建者
public class OrderService
{public Order CreateVipOrder(){return new OrderBuilder().SetProduct("笔记本电脑", 5000m).SetQuantity(1).SetVip(true).Build();}
}

总结

构建者模式是ASP.NET Core 框架设计的核心模式之一，其思想贯穿于主机配置、服务注册、HTTP 客户端等关键组件中。掌握这一模式不仅能更好地理解框架底层逻辑，还能在自定义复杂对象配置时（如业务中的订单、报表生成等）设计出更灵活、可维护的代码。

核心要点：分步配置、链式调用、构建与表示分离，这也是ASP.NET Core"约定优于配置" 理念在设计模式层面的体现。