C#进阶系列——WebApi 路由机制剖析：你准备好了吗？

浅浅的花香味﹌ 2021-06-26 16:06 399阅读 0赞

## 一、MVC和WebApi路由机制比较 ##

### 1、MVC里面的路由 ###

在MVC里面，默认路由机制是通过`url`路径去匹配对应的`action`方法，比如`/Home/GetUser`这个url，就表示匹配`Home`这个`Controller`下面的`GetUser`方法，这个很好理解，因为在MVC里面定义了一个默认路由，在`App_Start`文件夹下面有一个`RouteConfig.cs`文件  
![在这里插入图片描述][20190509221942297.png]

public class RouteConfig
        { 
            public static void RegisterRoutes(RouteCollection routes)
            { 
                routes.IgnoreRoute("{resource}.axd/{*pathInfo}");
    
                routes.MapRoute(
                    name: "Default",
                    url: "{controller}/{action}/{id}",
                    defaults: new {  controller = "Department", action = "Index", id = UrlParameter.Optional }
                );
            }
        }

`url: "{controller}/{action}/{id}"`这个定义了我们url的规则，`{controller}/{action}`定义了路由的必须参数，`{id}`是可选参数

### 2、WebApi里面的路由 ###

和MVC里面的路由有点不同，`WebApi`的默认路由是通过`http`的方法（`get/post/put/delete`）去匹配对应的`action`，也就是说`webapi`的默认路由并不需要指定`action`的名称。还是来看看它的默认路由配置，我们新建一个`Webapi`项目，在`App_Start`文件夹下面自动生成一个`WebApiConfig.cs`文件：

public static class WebApiConfig
        { 
            public static void Register(HttpConfiguration config)
            { 
                // Web API 路由
                config.MapHttpAttributeRoutes();
    
                config.Routes.MapHttpRoute(
                    name: "DefaultApi",
                    routeTemplate: "api/{controller}/{id}",
                    defaults: new {  id = RouteParameter.Optional }
                );
            }
        }

和MVC类似，`routeTemplate: "api/{controller}/{id}"`这个定义了路由的模板，`api/{controller}`是必选参数，`{id}`是可选参数，那么问题就来了，如果我们的url不包含`action`的名称，那么如何找到请求的方法呢？我们先来简单看一个例子：

public class OrderController : ApiController
        { 
            [HttpGet]
            public object GetAll()
            { 
                return "Success";
            }
        }

我们通过url来访问  
![在这里插入图片描述][20190509222327254.png]  
说明请求能够成功。

为什么这个请求能够成功呢？那是因为，当我们访问`http://localhost:21528/api/Order`这个路径的时候，webapi的路由引擎会自动去匹配"`api/{controller}/{id}`"这个模板，于是找到了控制器是`Order`这个，那么问题来了？它是如何定位到`GetAll()`这个方法的呢？这里就是和MVC不同的地方，前面说过，`Webapi`的路由规则是通过`http`方法去匹配对应的action，那么，我们通过浏览器访问`http://localhost:21528/api/Order`这个路径的时候，浏览器默认通过url访问的都是get请求，**于是webapi的路由引擎就会去找`Order`这个控制器里面的get请求的方法，由于没有参数，所以自动匹配到了无参数的get请求→`GetAll()`方法，所以请求成功！**

**当然，WebApi也支持MVC里面的路由机制，但`RestFul`风格的服务要求请求的url里面不能包含`action`，所以，在WebApi里面是并不提倡使用MVC路由机制的。**

这是一个最简单的例子，下面我们就来详细看看`WebApi`里面的路由原理以及使用。

## 二、WebApi路由基础 ##

### 1、默认路由 ###

上面我们提到了，新建一个WebApi服务的时候，会自动在`WebApiConfig.cs`文件里面生成一个默认路由：

config.Routes.MapHttpRoute(
                    name: "DefaultApi",
                    routeTemplate: "api/{controller}/{id}",
                    defaults: new {  id = RouteParameter.Optional }
                );

将`MapHttpRoute()`方法转到定义可以，它有四个重载方法：

分别来看看各个参数的作用：

*  `name:"DefaultApi"`→表示此路由的名称，这里只需要保证路由名称不重复就OK了。
 *  `routeTemplate: "api/{controller}/{id}"`→表示路由的url规则，“api”是固定部分，主要用来标识当前请求的url是一个api服务的接口，区别MVC的路由，当然，这里并不是一定要写成“api”，如果你改成“apiserver”，那么你请求的url里面也需要写成`“apiserver”；“{controller}”`是控制器的占位符部分，在真实的url里面，该部分对应的是具体的控制器的名称，这个和MVC里面一致；“\{id\}”是参数的占位符部分，表示参数，一般这个参数都会在default里面设置可选。有了这个路由模板约束请求的url，比如：我们请求的url写成`http://localhost:21528/Order`，那么肯定是找不到对应的路由的，因为“api”这个参数必选。如果请求的url匹配不到对应的路由，则会向客户端返回一个404的状态码。
 *  `defaults: new { id = RouteParameter.Optional }`→表示路由的默认值，比如上面的`routeTemplate`，`{controller}`和`{id}`部分都可以设置默认值，比如：`defaults`改成`new { controller="Order", id = RouteParameter.Optional }`，那么我们请求`http://localhost:21528/api`这个url仍然能访问到`GetAll()`方法。
 *  `constraints`→表示路由约束，一般是一个约束路由模板的正则表达式。比如：我们加入约束条件 `constraints: new { id = @"\d+" }` ，这就约束必须要匹配一到多个参数`id`，那么，我们在`OrderController`里面加入另一个方法

public class OrderController : ApiController
        { 
    
            [HttpGet]
            public object GetAll()
            { 
                return "Success";
            }
    
            [HttpGet]
            public object GetById(int id)
            { 
                return "Success" + id ;
            }
        }

我们通过`http://localhost:21528/api/Order/2`来访问，得到结果：  
![在这里插入图片描述][20190509222945214.png]  
我们再通过`http://localhost:21528/api/Order/a`来访问，得到结果：  
![在这里插入图片描述][20190509222957369.png]  
这个是很好理解的，id的值不匹配正则表达式。

而我们访问`http://localhost:21528/api/Order`。结果：  
![在这里插入图片描述][20190509223026606.png]  
竟然连`GetAll()`方法都找不到了。这是为什么呢？原来就是这个约束在作怪，正则`\d+`表示匹配一个或多个数字，所以如果请求的url里面没有传数字，则自动匹配不到。所以，如果需要匹配无参的方法，我们把约束改成这样： `constraints: new { id = @"\d*" }` ，这个表示匹配0个或多个数字，再来试试

![在这里插入图片描述][20190509223053912.png]  
这样就OK了。

上述说了那么多都是约束id的，其实你也可以使用表达式去约束controller、action等等，但一般不常用，我们就不做过多讲解。

### 2、自定义路由 ###

上面介绍了这么多，都是关于默认路由原理的介绍。除了默认路由，我们也可以自定义路由，我们将`WebApiConfig.cs`里面改成这样：

public static class WebApiConfig
        { 
            public static void Register(HttpConfiguration config)
            { 
                // Web API 路由
                config.MapHttpAttributeRoutes();
    
                //1.默认路由
                config.Routes.MapHttpRoute(
                    name: "DefaultApi",
                    routeTemplate: "api/{controller}/{id}",
                    defaults: new {  id = RouteParameter.Optional }
                );
    
                //2.自定义路由一：匹配到action
                config.Routes.MapHttpRoute(
                    name: "ActionApi",
                    routeTemplate: "actionapi/{controller}/{action}/{id}",
                    defaults: new {  id = RouteParameter.Optional }
                );
    
                //3.自定义路由二
                config.Routes.MapHttpRoute(
                    name: "TestApi",
                    routeTemplate: "testapi/{controller}/{ordertype}/{id}",
                    defaults: new {  ordertype="aa", id = RouteParameter.Optional }
                );
            }
        }

除了默认路由，我们再加入另外两个自定义路由规则

#### 2.1、自定义路由一：匹配到`action` ####

第一个自定义路由很好理解，和MVC里面的路由机制保持一致，只不过为了区别默认路由，我们将路由模板的前缀改成了“`actionapi`”。我们通过这个自定义的路由也能找到匹配的方法。

比如我们访问`http://localhost:21528/actionapi/Order/GetAll`，得到结果：  
![在这里插入图片描述][20190509223601670.png]  
通过`action`的名称来匹配很好理解，上面的`GetAll()`是方法名，webApi会默认它就是`action`的名称，如果你想要方法名和action的名称不一致，你也可以自定义`action`的名称，这个可以通过特性`ActionName`来实现，如下：

[ActionName("TestActionName")]
            [HttpGet]
            public object GetById(int id)
            { 
                return "Success" + id ;
            }

测试结果：  
![在这里插入图片描述][20190509223642643.png]  
之前博主演示参数和返回值的时候都是使用的匹配到action的路由。这种用法和MVC里面保持一致，比较好理解，但是WebApi里面并不提倡。

#### 2.2、自定义路由二 ####

第二个自定义路由第一眼看上去是不太好理解的，没关系，我们先来按照它的路由模板规则使用试试。  
![在这里插入图片描述][20190509223710682.png]  
通过`http://localhost:21528/testapi/Order/aa/`匹配到`GetAll()`方法  
![在这里插入图片描述][20190510172902958.png]  
通过`http://localhost:21528/testapi/Order/aa/2`匹配到的是`GetById()`方法

![在这里插入图片描述][20190510172919616.png]  
通过`http://localhost:21528/testapi/Order/bb/2`匹配到的也是`GetById()`方法。

什么意思呢？也就是说，只要`{ordertype}`按照路由规则去配置，都能找到对应的方法。这里的`{ordertype}`有什么用呢？这个要留在下面介绍特性路由的时候来解释。

### 3、路由原理 ###

有了上面的这些理论作为基础，我们再来分析下`WebApi`里面路由机制的原理以及路由匹配的过程。由于WebApi的路由机制和MVC有许多的相似性，所以要想理解Webapi的路由机制，[有需要搬出来那些asp.net][asp.net] Rounting里面的对象。这个过程有点复杂，博主就根据自己的理解，提提一些主要的过程：

1、WebApi服务启动之后，会执行全局配置文件`Global.asax.cs`的 `protected void Application_Start(){GlobalConfiguration.Configure(WebApiConfig.Register);}` 方法，通过参数委托执行`WebApiConfig.cs`里面的 `public static void Register(HttpConfiguration config)` 这个方法，将所有配置的路由信息添加到 `HttpRouteCollection` 对象中（`MVC`里面可能是`RoutCollection`对象）保存起来。这里的`HttpRoutCollection`对象的实例名是`Routes`，这个很重要，后面要用到。

2、当我们发送请求到WebApi服务器的时候，比如我们访问`http://localhost:21528/api/Order`这个url的时候，请求首先还是会被`UrlRoutingModule`监听组件截获，然后，将截获的请求在`Routes`路由集合中匹配到对应的路由模板（如果匹配不到对应的路由模板，则返回404），得到对应的`IHttpRoute`对象。`IHttpRoute`对象是`Routes`集合里面匹配到的一个实体。

3、将`IHttpRoute`对象交给当前的请求的上下文对象`RequestContext`处理，根据`IHttpRoute`对象里面的url匹配到对应的`controller`，然后再根据`http`请求的类型和参数找到对应的`action`。这样一个请求就能找到对应的方法了。

这个过程本身是非常复杂的，为了简化，博主只选择了最主要的几个过程。更详细的路由机制可以参考：`http://www.cnblogs.com/wangiqngpei557/p/3379095.html`。这文章写得有点深，有兴趣的可以看看。

## 三、WebApi路由过程 ##

通过上文路由的过程，我们知道，一个请求过来之后，路由主要需要经历三个阶段

1.  根据请求的url匹配路由模板
2.  找到控制器
3.  找到`action`

### 1、根据请求的url匹配路由模板 ###

这点上面已经说了很多了，主要就是路由模板的配置和url的匹配。在此不作过多说明。

### 2、找到控制器 ###

如果你反编译路由模块的代码，你会发现控制器的选择主要在`IHttpControllerSelector`这个接口的`SelectController()`方法里面处理。  
![在这里插入图片描述][20190510173404547.png]  
该方法将当前的请求以`HttpRequestMessage`对象作为参数传入，返回`HttpControllerDescriptor`对象。这个接口默认由`DefaultHttpControllerSelector`这个类提供实现  
![在这里插入图片描述][20190510173431733.png]  
默认实现的方法里面大致的算法机制是：首先在路由字典中找到实际的控制器的名称（比如“Order”），然后在此控制器名称上面加上字符串“`Controller`”的到请求控制器的全称（比如“`OrderController`”），最后找到对应的`WebApi`的`Controller`，实例化就得到当前请求的控制器对象。

### 3、找到`action` ###

得到了控制器对象之后，Api引擎通过调用`IHttpActionSelector`这个接口的`SelectAction()`方法去匹配`action`。这个过程主要包括：

*  解析当前的http请求，得到请求类型（是`get、post、put`还是`delete`）
 *  如果路由模板配置了`{action}`，则直接取到url里面的action名称
 *  解析请求的参数

如果路由模板配置了`{action}`，那么找到对应的`action`就很简单，如果没有配置action，则会首先匹配请求类型（`get/post/put/delete`等），然后匹配请求参数，找到对应的`action`。我们看个例子，比如，我们的`controller`加如下一些方法。

public class OrderController : ApiController
        { 
            [HttpGet]
            public IHttpActionResult GetAll()
            { 
                return Ok<string>("Success");
            }
    
            [HttpGet]
            public IHttpActionResult GetById(int id)
            { 
                return Ok<string>("Success" + id );
            }
    
            [HttpPost]
            public HttpResponseMessage PostData(int id)
            { 
                return Request.CreateResponse();
            }
    
            [HttpPost]
            public HttpResponseMessage SavaData(ORDER order)
            { 
                return Request.CreateResponse();
            }
    
            [HttpPut]
            public IHttpActionResult Put(int id)
            { 
                return Ok();
            }
    
            [HttpDelete]
            public IHttpActionResult DeleteById(int id)
            { 
                return Ok();
            }
        }

匹配`action`的结果

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th align="left">url</th> 
   <th align="left">http方法</th> 
   <th align="left">参数</th> 
   <th align="left">结果</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td align="left"><a href="http://localhost:21528/api/Order" rel="nofollow">http://localhost:21528/api/Order</a></td> 
   <td align="left">get</td> 
   <td align="left">none</td> 
   <td align="left">匹配GetAll方法</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left"><a href="http://localhost:21528/api/Order" rel="nofollow">http://localhost:21528/api/Order</a></td> 
   <td align="left">get</td> 
   <td align="left">id</td> 
   <td align="left">匹配GetById方法</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left"><a href="http://localhost:21528/api/Order" rel="nofollow">http://localhost:21528/api/Order</a></td> 
   <td align="left">post</td> 
   <td align="left">order</td> 
   <td align="left">匹配SavaData方法</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left"><a href="http://localhost:21528/api/Order" rel="nofollow">http://localhost:21528/api/Order</a></td> 
   <td align="left">put</td> 
   <td align="left">id</td> 
   <td align="left">匹配Put方法</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left"><a href="http://localhost:21528/api/Order" rel="nofollow">http://localhost:21528/api/Order</a></td> 
   <td align="left">delete</td> 
   <td align="left">id</td> 
   <td align="left">匹配DeleteById方法</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

WebApi还提供了一个`action`同时支持多个http方法的请求，使用`AcceptVerbs`特性去标记。但博主觉得实际使用并不多，有兴趣的可以了解下。

[AcceptVerbs("GET", "POST")]
            public IHttpActionResult GetById(int id)
            { 
                return Ok<string>("Success" + id );
            }

## 四、WebApi特性路由 ##

上面说了这么多都是路由的一些全局配置。并且存在问题：

如果http请求的方法相同（比如都是post请求），并且请求的参数也相同。这个时候似乎就有点不太好办了，这种情况在实际项目中还是比较多的。比如

public class OrderController : ApiController
        { 
            //订单排产
            [HttpPost]
            public void OrderProduct([FromBody]string strPostData)
            { 
            }
            
            //订单取消
            [HttpPost]
            public void OrderCancel([FromBody]string strPostData)
            {             
            }
    
            //订单删除
            [HttpPost]
            public void OrderDelete([FromBody]string strPostData)
            {   
            }
        }

这个时候如果使用我们上面讲的Restful风格的路由是解决不了这个问题的。当然，有园友可能就说了，既然这样，我们在路由模板里面加上“`{action}`”不就搞定了么！这样确实可行。但还是那句话，不提倡。我们来看看如何使用特性路由解决这个问题。

### 1、启动特性路由 ###

如果要使用特性路由，首先在`WebApiConfig.cs`的`Register`方法里面必须先启用特性路由：

public static void Register(HttpConfiguration config)
            { 
                // 启用Web API特性路由
                config.MapHttpAttributeRoutes();
    
                //1.默认路由
                config.Routes.MapHttpRoute(
                    name: "DefaultApi",
                    routeTemplate: "api/{controller}/{id}",
                    defaults: new {  id = RouteParameter.Optional }
                );
            }

一般情况下，当我们新建一个WebApi项目的时候，会自动在`Register`方法里面加上这句话。

### 2、最简单的特性路由 ###

我们在`OrderController`这个控制器里面加这个`action`

[Route("Order/SaveData")]
            [HttpPost]
            public HttpResponseMessage SavaData(ORDER order)
            { 
                return Request.CreateResponse();
            }

然后我们通过Web里面的Ajax调用

$(function () { 
        $.ajax({ 
            type: 'post',
            url: 'http://localhost:21528/Order/SaveData',
            data: {  ID: 2, NO:"aaa"},
            success: function (data, status) { 
                alert(data);
            }
        });
    });

得到结果：  
![在这里插入图片描述][20190510173841844.png]  
当然，有人可能就有疑义了，这个特性路由的作用和“`{action}`”的作用一样嘛，其实不然，如果这里改成 `[Route("Test/AttrRoute")]` ，然后请求的url换成`http://localhost:21528/Test/AttrRoute`，一样能找到对应的`action`。  
![在这里插入图片描述][20190510173930692.png]  
特性路由的目的是为了解决我们公共路由模板引擎解决不了的问题。一个`action`定义了特性路由之后，就能通过特性路由上面的路由规则找到。

### 3、带参数的特性路由 ###

特性路由的规则可以使用“`{}`”占位符动态传递参数，比如我们有这样一个特性路由

[Route("ordertype/{id}/order")]
            [HttpGet]
            public IHttpActionResult GetById(int id)
            { 
                return Ok<string>("Success" + id );
            }

在浏览器里面调用  
![在这里插入图片描述][20190510174011863.png]  
调用成功。到此，我们就能看懂本文最开始那个看似“怪异”的路由→`/api/user/1/detail`这个了。

### 4、参数的约束和默认值 ###

[Route("api/order/{id:int=3}/ordertype")]
            [HttpGet]
            public IHttpActionResult GetById(int id)
            { 
                return Ok<string>("Success" + id );
            }

这里约束可变部分`{id}`的取值必须是`int`类型。并且默认值是3.

看看效果  
![在这里插入图片描述][20190510174051486.png]  
不满足约束条件，则直接返回404。  
![在这里插入图片描述][2019051017410096.png]

### 5、路由前缀 ###

在正式项目中，同一个控制器的所有的`action`的所有特性路由标识一个相同的前缀，这种做法并非必须，但这样能够增加`url`的可读性。一般的做法是在控制器上面使用特性`[RoutePrefix]`来标识。

[RoutePrefix("api/order")]
        public class OrderController : ApiController
        { 
            [Route("")]
            [HttpGet]
            public IHttpActionResult GetAll()
            { 
                return Ok<string>("Success");
            }
    
            [Route("{id:int}")]
            [HttpGet]
            public IHttpActionResult GetById(int id)
            { 
                return Ok<string>("Success" + id );
            }
    
            [Route("postdata")]
            [HttpPost]
            public HttpResponseMessage PostData(int id)
            { 
                return Request.CreateResponse();
            }
        }

那么这个这个控制器的action的时候，都需要`/api/order`开头，后面接上`action`特性路由的规则。

## 五、第一个`Restful`风格的`WebApi`服务 ##

通过以上，我们就可以构造一个`Restful`风格的`WebApi`服务。

[RoutePrefix("api/AttrOrder")]
        public class OrderController : ApiController
        { 
            [Route("")]
            [HttpGet]
            public IHttpActionResult GetAll()
            { 
                return Ok<string>("Success");
            }
    
            [Route("{id:int=3}/OrderDetailById")]
            [HttpGet]
            public IHttpActionResult GetById(int id)
            { 
                return Ok<string>("Success" + id );
            }
    
            [Route("{no}/OrderDetailByNo")]
            [HttpGet]
            public IHttpActionResult GetByNO(string no)
            { 
                return Ok<string>("Success" + no);
            }
    
            [Route("{name}/OrderDetailByName")]
            [HttpGet]
            public IHttpActionResult GetByName(string name)
            { 
                return Ok<string>("Success" + name);
            }
    
            [Route("postdata")]
            [HttpPost]
            public HttpResponseMessage PostData(int id)
            { 
                return Request.CreateResponse();
            }
    
            [Route("Test/AttrRoute")]
            [HttpPost]
            public HttpResponseMessage SavaData(ORDER order)
            { 
                return Request.CreateResponse();
            }
        }

得到结果  
![在这里插入图片描述][20190510174504750.png]

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[asp.net]: http://xn--asp-fk9d47mrq8augedvaz96v25o3pq.net
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