asp.net core 中优雅的进行响应包装的实现方法

目录

• 摘要
• 正常响应包装
• 实现按需禁用包装
• 总结

摘要

在 asp.net core 中提供了 Filter 机制，可以在 Action 执行前后进行一些特定的处理，例如模型验证，响应包装等功能就可以在此基础上实现，同时也提供了 ApplicationModel API, 我们可以在此基础上实现选择性的添加 Filter，满足部分接口需要响应特定的结构， 我们常见的 [AllowAnonymous] 正是基于这种机制。同时也将介绍如何让 Swagger 展示正确的包装响应体，以满足第三方对接或前端的代码生成

效果图

正常响应包装

首先我们定义包装体的接口， 这里主要分为正常响应和模型验证失败的响应，其中正常响应分为有数据返回和没有数据返回两种情况，使用接口的目的是为了方便自定义包装体。

public interface IResponseWrapper
{
    IResponseWrapper Ok();
    IResponseWrapper ClientError(string message);
}
public interface IResponseWrapper<in TResponse> : IResponseWrapper
{
    IResponseWrapper<TResponse> Ok(TResponse response);
}

然后根据接口实现我们具体的包装类

没有数据返回的包装体：

/// <summary>
/// Default wrapper for <see cref="EmptyResult"/> or error occured
/// </summary>
public class ResponseWrapper : IResponseWrapper
{
    public int Code { get; }
    public string? Message { get; }
    ...
    public IResponseWrapper Ok()
    {
        return new ResponseWrapper(ResponseWrapperDefaults.OkCode, null);
    }
    public IResponseWrapper BusinessError(string message)
    {
        return new ResponseWrapper(ResponseWrapperDefaults.BusinessErrorCode, message);
    }
    public IResponseWrapper ClientError(string message)
    {
        return new ResponseWrapper(ResponseWrapperDefaults.ClientErrorCode, message);
    }
}

有数据返回的包装体：

/// <summary>
/// Default wrapper for <see cref="ObjectResult"/>
/// </summary>
/// <typeparam name="TResponse"></typeparam>
public class ResponseWrapper<TResponse> : ResponseWrapper, IResponseWrapper<TResponse>
{
    public TResponse? Data { get; }
    public ResponseWrapper()
    {
    }
    private ResponseWrapper(int code, string? message, TResponse? data) : base(code, message)
    {
        Data = data;
    }
    public IResponseWrapper<TResponse> Ok(TResponse response)
    {
        return new ResponseWrapper<TResponse>(ResponseWrapperDefaults.OkCode, null, response);
    }
}

然后实现我们的响应包装 Filter，这里分为正常响应包装，和模型验证错误包装两类 Filter，在原本的响应结果 context.Result 的基础上加上我们的包装体

正常响应包装 Filter， 注意处理一下 EmptyResult 的情况，就是常见的返回 Void 或 Task 的场景：

public class ResultWrapperFilter : IResultWrapperFilter
{
    private readonly IResponseWrapper _responseWrapper;
    private readonly IResponseWrapper<object?> _responseWithDataWrapper;
    ...
    public void OnActionExecuted(ActionExecutedContext context)
    {
        switch (context.Result)
        {
            case EmptyResult:
                context.Result = new OkObjectResult(_responseWrapper.Ok());
                return;
            case ObjectResult objectResult:
                context.Result = new OkObjectResult(_responseWithDataWrapper.Ok(objectResult.Value));
                return;
        }
    }
}

模型验证错误的 Filter，这里我们将 ErrorMessage 提取出来放在包装体中， 并返回 400 客户端错误的状态码

public class ModelInvalidWrapperFilter : IActionFilter
{
    private readonly IResponseWrapper _responseWrapper;
    private readonly ILogger<ModelInvalidWrapperFilter> _logger;
    ...
    public void OnActionExecuting(ActionExecutingContext context)
    {
        if (context.Result == null && !context.ModelState.IsValid)
        {
            ModelStateInvalidFilterExecuting(_logger, null);
            context.Result = new ObjectResult(_responseWrapper.ClientError(string.Join(",",
                context.ModelState.Values.SelectMany(v => v.Errors).Select(e => e.ErrorMessage))))
            {
                StatusCode = StatusCodes.Status400BadRequest
            };
        }
    }
    ...
}

这里基本的包装结构和 Filter 已经定义完成，但如何实现按需添加 Filter，以满足特定情况下需要返回特定的结构呢？

实现按需禁用包装

回想 asp.net core 中的 权限验证，只有添加了 [AllowAnonymous] 的 Controller/Action 才允许匿名访问，其它接口即使不添加 [Authorize] 同样也会有基础的登录验证，我们这里同样可以使用这种方法实现，那么这一功能是如何实现的呢？

Asp.net core 提供了 ApplicationModel 的 API，会在程序启动时扫描所有的 Controller 类，添加到了 ApplicationModelProviderContext 中，并公开了 IApplicationModelProvider 接口，可以选择性的在 Controller/Action 上添加 Filter，上述功能正是基于该接口实现的，详细代码见 AuthorizationApplicationModelProvider 类，我们可以参照实现自定义的响应包装 Provider 实现在特定的 Controller/Action 禁用包装，并默认给其它接口加上包装 Filter 的功能。

定义禁止包装的接口及 Attribute：

public interface IDisableWrapperMetadata
{
}
[AttributeUsage(AttributeTargets.Class | AttributeTargets.Method)]
public class DisableWrapperAttribute : Attribute, IDisableWrapperMetadata
{
}

自定义 Provider 实现，这里实现了选择性的添加 Filter，以及后文提到的如何让 Swagger 正确的识别响应包装（详细代码见 Github）

public class ResponseWrapperApplicationModelProvider : IApplicationModelProvider
{
    ...
    public void OnProvidersExecuting(ApplicationModelProviderContext context)
    {
        if (context is null)
        {
            throw new ArgumentNullException(nameof(context));
        }
        foreach (var controllerModel in context.Result.Controllers)
        {
            if (_onlyAvailableInApiController && IsApiController(controllerModel))
            {
                continue;
            }

            if (controllerModel.Attributes.OfType<IDisableWrapperMetadata>().Any())
            {
                if (!_suppressModelInvalidWrapper)
                {
                    foreach (var actionModel in controllerModel.Actions)
                    {
                        actionModel.Filters.Add(new ModelInvalidWrapperFilter(_responseWrapper, _loggerFactory));
                    }
                }
                continue;
            }
            foreach (var actionModel in controllerModel.Actions)
            {
                if (!_suppressModelInvalidWrapper)
                {
                    actionModel.Filters.Add(new ModelInvalidWrapperFilter(_responseWrapper, _loggerFactory));
                }
                if (actionModel.Attributes.OfType<IDisableWrapperMetadata>().Any()) continue;
                actionModel.Filters.Add(new ResultWrapperFilter(_responseWrapper, _genericResponseWrapper));
                // support swagger
                AddResponseWrapperFilter(actionModel);
            }
        }
    }
    ...
}

如何让 Swagger 识别正确的响应包装

通过查阅文档可以发现，Swagger 支持在 Action 上添加 [ProducesResponseType] Filter 来显示地指定响应体类型。 我们可以通过上边的自定义 Provider 动态的添加该 Filter 来实现 Swagger 响应包装的识别。

需要注意这里我们通过 ActionModel 的 ReturnType 来取得原响应类型，并在此基础上添加到我们的包装体泛型中，因此我们需要关于 ReturnType 足够多的元数据 (metadata)，因此这里推荐返回具体的结构，而不是 IActionResult，当然 Task 这种在这里是支持的。

关键代码如下：

actionModel.Filters.Add(new ProducesResponseTypeAttribute(_genericWrapperType.MakeGenericType(type), statusCode));

禁用默认的模型验证错误包装

默认的模型验证错误是如何添加的呢，答案和 [AllowAnonymous] 类似，都是通过 ApplicationModelProvider 添加上去的，详细代码可以查看 ApiBehaviorApplicationModelProvider 类，关键代码如下：

if (!options.SuppressModelStateInvalidFilter)
{
    ActionModelConventions.Add(new InvalidModelStateFilterConvention());
}

可以看见提供了选项可以阻止默认的模型验证错误惯例，关闭后我们自定义的模型验证错误 Filter 就能生效

public static IMvcBuilder AddResponseWrapper(this IMvcBuilder mvcBuilder, Action<ResponseWrapperOptions> action)
{
    mvcBuilder.Services.Configure(action);
    mvcBuilder.ConfigureApiBehaviorOptions(options =>
    {
        options.SuppressModelStateInvalidFilter = true;
    });
    mvcBuilder.Services.TryAddEnumerable(ServiceDescriptor.Transient<IApplicationModelProvider, ResponseWrapperApplicationModelProvider>());
    return mvcBuilder;
}

使用方法以及自定义返回结构体

安装 Nuget 包

dotnet add package AspNetCore.ResponseWrapper --version 1.0.1

使用方法：

// .Net5
services.AddApiControllers().AddResponseWrapper();
// .Net6
builder.Services.AddControllers().AddResponseWrapper();

如何实现自定义响应体呢，首先自定义响应包装类，并实现上面提到的响应包装接口，并且需要提供无参的构造函数

示例代码: https://github.com/huiyuanai709/AspNetCore.ResponseWrapper/tree/main/samples/CustomResponseWrapper/ResponseWrapper

自定义响应体：

public class CustomResponseWrapper : IResponseWrapper
{
    public bool Success => Code == 0;
    public int Code { get; set; }
    public string? Message { get; set; }
    public CustomResponseWrapper()
    {
    }
    public CustomResponseWrapper(int code, string? message)
    {
        Code = code;
        Message = message;
    }
    public IResponseWrapper Ok()
    {
        return new CustomResponseWrapper(0, null);
    }
    public IResponseWrapper BusinessError(string message)
    {
        return new CustomResponseWrapper(1, message);
    }
    public IResponseWrapper ClientError(string message)
    {
        return new CustomResponseWrapper(400, message);
    }
}
public class CustomResponseWrapper<TResponse> : CustomResponseWrapper, IResponseWrapper<TResponse>
{
    public TResponse? Result { get; set; }
    public CustomResponseWrapper()
    {
    }

    public CustomResponseWrapper(int code, string? message, TResponse? result) : base(code, message)
    {
        Result = result;
    }
    public IResponseWrapper<TResponse> Ok(TResponse response)
    {
        return new CustomResponseWrapper<TResponse>(0, null, response);
    }
}

使用方法， 这里以 .Net 6 为例， .Net5 也是类似的

// .Net6
builder.Services.AddControllers().AddResponseWrapper(options =>
{
    options.ResponseWrapper = new CustomResponseWrapper.ResponseWrapper.CustomResponseWrapper();
    options.GenericResponseWrapper = new CustomResponseWrapper<object?>();
});

SourceCode && Nuget package

SourceCode: https://github.com/huiyuanai709/AspNetCore.ResponseWrapper

Nuget Package: https://www.nuget.org/packages/AspNetCore.ResponseWrapper

总结

本文介绍了 Asp.Net Core 中的通用响应包装的实现，以及如何让 Swagger 识别响应包装，由于异常处理难以做到通用和一致，本文不处理异常情况下的响应包装，读者可以自定义实现 ExceptionFilter。

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