ASP.NET Core 2.2 十九. Action参数的映射与模型绑定
阅读原文时间:2021年04月21日阅读:1

  前文说道了Action的激活,这里有个关键的操作就是Action参数的映射与模型绑定,这里即涉及到简单的string、int等类型,也包含Json等复杂类型,本文详细分享一下这一过程。(ASP.NET Core 系列目录

一、概述

  当客户端发出一个请求的时候,参数可能存在于URL中也可能是在请求的Body中,而参数类型也大不相同,可能是简单类型的参数,如字符串、整数或浮点数,也可能是复杂类型的参数,比如常见的Json、XML等,这些事怎么与目标Action的参数关联在一起并赋值的呢?

  故事依然是发生在通过路由确定了被请求的Action之后,invoker的创建与执行阶段(详见Action的执行)。

       invoker的创建阶段,创建处理方法,并根据目标Action的actionDescriptor获取到它的所有参数,分析各个参数的类型确定对应参数的绑定方法,

       invoker的执行阶段,调用处理方法,遍历参数逐一进行赋值。

        为了方便描述,创建一个测试Action如下,它有两个参数,下文以此为例进行描述。:

    public JsonResult Test(\[FromBody\]User user,string note = "FlyLolo")
    { return new JsonResult(user.Code + "|" + user.Name );
    }

二、准备阶段

   1. 创建绑定方法

 当收到请求后,由路由系统确定了被访问的目标Action是我们定义的Test方法, 这时进入invoker的创建阶段,前文说过它有一个关键属性cacheEntry是由多个对象组装而成(发生在ControllerActionInvokerCache的GetCachedResult方法中),其中一个是propertyBinderFactory:

var propertyBinderFactory = ControllerBinderDelegateProvider.CreateBinderDelegate(_parameterBinder,_modelBinderFactory,_modelMetadataProvider,actionDescriptor,_mvcOptions);

      看一下CreateBinderDelegate这个方法:

public static ControllerBinderDelegate CreateBinderDelegate(ParameterBinder parameterBinder,IModelBinderFactory modelBinderFactory,
IModelMetadataProvider modelMetadataProvider, ControllerActionDescriptor actionDescriptor, MvcOptions mvcOptions)
{ //各种验证 略

var parameterBindingInfo = GetParameterBindingInfo(modelBinderFactory,  modelMetadataProvider, actionDescriptor, mvcOptions); var propertyBindingInfo = GetPropertyBindingInfo(modelBinderFactory, modelMetadataProvider, actionDescriptor); if (parameterBindingInfo == null && propertyBindingInfo == null)
{ return null;
} return Bind; async Task Bind(ControllerContext controllerContext, object controller, Dictionary<string, object\> arguments)
{ //后文详细描述

}
}

      前文说过,invoker的创建阶段就是创建一些关键对象和一些用于执行的方法,而propertyBinderFactory 就是众多方法之中的一个,前文介绍它是一个用于参数绑定的Task,而没有详细说明,现在可以知道它被定义为一个名为Bind的Task,最终作为invoker的一部分等待被执行进行参数绑定。

    2. 为每个参数匹配Binder

      上面的CreateBinderDelegate方法创建了两个对象parameterBindingInfo 和propertyBindingInfo ,顾名思义,一个用于参数一个用于属性。看一下parameterBindingInfo 的创建:

private static BinderItem[] GetParameterBindingInfo(IModelBinderFactory modelBinderFactory,IModelMetadataProvider modelMetadataProvider,ControllerActionDescriptor actionDescriptor, MvcOptions mvcOptions)
{ var parameters = actionDescriptor.Parameters; if (parameters.Count == 0)
{ return null;
} var parameterBindingInfo = new BinderItem[parameters.Count]; for (var i = 0; i < parameters.Count; i++)
{ var parameter = parameters[i]; //略。。。 var binder = modelBinderFactory.CreateBinder(new ModelBinderFactoryContext
{
BindingInfo = parameter.BindingInfo,
Metadata = metadata,
CacheToken = parameter,
});

            parameterBindingInfo\[i\] \= new BinderItem(binder, metadata);
        } return parameterBindingInfo;
    }

 可以看到parameterBindingInfo 本质是一个BinderItem[]

    private readonly struct BinderItem
    { public BinderItem(IModelBinder modelBinder, ModelMetadata modelMetadata)
        {
            ModelBinder \= modelBinder;
            ModelMetadata \= modelMetadata;
        } public IModelBinder ModelBinder { get; } public ModelMetadata ModelMetadata { get; }
    }

通过遍历目标Action的所有参数actionDescriptor.Parameters,根据参数逐一匹配一个对应定的处理对象BinderItem。

如本例,会匹配到两个Binder:

参数 user   ===>  {Microsoft.AspNetCore.Mvc.ModelBinding.Binders.BodyModelBinder}

参数 note  ===>   {Microsoft.AspNetCore.Mvc.ModelBinding.Binders.SimpleTypeModelBinder}

这是如何匹配的呢,系统定义了一系列provider,如下图

                图一

会遍历他们分别与当前参数做匹配:

        for (var i = 0; i < \_providers.Length; i++)
        { var provider = \_providers\[i\];
            result \= provider.GetBinder(providerContext); if (result != null)
            { break;
            }
        }

同样以这两个Binder为例看一下,BodyModelBinderProvider

    public IModelBinder GetBinder(ModelBinderProviderContext context)
    { if (context == null)
        { throw new ArgumentNullException(nameof(context));
        } if (context.BindingInfo.BindingSource != null && context.BindingInfo.BindingSource.CanAcceptDataFrom(BindingSource.Body))
        { if (\_formatters.Count == 0)
            { throw new InvalidOperationException(Resources.FormatInputFormattersAreRequired( typeof(MvcOptions).FullName,
                    nameof(MvcOptions.InputFormatters), typeof(IInputFormatter).FullName));
            } return new BodyModelBinder(\_formatters, \_readerFactory, \_loggerFactory, \_options);
        } return null;
    }

BodyModelBinder的主要判断依据是BindingSource.Body  也就是user参数我们设置了[FromBody]。

同理SimpleTypeModelBinder的判断依据是 if (!context.Metadata.IsComplexType) 。

找到对应的provider后,则会由该provider来new 一个 ModelBinder返回,也就有了上文的BodyModelBinder和SimpleTypeModelBinder。

小结:至此前期准备工作已经完成,这里创建了三个重要的对象:

1. Task Bind() ,用于绑定的方法,并被封装到了invoker内的CacheEntry中。

2. parameterBindingInfo :本质是一个BinderItem[],其中的BinderItem数量与Action的参数数量相同。

3. propertyBindingInfo:类似parameterBindingInfo, 用于属性绑定,下面详细介绍。

 

                  图二

三、执行阶段

  从上一节的小结可以猜到,执行阶段就是调用Bind方法,利用创建的parameterBindingInfo和propertyBindingInfo将请求发送来的参数处理后赋值给Action对应的参数。

  同样,这个阶段发生在invoker(即ControllerActionInvoker)的InvokeAsync()阶段,当调用到它的Next方法的时候,首先第一步State为ActionBegin的时候就会调用BindArgumentsAsync()方法,如下

    private Task Next(ref State next, ref Scope scope, ref object state, ref bool isCompleted)
    { switch (next)
        { case State.ActionBegin:
                {

//略。。。 _arguments = new Dictionary<string, object>(StringComparer.OrdinalIgnoreCase); var task = BindArgumentsAsync(); }

而BindArgumentsAsync()方法会调用上一节创建的_cacheEntry.ControllerBinderDelegate,也就是Task Bind() 方法

    private Task BindArgumentsAsync()
    { // 略。。。 return \_cacheEntry.ControllerBinderDelegate(\_controllerContext, \_instance, \_arguments);
    }

上一节略了,现在详细看一下这个方法,

async Task Bind(ControllerContext controllerContext, object controller, Dictionary<string, object> arguments)
{ var valueProvider = await CompositeValueProvider.CreateAsync(controllerContext); var parameters = actionDescriptor.Parameters; for (var i = 0; i < parameters.Count; i++) //遍历参数集和,逐一处理
{ var parameter = parameters[i]; var bindingInfo = parameterBindingInfo[i]; var modelMetadata = bindingInfo.ModelMetadata; if (!modelMetadata.IsBindingAllowed)
{ continue;
} var result = await parameterBinder.BindModelAsync(
controllerContext,
bindingInfo.ModelBinder,
valueProvider,
parameter,
modelMetadata,
value: null); if (result.IsModelSet)
{
arguments[parameter.Name] = result.Model;
}
} var properties = actionDescriptor.BoundProperties; for (var i = 0; i < properties.Count; i++) //略
}

  主体就是两个for循环,分别用于处理参数和属性,依然是以参数处理为例说明。 

  依然是先获取到Action所有的参数,然后进入for循环进行遍历,通过parameterBindingInfo[i]获取到参数对应的BinderItem,这些都准备好后调用parameterBinder.BindModelAsync()方法进行参数处理和赋值。注意这里传入了 bindingInfo.ModelBinder ,在parameterBinder中会调用传入的modelBinder的BindModelAsync方法

modelBinder.BindModelAsync(modelBindingContext);

而这个modelBinder是根据参数匹配的,也就是到现在已经将被处理对象交给了上文的BodyModelBinder、SimpleTypeModelBinder等具体的ModelBinder了。

 以BodyModelBinder为例:

public async Task BindModelAsync(ModelBindingContext bindingContext)
{
//略。。。 var formatterContext = new InputFormatterContext(httpContext,modelBindingKey,bindingContext.ModelState, bindingContext.ModelMetadata, _readerFactory, allowEmptyInputInModelBinding); var formatter = (IInputFormatter)null; for (var i = 0; i < _formatters.Count; i++)
{ if (_formatters[i].CanRead(formatterContext))
{
formatter = _formatters[i];
_logger?.InputFormatterSelected(formatter, formatterContext); break;
} else {
_logger?.InputFormatterRejected(_formatters[i], formatterContext);
}
}

var result = await formatter.ReadAsync(formatterContext);

//略。。。

}

       部分代码已省略,剩余部分可以看到,这里像上文匹配provider一样,会遍历一个名为_formatters的集和,通过子项的CanRead方法来确定是否可以处理这样的formatterContext。若可以,则调用该formatter的ReadAsync()方法进行处理。这个_formatters集和默认有两个Formatter, Microsoft.AspNetCore.Mvc.Formatters.JsonPatchInputFormatter} 和  Microsoft.AspNetCore.Mvc.Formatters.JsonInputFormatter , JsonPatchInputFormatter的判断逻辑是这样的

        if (!typeof(IJsonPatchDocument).GetTypeInfo().IsAssignableFrom(modelTypeInfo) ||
            !modelTypeInfo.IsGenericType)
        { return false;
        }

  它会判断请求的类型是否为IJsonPatchDocument,JsonPatch见本文后面的备注,回到本例,我们经常情况遇到的还是用JsonInputFormatter,此处它会被匹配到。它继承自TextInputFormatter , TextInputFormatter 又继承自 InputFormatter,JsonInputFormatter未重写CanRead方法,采用InputFormatter的CanRead方法。

    public virtual bool CanRead(InputFormatterContext context)
    { if (SupportedMediaTypes.Count == 0)
        { var message = Resources.FormatFormatter\_NoMediaTypes(GetType().FullName, nameof(SupportedMediaTypes)); throw new InvalidOperationException(message);
        } if (!CanReadType(context.ModelType))
        { return false;
        } var contentType = context.HttpContext.Request.ContentType; if (string.IsNullOrEmpty(contentType))
        { return false;
        }
        return IsSubsetOfAnySupportedContentType(contentType);
    }

  例如要求ContentType不能为空。本例参数为 [FromBody]User user ,并标识了 content-type: application/json ,通过CanRead验证后,

public override async Task ReadRequestBodyAsync(InputFormatterContext context,Encoding encoding)
{
//略。。。。using (var streamReader = context.ReaderFactory(request.Body, encoding))
{ using (var jsonReader = new JsonTextReader(streamReader))
{
jsonReader.ArrayPool = _charPool;
jsonReader.CloseInput = false;
//略。。var type = context.ModelType; var jsonSerializer = CreateJsonSerializer();
jsonSerializer.Error += ErrorHandler; object model; try {
model = jsonSerializer.Deserialize(jsonReader, type);
}
//略。。。 }
}
}

  可以看到此处就是将收到的请求的内容Deserialize,获取到一个model返回。此处的jsonSerializer是 Newtonsoft.Json.JsonSerializer ,系统默认采用的json处理组件是Newtonsoft。model返回后,被赋值给对应的参数,至此赋值完毕。

小结:本阶段的工作是获取请求参数的值并赋值给Action的对应参数的过程。由于参数不同,会分配到一些不同的处理方法中处理。例如本例涉及到的provider(图一)、不同的ModelBinder(BodyModelBinder和SimpleTypeModelBinder)、不同的Formatter等等,实际项目中还会遇到其他的类型,这里不再赘述。

而文中有两个需要单独说明的,在后面的小节里说一下。

四、propertyBindingInfo

 上文提到了但没有介绍,它主要用于处理Controller的属性的赋值,例如:

public class FlyLoloController : Controller
{
    \[ModelBinder\] public string Key { get; set; }

有一个属性Key被标记为[ModelBinder],它会在Action被请求的时候,像给参数赋值一样赋值,处理方式也类似,不再描述。

五、JsonPatch

上文中提到了JsonPatchInputFormatter,简要说一下JsonPatch,可以理解为操作json的文档,比如上文的User类是这样的:

public class User
{
    public string Code { get; set; }
    public string Name { get; set; }  
    //other ...
}

  现在我只想修改它的Name属性,默认情况下我仍然会需要提交这样的json

{"Code":"001","Name":"张三", ………}

  这不科学,从省流量的角度来说也觉得太多了,用JsonPatch可以这样写

[
{ "op" : "replace", "path" : "/Name", "value" : "张三" }
]

转载于:https://www.cnblogs.com/FlyLolo/p/ASPNETCore2_19.html