ASP.NET-Core-Web-API-Best-Practices-Guide

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ASP.NET-Core-Web-API-Best-Practices-Guide

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🚀 ASP.NET Core Web API 最佳实践指南

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# 🚀 ASP.NET Core Web API 最佳实践指南

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> 🤝 **Contributions Welcome**: 如果你也有好的建议和实践，欢迎提交 PR

</div>

---

## 📋 目录

- [🎯 介绍](#-介绍)
- [🏗️ 项目架构](#️-项目架构)
  - [Startup 类和服务配置](#startup-类和服务配置)
  - [项目组织](#项目组织)
  - [基于环境的设置](#基于环境的设置)
- [💾 数据访问](#-数据访问)
  - [数据访问层](#数据访问层)
- [🎮 控制器设计](#-控制器设计)
  - [控制器最佳实践](#控制器最佳实践)
  - [处理全局异常](#处理全局异常)
  - [使用过滤器移除重复代码](#使用过滤器移除重复代码)
- [🛣️ 路由和配置](#️-路由和配置)
  - [路由设计](#路由设计)
  - [Microsoft.AspNetCore.App 元包](#microsoftaspnetcoreapp-元包)
- [🔐 安全与认证](#-安全与认证)
  - [使用 JWT](#使用-jwt)
  - [使用 Basic Authentication](#使用-basic-authentication)
  - [加密处理](#加密处理)
- [📝 日志和监控](#-日志和监控)
  - [日志记录](#日志记录)
- [🔄 内容协商](#-内容协商)
- [🔧 实用工具](#-实用工具)
  - [短地址算法](#短地址算法)
  - [后台服务](#后台服务)
  - [输入验证](#输入验证)
  - [缩略图处理](#缩略图处理)
  - [配置文件读取](#配置文件读取)
  - [集成测试](#集成测试)
  - [Swagger UI 配置](#swagger-ui-配置)
  - [SyndicationFeed](#syndicationfeed)
  - [MultipartFormDataContent](#multipartformdatacontent)
  - [NewtonsoftJson 配置](#newtonsoftjson-配置)
- [📚 总结](#-总结)

---

## 🎯 介绍

当我们编写一个项目的时候，我们的主要目标是使它能如期运行，并尽可能地满足所有用户需求。

但是，你难道不认为创建一个能正常工作的项目还不够吗？同时这个项目不应该也是**可维护**和**可读**的吗？

事实证明，我们需要把更多的关注点放到我们项目的可读性和可维护性上。这背后的主要原因是我们或许不是这个项目的唯一编写者。一旦我们完成后，其他人也极有可能会加入到这里面来。

因此，我们应该把关注点放到哪里呢？

在这一份指南中，关于开发 .NET Core Web API 项目，我们将叙述一些我们认为会是最佳实践的方式。进而让我们的项目变得更好和更加具有可维护性。

现在，让我们开始想一些可以应用到 ASP.NET Web API 项目中的一些最佳实践。

---

## 🏗️ 项目架构

### Startup 类和服务配置

> **STARTUP CLASS AND THE SERVICE CONFIGURATION**

在 `Startup` 类中，有两个方法：`ConfigureServices` 是用于服务注册，`Configure` 方法是向应用程序的请求管道中添加中间件。

因此，最好的方式是保持 `ConfigureServices` 方法简洁，并且尽可能地具有可读性。当然，我们需要在该方法内部编写代码来注册服务，但是我们可以通过使用 **扩展方法** 来让我们的代码更加地可读和可维护。

#### ❌ 不好的方式

```csharp
public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
{
    services.AddCors(options =>
    {
        options.AddPolicy("CorsPolicy", builder => builder.AllowAnyOrigin()
            .AllowAnyMethod()
            .AllowAnyHeader()
            .AllowCredentials());
    });
}
```

#### ✅ 推荐的方式

```csharp
public static class ServiceExtensions
{
    public static void ConfigureCors(this IServiceCollection services)
    {
        services.AddCors(options =>
        {
            options.AddPolicy("CorsPolicy", builder => builder.AllowAnyOrigin()
                .AllowAnyMethod()
                .AllowAnyHeader()
                .AllowCredentials());
        });
    }
}
```

然后在 `Startup` 类中简洁调用：

```csharp
public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
{
    services.ConfigureCors();
}
```

> 💡 **了解更多**: [.NET Core Project Configuration](https://code-maze.com/net-core-web-development-part2/)

### 项目组织

> **PROJECT ORGANIZATION**

我们应该尝试将我们的应用程序拆分为多个小项目。通过这种方式，我们可以获得最佳的项目组织方式，并能将关注点分离（SoC）。我们的实体、契约、访问数据库操作、记录信息或者发送邮件的业务逻辑应该始终放在单独的 .NET Core 类库项目中。

应用程序中的每个小项目都应该包含多个文件夹用来组织业务逻辑。

#### 📁 推荐的项目结构

![Project-Structure](https://raw.githubusercontent.com/hippieZhou/ASP.NET-Core-Web-API-Best-Practices-Guide/master/images/01-Project-Structure.png)

</div>

### 基于环境的设置

> **ENVIRONMENT BASED SETTINGS**

当我们开发应用程序时，它处于开发环境。但是一旦我们发布之后，它将处于生产环境。因此，将每个环境进行隔离配置往往是一种好的实践方式。

在 .NET Core 中，这一点很容易实现。

#### 🔧 开发环境配置

![Appsettings-development](https://raw.githubusercontent.com/hippieZhou/ASP.NET-Core-Web-API-Best-Practices-Guide/master/images/02-Appsettings-development.png)

</div>

#### 🚀 生产环境配置

![Appsettings-production.png](https://raw.githubusercontent.com/hippieZhou/ASP.NET-Core-Web-API-Best-Practices-Guide/master/images/03-Appsettings-production.png)

</div>

> 💡 **了解更多**: [Multiple Environments in ASP.NET Core](https://docs.microsoft.com/en-us/aspnet/core/fundamentals/environments?view=aspnetcore-3.0)

---

## 💾 数据访问

### 数据访问层

> **DATA ACCESS LAYER**

在一些不同的示例教程中，我们可能看到 DAL 的实现在主项目中，并且每个控制器中都有实例。我们不建议这么做。

当我们编写 DAL 时，我们应该将其作为一个独立的服务来创建。在 .NET Core 项目中，这一点很重要，因为当我们将 DAL 作为一个独立的服务时，我们就可以将其直接注入到 IOC（控制反转）容器中。

#### ✅ 推荐的实现方式

```csharp
public class OwnerController: Controller
{
    private readonly IRepository _repository;
    public OwnerController(IRepository repository)
    {
        _repository = repository;
    }
}
```

---

## 🎮 控制器设计

### 控制器最佳实践

> **CONTROLLERS**

控制器应该始终尽量保持整洁。我们不应该将任何业务逻辑放置于内。

因此，我们的控制器应该通过构造函数注入的方式接收服务实例，并组织 HTTP 的操作方法（GET，POST，PUT，DELETE，PATCH...）:

#### 📝 控制器示例

```csharp
public class OwnerController : Controller
{
    private readonly ILoggerManager _logger;
    private readonly IRepository _repository;

public OwnerController(ILoggerManager logger, IRepository repository)
    {
        _logger = logger;
        _repository = repository;
    }

[HttpGet]
    public IActionResult GetAllOwners()
    {
        // Implementation
    }

[HttpGet("{id}", Name = "OwnerById")]
    public IActionResult GetOwnerById(Guid id)
    {
        // Implementation
    }

[HttpGet("{id}/account")]
    public IActionResult GetOwnerWithDetails(Guid id)
    {
        // Implementation
    }

[HttpPost]
    public IActionResult CreateOwner([FromBody]Owner owner)
    {
        // Implementation
    }

[HttpPut("{id}")]
    public IActionResult UpdateOwner(Guid id, [FromBody]Owner owner)
    {
        // Implementation
    }

[HttpDelete("{id}")]
    public IActionResult DeleteOwner(Guid id)
    {
        // Implementation
    }
}
```

#### 🎯 Action 方法最佳实践

我们的 Action 应该尽量保持简洁，它们的职责应该包括处理 HTTP 请求，验证模型，捕捉异常和返回响应。

```csharp
[HttpPost]
public IActionResult CreateOwner([FromBody]Owner owner)
{
    try
    {
        if (owner.IsObjectNull())
        {
            return BadRequest("Owner object is null");
        }
        if (!ModelState.IsValid)
        {
            return BadRequest("Invalid model object");
        }
        _repository.Owner.CreateOwner(owner);
        return CreatedAtRoute("OwnerById", new { id = owner.Id }, owner);
    }
    catch (Exception ex)
    {
        _logger.LogError($"Something went wrong inside the CreateOwner action: { ex} ");
        return StatusCode(500, "Internal server error");
    }
}
```

#### 📊 常用返回方法

| 方法                                                 | 状态码 | 说明         |
| ---------------------------------------------------- | ------ | ------------ |
| `OK()`                                               | 200    | 成功返回     |
| `NotFound()`                                         | 404    | 资源未找到   |
| `BadRequest()`                                       | 400    | 请求错误     |
| `NoContent()`                                        | 204    | 无内容       |
| `Created()`, `CreatedAtRoute()`, `CreatedAtAction()` | 201    | 创建成功     |
| `Unauthorized()`                                     | 401    | 未授权       |
| `Forbid()`                                           | 403    | 禁止访问     |
| `StatusCode()`                                       | 自定义 | 自定义状态码 |

### 处理全局异常

> **HANDLING ERRORS GLOBALLY**

在上面的示例中，我们的 action 内部有一个 `try-catch` 代码块。这一点很重要，我们需要在我们的 action 方法体中处理所有的异常（包括未处理的）。一些开发者在 action 中使用 `try-catch` 代码块，这种方式明显没有任何问题。但我们希望 action 尽量保持简洁。因此，从我们的 action 中删除 `try-catch` ,并将其放在一个集中的地方会是一种更好的方式。

#### 🔧 全局异常处理中间件

```csharp
public void Configure(IApplicationBuilder app, IWebHostEnvironment env)
{
    app.UseExceptionHandler(config =>
    {
        config.Run(async context =>
        {
            context.Response.StatusCode = StatusCodes.Status500InternalServerError;
            context.Response.ContentType = "application/json";

var error = context.Features.Get<IExceptionHandlerFeature>();
            var ex = error?.Error;
            await context.Response.WriteAsync(new ErrorModel
            {
                StatusCode = StatusCodes.Status500InternalServerError,
                ErrorMessage = ex?.Message
            }.ToString());
        });
    });

app.UseRouting();

app.UseEndpoints(endpoints =>
    {
        endpoints.MapControllers();
    });
}
```

#### 🛠️ 自定义异常中间件

```csharp
public class CustomExceptionMiddleware
{
    private readonly RequestDelegate _next;
    private readonly ILogger<CustomExceptionMiddleware> _logger;

public CustomExceptionMiddleware(RequestDelegate next, ILogger<CustomExceptionMiddleware> logger)
    {
        _next = next;
        _logger = logger;
    }

public async Task Invoke(HttpContext httpContext)
    {
        try
        {
            await _next(httpContext);
        }
        catch (Exception ex)
        {
            _logger.LogError("Unhandled exception....", ex);
            await HandleExceptionAsync(httpContext, ex);
        }
    }

private Task HandleExceptionAsync(HttpContext httpContext, Exception ex)
    {
        //todo
        return Task.CompletedTask;
    }
}

// Extension method used to add the middleware to the HTTP request pipeline.
public static class CustomExceptionMiddlewareExtensions
{
    public static IApplicationBuilder UseCustomExceptionMiddleware(this IApplicationBuilder builder)
    {
        return builder.UseMiddleware<CustomExceptionMiddleware>();
    }
}
```

### 使用过滤器移除重复代码

> **USING ACTIONFILTERS TO REMOVE DUPLICATED CODE**

ASP.NET Core 的过滤器可以让我们在请求管道的特定状态之前或之后运行一些代码。因此如果我们的 action 中有重复验证的话，可以使用它来简化验证操作。

#### 🔍 模型验证过滤器

```csharp
public class ModelValidationAttribute : ActionFilterAttribute
{
    public override void OnActionExecuting(ActionExecutingContext context)
    {
        if (!context.ModelState.IsValid)
        {
            context.Result = new BadRequestObjectResult(context.ModelState);
        }
    }
}
```

#### ⚙️ 注册过滤器

```csharp
public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
{
    services.AddScoped<ModelValidationAttribute>();
}
```

---

## 🛣️ 路由和配置

### 路由设计

> **ROUTING**

在 .NET Core Web API 项目中，我们应该使用属性路由代替传统路由，这是因为属性路由可以帮助我们匹配路由参数名称与 Action 内的实际参数方法。另一个原因是路由参数的描述，对我们而言，一个名为 "ownerId" 的参数要比 "id" 更加具有可读性。

#### ✅ 推荐的路由方式

```csharp
[Route("api/owner")]
public class OwnerController : Controller
{
    [Route("{id}")]
    [HttpGet]
    public IActionResult GetOwnerById(Guid id)
    {
        // Implementation
    }
}
```

#### ❌ 不推荐的路由方式

```csharp
[Route("api/owner")]
public class OwnerController : Controller
{
    [HttpGet("getAllOwners")]
    public IActionResult GetAllOwners()
    {
        // Implementation
    }
    [HttpGet("getOwnerById/{id}"]
    public IActionResult GetOwnerById(Guid id)
    {
        // Implementation
    }
}
```

> 💡 **了解更多**: [Top REST API Best Practices](https://code-maze.com/top-rest-api-best-practices/)

### Microsoft.AspNetCore.App 元包

> **MICROSOFT.ASPNETCORE.APP META-PACKAGE**

> ⚠️ **注意**: 如果你使用的是 2.1 和更高版本的 ASP.NET Core。建议使用 Microsoft.AspNetCore.App 包，而不是 Microsoft.AspNetCore.All。这一切都是出于安全原因。此外，如果使用 2.1 版本创建新的 WebAPI 项目，我们将自动获取 AspNetCore.App 包，而不是 AspNetCore.All。

这个元包包含了所有 AspNetCore 的相关包，EntityFrameworkCore 包，SignalR 包（version 2.1） 和依赖框架运行的支持包。采用这种方式创建一个新项目很方便，因为我们不需要手动安装一些我们可能使用到的包。

当然，为了能使用 Microsoft.AspNetCore.App 元包，需要确保你的机器安装了 .NET Core Runtime。

---

## 🔐 安全与认证

### 使用 JWT

现如今的 Web 开发中，JSON Web Tokens (JWT) 变得越来越流行。得益于 .NET Core 内置了对 JWT 的支持，因此实现起来非常容易。JWT 是一个开发标准，它允许我们以 JSON 格式在服务端和客户端进行安全的数据传输。

#### 🔧 JWT 配置

```csharp
public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
{
    services.AddAuthentication(JwtBearerDefaults.AuthenticationScheme)
        .AddJwtBearer(options =>
        {
            options.TokenValidationParameters = new TokenValidationParameters
            {
                ValidateIssuer = true,
                ValidIssuer = _authToken.Issuer,

ValidateAudience = true,
                ValidAudience = _authToken.Audience,

ValidateIssuerSigningKey = true,
                IssuerSigningKey = new SymmetricSecurityKey(Encoding.UTF8.GetBytes(_authToken.Key)),

RequireExpirationTime = true,
                ValidateLifetime = true,

options.Events = new JwtBearerEvents
                {
                    OnAuthenticationFailed = context =>
                    {
                        context.Response.StatusCode = StatusCodes.Status401Unauthorized;
                        context.Response.ContentType = "application/json; charset=utf-8";
                        var message = env.IsDevelopment() ? context.Exception.ToString() : "An error occurred processing your authentication.";
                        var result = JsonConvert.SerializeObject(new { message });
                        return context.Response.WriteAsync(result);
                    }
                };
            };
        });
}
```

#### 🔑 创建 Token

```csharp
var securityToken = new JwtSecurityToken(
    claims: new Claim[]
    {
        new Claim(ClaimTypes.NameIdentifier,user.Id),
        new Claim(ClaimTypes.Email,user.Email)
    },
    issuer: _authToken.Issuer,
    audience: _authToken.Audience,
    notBefore: DateTime.Now,
    expires: DateTime.Now.AddDays(_authToken.Expires),
    signingCredentials: new SigningCredentials(
        new SymmetricSecurityKey(Encoding.UTF8.GetBytes(_authToken.Key)),
        SecurityAlgorithms.HmacSha256Signature));

Token = new JwtSecurityTokenHandler().WriteToken(securityToken)
```

#### 🔍 基于 Token 的用户验证

```csharp
var auth = await HttpContext.AuthenticateAsync();
var id = auth.Principal.Claims.FirstOrDefault(x => x.Type.Equals(ClaimTypes.NameIdentifier))?.Value;
```

> 💡 **了解更多**:
>
> - [Authentication with JWT in ASP.NET Core - Part 1](https://code-maze.com/authentication-aspnetcore-jwt-1/)
> - [Authentication with JWT in ASP.NET Core - Part 2](https://code-maze.com/authentication-aspnetcore-jwt-2/)

### 使用 Basic Authentication

首先，在需要进行 authentication 的 controller 上使用 `AuthorizeAttribute` 进行标注（也可以使用自定的 AuthorizeAttribute）。

#### 🔐 Basic Authentication Handler

```csharp
public class BasicAuthenticationHandler : AuthenticationHandler<AuthenticationSchemeOptions>
{
    public BasicAuthenticationHandler(
        IOptionsMonitor<AuthenticationSchemeOptions> options,
        ILoggerFactory logger,
        UrlEncoder encoder,
        ISystemClock clock) : base(options, logger, encoder, clock)
    {
    }

protected override async Task<AuthenticateResult> HandleAuthenticateAsync()
    {
        await Task.Yield();

// skip authentication if endpoint has [AuthorizeAttribute] attribute
        var endpoint = Context.GetEndpoint();
        if (endpoint?.Metadata?.GetMetadata<AuthorizeAttribute>() == null)
            return AuthenticateResult.NoResult();

if (!Request.Headers.ContainsKey("Authorization"))
            return AuthenticateResult.Fail("Missing Authorization Header");

IUser user;
        try
        {
            user = ExtractUserNameAndPassword();
        }
        catch (Exception e)
        {
            Logger.LogError(e, "Invalid Authorization Header");
            return AuthenticateResult.Fail("Invalid Authorization Header");
        }

if (user == null)
            return AuthenticateResult.Fail("Invalid Username or Password");

var principal = new ClaimsPrincipal(new GenericPrincipal(new GenericIdentity(user.Identity), user.Roles));
        var ticket = new AuthenticationTicket(principal, Scheme.Name);

return AuthenticateResult.Success(ticket);
    }

private IUser ExtractUserNameAndPassword()
    {
        var authHeader = AuthenticationHeaderValue.Parse(Request.Headers["Authorization"]);
        var credentialBytes = Convert.FromBase64String(authHeader.Parameter!);
        var credentials = Encoding.UTF8.GetString(credentialBytes).Split(new[] { ':' }, 2);
        var username = credentials[0];
        var password = credentials[1];

var repository = new ServiceUserRepository();
        return repository.Authenticate(username, password, out _);
    }
}
```

#### ⚙️ 注册 Basic Authentication

```csharp
builder.Services
    .AddAuthentication("BasicAuthentication")
    .AddScheme<AuthenticationSchemeOptions, BasicAuthenticationHandler>("BasicAuthentication", null);

// 在 Swagger 中集成 Basic Authentication
builder.Services.AddSwaggerGen(config =>
{
    config.CustomSchemaIds(x => x.FullName);
    var basicSecurityScheme = new OpenApiSecurityScheme
    {
        Type = SecuritySchemeType.Http,
        Scheme = "basic",
        Reference = new OpenApiReference { Id = "BasicAuth", Type = ReferenceType.SecurityScheme }
    };
    config.AddSecurityDefinition(basicSecurityScheme.Reference.Id, basicSecurityScheme);
    config.AddSecurityRequirement(new OpenApiSecurityRequirement
    {
        { basicSecurityScheme, Array.Empty<string>() }
    });
});

app.UseAuthentication();
app.UseAuthorization();
```

### 加密处理

> **CRYPTOHELPER**

我们不会建议将密码以明文形式存储到数据库中。出于安全原因，我们需要对其进行哈希处理。这超出了本指南的内容范围。互联网上有大量哈希算法，其中不乏一些不错的方法来将密码进行哈希处理。

但是如果需要为 .NET Core 的应用程序提供易于使用的加密类库，CryptoHelper 是一个不错的选择。

#### 🔐 密码哈希示例

```csharp
using CryptoHelper;

// Hash a password
public string HashPassword(string password)
{
    return Crypto.HashPassword(password);
}

// Verify the password hash against the given password
public bool VerifyPassword(string hash, string password)
{
    return Crypto.VerifyHashedPassword(hash, password);
}
```

---

## 📝 日志和监控

### 日志记录

> **LOGGING**

如果我们打算将我们的应用程序发布到生产环境，我们应该在合适的位置添加一个日志记录机制。在生产环境中记录日志对于我们梳理应用程序的运行很有帮助。

.NET Core 通过继承 `ILogger` 接口实现了它自己的日志记录。通过借助依赖注入机制，它可以很容易地使用。

#### 📊 日志使用示例

```csharp
public class TestController: Controller
{
    private readonly ILogger _logger;
    public TestController(ILogger<TestController> logger)
    {
        _logger = logger;
    }
}
```

然后，在我们的 action 中，我们可以通过使用 `_logger` 对象借助不同的日志级别来记录日志。

.NET Core 支持使用于各种日志记录的 Provider。因此，我们可能会在项目中使用不同的 Provider 来实现我们的日志逻辑。

#### 🔧 推荐的日志库

- **NLog**: 一个很不错的可以用于我们自定义的日志逻辑类库，它极具扩展性。支持结构化日志，且易于配置。我们可以将信息记录到控制台，文件甚至是数据库中。
- **Serilog**: 也是一个很不错的类库，它适用于 .NET Core 内置的日志系统。

> 💡 **了解更多**: [.NET Core series – Logging With NLog](https://code-maze.com/net-core-web-development-part3/)

---

## 🔄 内容协商

> **CONTENT NEGOTIATION**

默认情况下，.NET Core Web API 会返回 JSON 格式的结果。大多数情况下，这是我们所希望的。

但是如果客户希望我们的 Web API 返回其它的响应格式，例如 XML 格式呢？

为了解决这个问题，我们需要进行服务端配置，用于按需格式化我们的响应结果：

#### 🔧 内容协商配置

```csharp
public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
{
    services.AddControllers().AddXmlDataContractSerializerFormatters();
}
```

但有时客户端会请求一个我们 Web API 不支持的格式，因此最好的实践方式是对于未经处理的请求格式统一返回 406 状态码。这种方式也同样能在 ConfigureServices 方法中进行简单配置：

```csharp
public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
{
    services.AddControllers(options => options.ReturnHttpNotAcceptable = true).AddXmlDataContractSerializerFormatters();
}
```

我们也可以创建我们自己的格式化规则。

> 💡 **了解更多**: [Content Negotiation in .NET Core](https://code-maze.com/content-negotiation-dotnet-core/)

---

## 🔧 实用工具

### 短地址算法

> **Creating a Url Shortener Service**

如果你想通过 .NET Core 来构建短地址服务，那么这里有一个比较不错的生成算法推荐给你：

```csharp
public static string GenerateShortUrl()
{
    string urlsafe = string.Empty;
    Enumerable.Range(48, 75)
        .Where(i => i < 58 || i > 64 && i < 91 || i > 96)
        .OrderBy(o => new Random().Next())
        .ToList()
        .ForEach(i => urlsafe += Convert.ToChar(i));
    string token = urlsafe.Substring(new Random().Next(0, urlsafe.Length), new Random().Next(2, 6));

return token;
}
```

> 💡 **了解更多**: [Creating a Url Shortener Service From Scratch with .Net Core 3.0](https://blog.usejournal.com/creating-a-url-shortener-service-from-scratch-with-net-core-e8ebacad12c1)

### 后台服务

> **BACKGROUNDSERVICE**

得益于 Asp.Net Core 框架的优越性，我们可以不需要安装任何外部依赖库就可以轻易实现一个功能强大且能长期运行的后台服务。

#### 🔄 后台服务实现

```csharp
public class NotificationService : BackgroundService
{
    private readonly NotificationSettings _settings;
    private readonly ILogger<NotificationService> _logger;

public NotificationService(IOptions<NotificationSettings> settings, ILogger<NotificationService> logger)
    {
        _settings = settings.Value;
        _logger = logger;
    }

protected override async Task ExecuteAsync(CancellationToken stoppingToken)
    {
        _logger.LogDebug($"GracePeriodManagerService is starting.");

stoppingToken.Register(() => _logger.LogDebug($" GracePeriod background task is stopping."));

while (!stoppingToken.IsCancellationRequested)
        {
            _logger.LogDebug("{0},GracePeriod task doing background work.", new[] { DateTime.Now });

// do what you want

await Task.Delay(_settings.CheckUpdateTime, stoppingToken);
        }
    }
}
```

#### ⚙️ 注册后台服务

```csharp
public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
{
    services.Configure<NotificationSettings>(Configuration.GetSection(nameof(NotificationSettings)));
    services.AddHostedService<NotificationService>();
}
```

#### 🛑 优雅关闭配置

```csharp
public static IHostBuilder CreateHostBuilder(string[] args) =>
    Host.CreateDefaultBuilder(args)
        .ConfigureWebHostDefaults(webBuilder =>
        {
            webBuilder.UseShutdownTimeout(TimeSpan.FromSeconds(5));
            webBuilder.UseStartup<Startup>();
        });
```

> ⚠️ **注意**: 如果我们在构造函数注入的对象具有一定的作用域，这个时候直接注入该对象会发生 `InvalidOperationException` 的异常，此时建议通过注入 `IServiceScopeFactory` 对象来创建作用域从而间接获取目标对象。

> 💡 **了解更多**: [Background tasks with hosted services in ASP.NET Core](https://docs.microsoft.com/en-us/aspnet/core/fundamentals/host/hosted-services?view=aspnetcore-3.1&tabs=visual-studio)

### 输入验证

资源的输入验证可以采用多种方式，目前主要要如下方式：

- **属性级别**: Data Annotations
- **属性和对象级别**: IValidatableObject, ValidationAttribute

#### ✅ 验证示例

```csharp
public abstract class ModelResource : IValidatableObject
{
    [Display(Name = "名")]
    [Required(ErrorMessage = "{0} 是必填项")]
    [MaxLength(50, ErrorMessage = "{0} 的长度不能超过{1}")]
    public string FirstName { get; set; }

[Display(Name = "姓")]
    [Required(ErrorMessage = "{0} 是必填项")]
    [MaxLength(50, ErrorMessage = "{0} 的长度不能超过{1}")]
    public string LastName { get; set; }

public IEnumerable<ValidationResult> Validate(ValidationContext validationContext)
    {
        if (FirstName == LastName)
        {
            yield return new ValidationResult("姓和名不能一样", new[] { nameof(FirstName), nameof(LastName) });
        }
    }
}

public class CustomValidationAttribute:ValidationAttribute
{
    protected override ValidationResult IsValid(object value, ValidationContext validationContext)
    {
        var model = (ModelResource)validationContext.ObjectInstance;

if (model.LastName == model.FirstName)
        {
            return new ValidationResult(ErrorMessage, new[] { nameof(ModelResource) });
        }
        return ValidationResult.Success;
    }
}
```

> 💡 **了解更多**: [Model validation in ASP.NET Core MVC and Razor Pages](https://docs.microsoft.com/en-us/aspnet/core/mvc/models/validation?view=aspnetcore-3.1)

### 缩略图处理

如果你想创建指定图片的缩略图，可以尝试用于 [System.Drawing.Common](https://github.com/dotnet/corefx) 来解决，示例代码如下所示：

#### 🖼️ 图片缩略图

```csharp
Image image = Image.FromFile(sourceFile);
Image thumb = image.GetThumbnailImage(300, 250, () => false, IntPtr.Zero);
thumb.Save(thumbFile);
```

> ⚠️ **注意**: 如果在 Linux 上运行，需要提前安装 _libgdiplus_ 库：`apt install libgdiplus`

#### 🎬 视频缩略图

如果想创建视频文件的缩略图，可以尝试使用 [Xabe.FFmpeg](https://xabe.net/product/xabe_ffmpeg/) 来解决，示例代码如下所示：

```csharp
await Conversion.Snapshot(sourceFile, thumbFile, TimeSpan.FromSeconds(0)).Start();
```

> ⚠️ **注意**: 如果在 Linux 上运行，需要提前安装 _ffmpeg_ 库：`apt install ffmpeg`

### 配置文件读取

在 .NET 应用程序中，`app.config` 是一个特殊文件，它会在程序编译后自动转换为主程序同名的 `xxx.dll.config` 文件。我们可以通过使用 `System.Configuration.ConfigurationManager` 来读取其中内容。

为了能正常读取，我们需要确保将该文件的 `build action` 设置为 `Content`, `copy to output directory` 设置为 `Copy if newer/Copy always`。

在非主程序类型的项目中如果想读取该文件，我们需要在对应的 `xxx.csproj` 中添加如下配置：

```xml
<Target Name="CopyCustomContent" AfterTargets="AfterBuild">
  <Copy SourceFiles="app.config" DestinationFiles="$(OutDir)\ReSharperTestRunner.dll.config" />
  <Copy SourceFiles="app.config" DestinationFiles="$(OutDir)\testhost.dll.config" />
</Target>
```

> 💡 **了解更多**: [ConfigurationManager doesn't find config file with "dotnet test"](https://github.com/dotnet/runtime/issues/22720)

### 集成测试

如果我们现在集成测试中新增接口用于测试应用程序的一些全局性配置是否正确，可以考虑使用 `ApplicationParts` 方式来解决这个问题。

#### 🧪 测试控制器示例

```csharp
public class PayloadTestController : ApiController
{
    [HttpPost("test")]
    public IActionResult Process([FromBody] Person person)
    {
        return Ok(person);
    }
}

client = new ApiTestFactory<Program>()
    .WithWebHostBuilder(builder =>
    {
        builder.ConfigureServices(services =>
        {
            var partManager = (ApplicationPartManager)services
                .Last(descriptor => descriptor.ServiceType == typeof(ApplicationPartManager))
                .ImplementationInstance
            partManager.ApplicationParts.Add(new AssemblyPart(Assembly.GetAssembly(type(PayloadTestController))));
        });
    }).CreateClient();
```

### Swagger UI 配置

如果我们的后端应用集成了 `SwaggerUI` 的话，如果接口参数包含 `/` 时会被自动转义，这种行为和实际的接口请求不一致，为了解决这个问题，我们可以在 `Program.cs` 中使用如下配置：

```csharp
if (app.Environment.IsDevelopment())
{
    app.UseSwagger();
    app.UseSwaggerUI(options =>
    {
        var request = "(request) => { console.log(request); request.url = decodeURIComponent(request.url); return request; }";
        options.UseRequestInterceptor(request);
    });
}
```

> 💡 **了解更多**: [Prevent escaping html in path params?](https://github.com/swagger-api/swagger-ui/issues/1637)

### SyndicationFeed

#### 📝 写入 SyndicationFeed

```csharp
private static string Format(SyndicationFeed value)
{
    var settings = new XmlWriterSettings
    {
        Encoding = Encoding.UTF8,
        NewLineHandling = NewLineHandling.Entitize,
        NewLineOnAttributes = true,
    };
    using var stream = new MemoryStream();
    using var xmlWriter = XmlWriter.Create(stream, settings);
    var rssFormatter = new Atom10FeedFormatter(value);
    rssFormatter.WriteTo(xmlWriter);
    xmlWriter.Flush();
    return Encoding.UTF8.GetString(stream.ToArray());
}

return Content(Format(feed), "application/atom+xml", Encoding.UTF8);
```

#### 📖 读取 SyndicationFeed

```csharp
private static SyndicationFeed ReadAsSyndicationFeed(ContentResult result)
{
    var respBody = result.Content;
    if (respBody == null)
        return null;
    var bytes = Encoding.UTF8.GetBytes(respBody);
    using var stream = new MemoryStream(bytes);
    using var xmlReader = XmlReader.Create(stream);
    var formatter = new Atom10FeedFormatter();
    formatter.ReadFrom(xmlReader);
    return formatter.Feed;
}
```

### MultipartFormDataContent

在 .NET Core 中，如果想对 MultipartFormDataContent 类型的数据进行处理，可以参考如下方式

#### 📤 写入 MultipartFormDataContent

```csharp
using var memoryStream = new MemoryStream();
using (var archive = new ZipArchive(memoryStream, ZipArchiveMode.Create, true))
{
    var demoFile = archive.CreateEntry("foo.txt");

await using (var entryStream = demoFile.Open())
    await using (var streamWriter = new StreamWriter(entryStream))
    {
        await streamWriter.WriteAsync("Bar!");
    }
}

using var multipartContent = new MultipartFormDataContent();
multipartContent.Add(new StreamContent(memoryStream), "zipArchive", "test.zip");
multipartContent.Add(new StringContent("hello world", Encoding.UTF8, MediaTypeNames.Text.Plain), "content");

var request = new HttpRequestMessage(HttpMethod.Post, requestUri);
request.Content = multipartContent;
var response = await httpClient.SendAsync(request);
```

#### 📥 读取 MultipartFormDataContent

```csharp
var dic = new Dictionary<string, object>();
var form = HttpContext.Request.Form;
var file = form.Files.FirstOrDefault(x => string.Equals(x.Name, "zipArchive"));
if (file != null)
{
    dic.Add("zipArchive", new ZipArchive(file.OpenReadStream()));
}

var firstName = form.FirstOrDefault(x => string.Equals(x.Key, "content", StringComparison.CurrentCultureIgnoreCase));
if (firstName.Key != null)
{
    dic.Add("content", firstName.Value);
}
```

### NewtonsoftJson 配置

由于 `.NET WebAPI` 和 `.NET Core API` 在处理请求时的 ModelBinder 逻辑有些差异（当类型不匹配时，.NET WebAPI 会兼容处理，但是在 .NET Core 中就会显示类型不匹配的问题）。当我们的接口是从 FX 迁移到 .NET Core 时，就需要考虑这种场景，可以添加如下配置，确保迁移过来的接口参数处理逻辑保持不变：

```csharp
services.AddControllers(options =>
{
    options.OutputFormatters.RemoveType<StringOutputFormatter>();
    options.OutputFormatters.RemoveType<HttpNoContentOutputFormatter>();
}).AddNewtonsoftJson(options =>
{
    #region this can be removed after upgrading to .NET 7
    const string enableSkipHandledError = "Microsoft.AspNetCore.Mvc.NewtonsoftJson.EnableSkipHandledError";
    AppContext.SetSwitch(enableSkipHandledError, true);
    #endregion

options.SerializerSettings.Error += (sender, args) =>
    {
        var errorCtx = args.ErrorContext.Error;
        LogManager.GetLogger(nameof(Program)).Log(LogLevel.Error, errorCtx, $"can not process request body with incorrect type:{errorCtx.Message}");
        args.ErrorContext.Handled = true;
    };
    options.AddSerializerSettings();
});
```

> 💡 **了解更多**: [NewtonsoftJson issue](https://github.com/dotnet/aspnetcore/issues/37323)

---

## 📚 总结

在这份指南中，我们的主要目的是让你熟悉关于使用 .NET Core 开发 web API 项目时的一些最佳实践。这里面的部分内容在其它框架中也同样适用。因此，熟练掌握它们很有用。

非常感谢你能阅读这份指南，希望它能对你有所帮助。

---

### 🤝 贡献

欢迎提交 Issue 和 Pull Request 来改进这个指南！

### 📄 许可证

本项目采用 [MIT 许可证](LICENSE)。

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