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通过 ApiExplorer 为 Swagger 提供 MVC 扩展

AI 摘要
文章讲述了作者因为 Jekins 项目模板不支持多项目解决方案而妥协使用混合技术栈的单一项目,并在项目中引入 Swagger 生成 API 文档。作者介绍了 Swagger 生成文档的核心依赖 IApiExplorer 接口,并针对 ASP.NET MVC 项目缺乏对 Swagger 的支持,创建了一个自定义的 MvcApiExplorer 类来扩展 Swagger 的功能。通过反射和自定义实现,使得 Swagger 能够识别 MVC 项目中的控制器和动作,并生成相应的 API 文档。作者还提供了相关的代码示例,并在 GitHub 上发布了扩展的代码和示例项目,方便读者学习和使用。

我一直想吐槽下运维同事提供的 Jekins 项目模板,因为它居然不支持含有多个项目的解决方案。作为一个有追求的程序员,每个解决方案下最少应该含有两个项目,即项目本身和项目对应的单元测试。可惜在这样一种情形下,我没法再去坚持这样的原则,而这真正让我感到难过的是,为了在编译环节向 Jekins 妥协,大家在一个项目里极尽所能,在这一个项目里居然混合了MVCWebApiWebService三种技术,甚至到最后连传统三层的界限都越来越模糊了。这让我意识到一件事情,工程上的妥协和技术选型一样,在某种意义上它们都不能被称之为科学,因为确实没什么道理,完全是运维为了方便而制造出的问题。在我们意识到文档的重要性以后,写文档就变成了日常工作。我一直坚持的原则是,文档能通过工具生成就坚决不要手写,所以,看到项目目录里充斥着各种各样的文档格式,譬如 Word、Excel、Pdf、Viso 等等的时候,我毅然决然地选择了 Swagger。而今天这篇文章的原由,恰恰来自于这个"混搭"的项目。说到这里,你可能已经想到我想做什么了。不错,我们有部分 WebApi 是写在 MVC 的控制器里的,我希望使用者可以通过 Swagger 看到这部分接口的文档,这样我就有时间在这里写博客了。😄

故事缘起

常规的 Swagger 的使用就不再说啦,因为基本上你通过 Nuget 安装完Swashbuckle以后,再配置下项目生成的 XML 注释文档就可以使用啦!不过,博主在这里遇到的第一个问题就是,按照常规套路配置好了以后,Swagger 页面打开完全就是空白的啊,反复尝试直至怀疑人生后,我突然意识到,莫非是因为我这是一个 MVC 的项目?立马跑到官方的 Issues 下面逐个扫视,果不其然,大佬们一致给出了答案:Swagger 是不支持 MVC 类型的项目的。这里补充说明,这里的 MVC 是指ASP.NET MVC。目前官方主推的ASP.NET Core是没有这种困惑的啦,因为微软在这个新版本中统一了 MVC 和 WebApi。对于这种历史“遗留问题”,既然 Swagger 官方都不愿意提供支持,那么,博主只好勉为其难的提供一个实现,我不得不承认,带着历史包袱的 ASP.NET 在扩展性上的确不如全新的“Core”系列,因为单单是System.Web系列的动态链接库版本就令人痛苦不堪,因此,博主在写这个扩展的时候,全部升到了最新的 5.2.7.0。

实现 MvcApiExplorer

好了,Swagger 之所以能够生成友好、可交互的 API 文档,其核心依赖于 IApiExplorer 接口。这一点,我们可以通过 Swashbuckle 项目中的源代码来得到验证。其中,生成符合 Swagger 规范的 JSON 文档,是通过 SwaggerGenerator 这个类来实现的。而进一步研究这个类,我们就会发现它依赖IApiExplorer接口。这个接口位于System.Web.Http.Description命名空间下,而显然这是 WebApi 相关的命名空间,所以,对于一般的 WebApi 项目,因为微软已经帮我们实现了默认的 ApiExplorer,所以,Swagger 可以识别出项目中的 Controller 及其 Action,并通过 XML 注释文档进一步填充接口相关的描述信息。一旦想到这一层,我们就会明白,为什么 Swagger 不支持 MVC 项目,因为 MVC 里压根就没有实现 IApiExplorer 接口啊!那么,怎么办呢?我们的想法是通过反射取出所有的 MVC 控制器及其 Action,然后组织出这些接口的描述信息,再将它们添加到默认的 IApiExplorer 实现中去,这样 MVC 和 WebApi 都可以被 Swagger 识别,为此,我们继承默认的 ApiExplorer,并实现我们自定义的MvcApiExplorer

public class MvcApiExplorer : ApiExplorer 
{
    /// <summary>
    /// HttpConfiguration
    /// </summary>
    private HttpConfiguration _configuration;

    public MvcApiExplorer (Assembly assembly, HttpConfiguration configuration) : base (configuration) 
    {
        _configuration = configuration;
        assembly.GetTypes ()
            .Where (type => typeof (IController).IsAssignableFrom (type) && type.Name != "ErrorController" && type.BaseType != typeof (ApiController))
            .ToList ().ForEach (controller => 
            {
                base.ApiDescriptions.AddRange (BuildControllerApiDescription (controller));
            });
    }

    /// <summary>
    /// ApiExolorer for Action is visible
    /// </summary>
    /// <param name="actionVariableValue"></param>
    /// <param name="actionDescriptor"></param>
    /// <param name="route"></param>
    /// <returns></returns>
    public override bool ShouldExploreAction (string actionVariableValue, HttpActionDescriptor actionDescriptor, IHttpRoute route) => true;

    /// <summary>
    /// ApiExolorer for Controller is visible
    /// </summary>
    /// <param name="controllerVariableValue"></param>
    /// <param name="controllerDescriptor"></param>
    /// <param name="route"></param>
    /// <returns></returns>
    public override bool ShouldExploreController (string controllerVariableValue, HttpControllerDescriptor controllerDescriptor, IHttpRoute route) => true;

    private List<ApiDescription> BuildControllerApiDescription (Type type) 
    {
        var controllerName = type.Name.Replace ("Controller", "");
        var methods = type.GetMethods (System.Reflection.BindingFlags.Instance | System.Reflection.BindingFlags.Public | BindingFlags.DeclaredOnly)
            .Where (m => typeof (ActionResult).IsAssignableFrom (m.ReturnType));

        var list = new List<ApiDescription> ();
        foreach (var method in methods)
        {
            var apiDescription = new ApiDescription ();
            apiDescription.ActionDescriptor = new MvcHttpActionDescriptor (method);
            apiDescription.ActionDescriptor.ControllerDescriptor = new HttpControllerDescriptor (_configuration, controllerName, type);
            apiDescription.HttpMethod = HttpMethod.Post;
            apiDescription.Route = new HttpRoute (string.Format ("{0}/{1}", controllerName, method.Name));
            apiDescription.RelativePath = string.Format ("{0}/{1}", controllerName, method.Name);
            apiDescription.Documentation = string.Empty;
            typeof (ApiDescription).GetProperty ("ParameterDescriptions").SetValue (apiDescription, BuildApiParameters (method));
            typeof (ApiDescription).GetProperty ("ResponseDescription").SetValue (apiDescription, new ResponseDescription () 
            {
                ResponseType = method.ReturnType,
                DeclaredType = method.DeclaringType,
                Documentation = string.Empty
            });
            list.Add (apiDescription);
        }

        return list;
    }

    private Collection<ApiParameterDescription> BuildApiParameters (MethodInfo methodInfo) 
    {
        return new Collection<ApiParameterDescription> (
            methodInfo.GetParameters ().Select (p => new ApiParameterDescription () 
            {
                Name = p.Name,
                Documentation = string.Empty,
                Source = ApiParameterSource.Unknown,
                ParameterDescriptor = new MvcHttpActionParameterDescriptor (p, new MvcHttpActionDescriptor (methodInfo)),
            }).ToList ());
    }
}

通过代码可以看出,实现 MvcApiExplorer 的过程,其实就是向 ApiDescriptions 集合中添加元素的过程。为此,我们通过程序集去反射所有实现了IController接口,同时其父类不是ApiController,并且方法返回值类型为ActionResult的所有类型,通过这个类型信息,我们进一步反射每个方法以及方法的参数,并把这些参数转换为 ApiDescription 类型需要的参数类型。在组织信息的过程中,有一部分属性被微软设计为只读,故而不得不通过反射的方式来解决。我们知道,MVC 里默认的路由模板是:{controller}/{action},这是 WebApi 里的特性路由流行以前默认的、最基础的路由。我们这里基于沿用这个规则,所谓“约定大于配置”,这可以为我们节省不少时间。MVC 里的 HTTP 动词我全部使用了 POST,这是因为 MVC 里真正控制一个方法是 GET 还是 POST 请求,其实是JsonRequestBehavior这个参数,当它设置为 AllowGet 时,该方法可以同时支持这两种 HTTP 动词。同样,在模模型绑定阶段,我全部使用了 Unknown,因为 MVC 会尝试通过 Body 或者 Form 的形式来接受一个参数,这两个地方完全是来自 MVC 本身机制的限制,如果大家有更好的思路,欢迎大家在博客里留言。

一旦实现了自定义的 MvcApiExplorer,我们就可以尝试用它来替换微软默认的实现。在 ASP.NET 中,我们通过GlobalConfiguration.Configuration.Services.Replace()方法来实现服务的替换。其实,这种思路在 ASP.NET Core 里依然存在,比如我们在实现动态 WebApi 时采用的ControllerFeatureProvider都属于服务替换,所不同的时,ASP.NET 时代是通过一个内置的 IoC 容器来实现服务替换,而 ASP.NET Core 时代,我们显然有了更多的选择,甚至依赖注入渗透到了整个.NET Core 的方方面面,这的确是一种相当大的进步。曾几何时,Javaer 嘲笑我们只会拖控件,可今天的我们,Java 里有的概念我们都有对应的实现,反倒是 Java 开始从 C#身上学习那些有点“甜”的语法糖啦!的确,我们写了这么多代码,其实最关键的就只有下面这一句,住口!这明明是三行:

var assembly = typeof(DefaultMvcProject.MvcApplication).Assembly;
var apiExplorer = new MvcApiExplorer(assembly, GlobalConfiguration.Configuration);         GlobalConfiguration.Configuration.Services.Replace(typeof(IApiExplorer), apiExplorer);

OK,接下来我们简单写几个 MVC 的控制器,来验证下我们为 Swagger 编写的 MVC 控制。在此之前,请确保完成了 Swagger 的两步常规配置,即为 Swagger 引入 XML 注释文档、在项目属性中勾选 XML 注释文档。这是使用 Swagger 的最小配置,相信大家一定都知道啦!

 GlobalConfiguration.Configuration
     .EnableSwagger (c => {
         c.SingleApiVersion ("v1", "DefaultMvcProject");
         c.IncludeXmlComments ($"{System.AppDomain.CurrentDomain.BaseDirectory}/bin/DefaultMvcProject.XML");
     })
     .EnableSwaggerUi (c => {
         c.DocumentTitle ("My Swagger UI");
     });

两个非常简单的 Controller,这里就不再贴代码啦!

非常简单的Controller
非常简单的Controller

可以注意到,一切都工作的很好,我们在 Swagger 里可以看到我们编写的 Api 接口,并且可以直接对接口进行调试。因为 MVC 本身的原因,这些 MVC 控制器的注释都不会生成到 XML 注释文档里。所以,稍微有一点遗憾的地方就是,这些接口都没有对应注释。不过,这已经达到了本文最初的目的,至少我不用再去写文档,告诉使用者这个接口里有哪些参数,以及这个接口的地址是什么啦,说到底啊,懒惰是人类进步的阶梯。这篇博客里实现的扩展,我已经发布到 Github 上,并附带了一个简单的示例(不要想太多哦,就是这篇文章里的示例),感兴趣的朋友可以自助研究,仓库地址为:https://github.com/qinyuanpei/Swashbuckle.Extension.Mvc

差一点就完美了
差一点就完美了

本文小结

本文实现了一个针对 MVC 项目的 Swagger 扩展,它可以让你编写在 MVC 控制器里的 API 接口,像普通 WebApi 项目一样展示在 Swagger 里。其原理是继承并重写了ApiExplorer类,这是 Swagger 生成 API 文档的核心接口。好了,以上就是这篇文章的全部内容啦,写这种短小的文章没有那么累,希望大家读起来一样不会累吧,晚安,世界!

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