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解读ASP.NET 5 & MVC6系列教程（11）：Routing路由

2017年12月12日  | 移动技术网IT编程  | 我要评论

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新版routing功能介绍

在asp.net 5和mvc6中，routing功能被全部重写了，虽然用法有些类似，但和之前的routing原理完全不太一样了，该routing框架不仅可以支持mvc和web api，还支持一般的asp.net5程序。新版的改变有如下几个部分。

首先，routing系统是基于asp.net 5的，是一个独立于mvc的路由框架，而不是基于mvc的。mvc只是在上面扩展了一个快捷方式而已。

其次，在asp.net 5中，mvc和web api控制器没有区别了，即合二为一了。两者派生于同一个controller基类。也就是说该routing框架是适用于两者的，适用于mvc则意味着也适用于web api。

最后，不管在基于约定的route声明还是基于attribute的route声明，都可以使用内联约束和参数选项。例如，你可以约定路由中某个参数的数据类型，也可以让一个参数标记为可选类型，再或者给其提供一个默认值。

routing框架的主要流程

基本的routing框架是基于middleware来实现的，这样就可以将其添加到http的请求pipeline中了，它可以喝其它任意middleware一起进行组合使用，如静态文件处理程序、错误页、或者signalr服务器。

在使用routing框架之前，首要要了解routing的作用，作用很简单：

对于http请求，routing系统负责找出与之匹配的route，创建route数据，并将该请求派送到该route对于的处理程序（handler）上。controller和action的选择，只是mvc的handler的一个具体实现，该实现使用route数据和http请求中的其它信息来选择要执行的controller和action。在新版的mvc6中，该处理程序的名称为mvcroutehandler。

路由系统的执行流程如下：

asp.net 5监听到一个http请求。然后routing middleware就会尝试将route集合中的route匹配该请求。一旦成功匹配一个请求，就找出该route对应的handler。调用该handler上的routeasync方法（因为所有的handler都要实现该接口方法）。routingcontext有一个ishandled标记，如果该标记设置为true，则意味着该请求已经被这个handler成功处理了；如果设置为false，则意味着该handler无法处理该请求，系统会再为此匹配一个route。

和之前的routing系统有点不同的是，老版的routing系统一旦成功匹配一个路由，就将其交由其对应的handler，不管对应的handler能不能处理该请求，所以就会出现route匹配成功了，但是找不到对应的action，此时就会出现404错误，而新版对此作出了上述第4步骤的改进（重新将控制权交回给routing系统，进行重新匹配），看起来还是非常不错的。

route参数和约束条件的改进

在之前的route设置中，要约束一个参数的数据类型的话，我们需要使用类型如下代码：

routes.maproute(
 "product", 
 "product/{productid}", 
 defaults: new { controller = "product", action = "details" },
 constraints: new { productid = @"\d+" });

而在新版route中，就可以直接设置product/{productid:int}了，约束条件遵守如下约定：

{parameter:constraint}

目前支持的约束如下：

约束 示例 说明
required "product/{productname:required}" 参数必选
alpha "product/{productname:alpha}" 匹配字母，大小写不限
int "product/{productid:int}" 匹配int类型
long "product/{productid:long}" 匹配long类型
bool "product/{productid:bool}" 匹配bool类型
double "product/{productid:double}" 匹配double类型
float "product/{productid:float}" 匹配float类型
guid "product/{productid:guid}" 匹配guid类型
decimal "product/{productid:decimal}" 匹配decimal类型
datetime "search/{datetime:datetime}" 匹配datetime类型
composite "product/{productid:composite}" 匹配composite类型
length "product/{productname:length(5)}" 长度必须是5个字符
length "product/{productname:length(5, 10)}" 长度在5-10个之间
maxlength "product/{productid:maxlength(10)}" 最大长度为10
minlength "product/{productid:minlength(3)}" 最小长度为3
min "product/{productid:min(3)}" 大于等于3
max "product/{productid:max(10)}" 小于等于10
range "product/{productid:range(5, 10)}" 对应的数组在5-10之间
regex "product/{productid:regex(^\d{4}$)}" 符合指定的正则表达式

而对于可选参数，则值需要在约束类型后面加一个问号即可，示例如下：

routes.maproute(
 "product", 
 "product/{productid:long?}", 
 new { controller = "product", action = "details" });

如果参数是必填的，需要保留一个默认值的话，则可以按照如下示例进行设置：

routes.maproute(
 "product", 
 "product/{productid:long=1000}",
 new { controller = "product", action = "details" });

通用routing

关于示例使用，我们先不从mvc开始，而是先从普通的routing使用方式开始，新版route添加的时候默认添加的是templateroute实例，并且在该实例实例化的时候要设置一个handler。

举例来说，我们先创建一个空的asp.net 5项目，并在project.json文件的dependencies节点中添加程序集"microsoft.aspnet.routing": "1.0.0-beta3",，在startup.cs的configure方法里添加如下代码：

public void configure(iapplicationbuilder app)
{
 routecollection routes = new routecollection();
 routes.add(new templateroute(new debuggerroutehandler("routehandlera"), "", null));
 routes.add(new templateroute(new debuggerroutehandler("routehandlerb"), "test/{a}/{b:int}", null));
 routes.add(new templateroute(new debuggerroutehandler("routehandlerc"), "test2", null));

 app.userouter(routes); // 开启routing功能
}

在这里，我们设置http请求处理的的handler为debuggerroutehandler，该类继承于irouter，实例代码如下：

public class debuggerroutehandler : irouter
{
 private string _name;

 public debuggerroutehandler(string name)
 {
 _name = name;
 }

 public string getvirtualpath(virtualpathcontext context)
 {
 throw new notimplementedexception();
 }

 public async task routeasync(routecontext context)
 {
 var routevalues = string.join("", context.routedata.values);
 var message = string.format("{0} values={1} ", _name, routevalues);
 await context.httpcontext.response.writeasync(message);
 context.ishandled = true;
 }
}

上述类，继承irouter以后，必须实现一个routeasync的方法，并且如果处理成功，则将ishandled设置为true。

访问如下网址即可查看相应的结果：

正常：`http://localhost:5000/`
正常：`http://localhost:5000/test/yyy/12`
404 ：`http://localhost:5000/test/yyy/s`
正常：`http://localhost:5000/test2`
404 ：`http://localhost:5000/test3`

注意：templateroute和debuggerroutehandler都继承于irouter，是实现前面所述的不出现404错误（继续匹配下一个路由）的核心。

mvc中的routing

在mvc示例程序中，我们只需要配置在调用app.usemvc方法的时候，使用委托中的maproute方法来定义各种route就可以了。在这里我们以空白项目为例，来看看mvc的route如何使用。

第一步：在project.json文件的dependencies节点中引用程序集"microsoft.aspnet.mvc": "6.0.0-beta3"，
第二部：添加mvc的middleware，并使用mvc，然后添加一条默认的路由，代码如下：

public void configureservices(iservicecollection services)
{
 services.addmvc();
}

public void configure(iapplicationbuilder app)
{
 app.usemvc(routebuilder =>
 {
 routebuilder.maproute(
  name: "default",
  template: "{controller}/{action}/{id?}",
  defaults: new { controller = "home", action = "index" });
 });
}

第三步：分别创建如下如下三种controller，其中productscontroller继承于microsoft.aspnet.mvc下的controller。

public class productscontroller : controller
{
 public iactionresult index()
 {
 return content("it works with controller base class!");
 }
}

public class democontroller
{
 public iactionresult index()
 {
 return new objectresult("it works without controller base class!");
 }
}

public class apicontroller
{
 public object index()
 {
 return new { code = 100000, data = "ok" };
 }
}

访问http://localhost:5000/products和http://localhost:5000/demo，均能显示正常的输出结果；而访问http://localhost:5000/api的时候返回的则是json数据。

这就是我们在前面asp.net5新特性中所讲的mvc和api合二为一了，并且也可以不继承于controller基类（但类名要以controller结尾）。这种技术的核心是controller的查找机制，关于如何在一个项目中查找合适的程序集，请参考《controller与action》章节。

新版mvc在判定controller的时候，有2个条件：要么继承于controller，要么是引用mvc程序集并且类名以controller结尾。

所以，在创建mvc controller和web api controller的时候，如果你不需要相关的上下文（如httpcontext、actioncontext等）的话，则可以不必继承于controller基类；但推荐都继承于controller，因为可以多多利用基类的方法和属性，因为不管继承不继承，你定义的所有controller类都要走mvc的各个生命周期，我们通过actionfilter来验证一下：

第一步：在project.json文件的dependencies节点中引用程序集"microsoft.aspnet.server.weblistener": "1.0.0-beta3"。
第二步：创建一个aciton filter，分别在action执行前和执行后输出一行文字，代码如下：

public class actionfiltertest : iactionfilter
{
 public void onactionexecuting(actionexecutingcontext context)
 {
  var typename = context.controller.gettype().fullname;
  console.writeline(typename + "." + context.actiondescriptor.name + ":start");
 }

 public void onactionexecuted(actionexecutedcontext context)
 {
  var typename = context.controller.gettype().fullname;
  console.writeline(typename + "." + context.actiondescriptor.name + ":end");
 }
}

第三步：在configureservices方法里注册该action filter。

services.configure<mvcoptions>(options =>
{
 options.filters.add(typeof(actionfiltertest));
});

运行程序，并访问响应的路径，三种类型的代码均会按计划输出内容，输出内容如下：

routertest.productscontroller.index:start
routertest.productscontroller.index:end
routertest.democontroller.index:start
routertest.democontroller.index:end
routertest.apicontroller.index:start
routertest.apicontroller.index:end

普通的asp.net5程序和mvc程序是可以在一起混合使用routing功能的。

自定义route

asp.net 5和mvc6都提供了丰富的route自定义功能，关于普通route的自定义，可以参考前面小节的debuggerroutehandler，这种方式需要实现自己的http输出，相当于原来轻量级的ihttphandler一样。本节，我们将这种在基于mvc的route自定义功能，即定义的route的handler处理程序都是mvcroutehandler。

在之前版本的mvc中，要自定义route，一般都是继承于routebase基类或route类；而在新版的mvc6中，要实现自定义route，有三种方式，分别如下：

继承于templateroute实现irouter实现inamedrouter（注：inamedrouter和irouter的唯一区别是多了一个名称）

本例中，我们以继承继承于templateroute为例，首先创建一个继承于该类的子类promotemplateroute，该类只匹配/promo目录下的路径。

public class promotemplateroute : templateroute
{
 public promotemplateroute(irouter target, string routetemplate, iinlineconstraintresolver inlineconstraintresolver)
  : base(target, routetemplate, inlineconstraintresolver: inlineconstraintresolver)
 {
 }

 public promotemplateroute(irouter target,
       string routetemplate,
       idictionary<string, object> defaults,
       idictionary<string, object> constraints,
       idictionary<string, object> datatokens,
       iinlineconstraintresolver inlineconstraintresolver)
  : base(target, routetemplate, defaults, constraints, datatokens, inlineconstraintresolver)
 {
 }

 public promotemplateroute(irouter target,
       string routename,
       string routetemplate,
       idictionary<string, object> defaults,
       idictionary<string, object> constraints,
       idictionary<string, object> datatokens,
       iinlineconstraintresolver inlineconstraintresolver)
  : base(target, routename, routetemplate, defaults, constraints, datatokens, inlineconstraintresolver)
 { }

 public async override task routeasync(routecontext context)
 {
  var requestpath = context.httpcontext.request.path.value ?? string.empty;
  if (!requestpath.startswith("/promo", stringcomparison.ordinalignorecase))
  {
   return;
  }
  await base.routeasync(context);
 }
}

为了方便使用，我们也比葫芦画瓢，创建一些扩展方法，示例如下：

public static class routebuilderextensions
{
 public static iroutebuilder mappromoroute(this iroutebuilder routecollectionbuilder, string name, string template)
 {
  mappromoroute(routecollectionbuilder, name, template, defaults: null);
  return routecollectionbuilder;
 }

 public static iroutebuilder mappromoroute(this iroutebuilder routecollectionbuilder, string name, string template, object defaults)
 {
  return mappromoroute(routecollectionbuilder, name, template, defaults, constraints: null, datatokens: null);
 }

 public static iroutebuilder mappromoroute(this iroutebuilder routecollectionbuilder, string name, string template, object defaults, object constraints, object datatokens)
 {
  var inlineconstraintresolver = routecollectionbuilder.serviceprovider.getservice<iinlineconstraintresolver>();
  routecollectionbuilder.routes.add(
   new promotemplateroute(
    routecollectionbuilder.defaulthandler,
    name,
    template,
    objecttodictionary(defaults),
    objecttodictionary(constraints),
    objecttodictionary(datatokens),
    inlineconstraintresolver));

  return routecollectionbuilder;
 }

 private static idictionary<string, object> objecttodictionary(object value)
 {
  var dictionary = value as idictionary<string, object>;
  if (dictionary != null)
  {
   return dictionary;
  }

  return new routevaluedictionary(value);
 }
}

使用的时候，则很简单，和之前的方式非常类似，示例如下：

routes.mappromoroute(
 name: "default2",
 template: "promo/{controller}/{action}/{id?}",
 defaults: new { controller = "home", action = "index" });

通过这种方式，我们可以在符合路由匹配条件的时候，使用promotemplateroute类来处理一些自定义逻辑，比如添加一些额外的文件头信息等等。

基于attribute的routing

基于attribute的routing功能一直是mvc所期待的功能，在web api已经通过routeprefix（controller上使用）和route（action上使用）来实现了。该特性在mvc 6中进行了重写和增强，并且由于mvc和web api合二而一了，所以在这两种controller上都可以使用该特性。

举例来说：

[route("bookhome")]
public class homecontroller : controller
{
 public iactionresult index()
 {
  return view();
 }

 [route("about")]
 public iactionresult about()
 {
  viewbag.message = "your application description page.";
  return view();
 }

 [route("contactus")]
 public iactionresult contact()
 {
  viewbag.message = "your contact page.";
  return view();
 }
}

在上述controller上定义一个bookhome前缀，并且在about和contact上又分别定义了action名称，所以上述3个action的访问地址则是如下这种形式：

/bookhome
/bookhome/about
/bookhome/contactus

在这里，我们需要注意，controller和action使用的attribute都是route，同时，在这些路由模板字符串中，依然可以使用内联参数，比如，我们可以定义类似这样的路由：

[route("products/{productid:int}")]

controller和action标记位

另外，针对route的模板字符串，不仅支持内联参数，还支持controller和action的标记位，即不用写死该controller或action的名称，使用一个[controller]或[action]的字符即可表示该controller或action的名称。比如，我们可以在controller上定义这样的一个路由（action上什么都不定义）：

[route("book/[controller]/[action]")]

这样访问首页的地址就变成了：/book/home/index。

web api的等价route定义

在web api中，我们一般还要定义get、post这样的请求方式，为了方便，新版的httpget等一系列方法都集成了route功能，直接在构造函数传入route模板即可，示例如下：

[httpget("products/{productid:int}")]

上述route的定义，即表明，既要符合products/{productid:int}的路由规则，又要是get请求。

其实httpget这一系列attribute也可以在普通的mvc controller上使用，因为在mvc6中，mvc controller和web api controller本身就是同一个东西，只不过mvc的返回类型都是iactionresult而已。route定义，不仅仅支持get请求，还支持post等其它类型的请求，即不限制请求方式。在httpxxx系列特性中，也是支持内联参数和[controller]、[action]标记位的，大可放心使用。目前可用的特性类有：httpget、httppost、httpput、httpdelete、httppatch。

非要重要route定义规则

基于attribute的route定义很方便，但也很危险，具体规则和危险性如下。

规则1：controller上定义了route特性很危险

一旦在controller上定义了route特性，该controller下的所有路由规则都不受其它规则控制了，比如，如果你定义了类似这样的

[route("book")]
public class homecontroller : controller
{
 public iactionresult index()
 {
  return view();
 }

 public iactionresult about()
 {
  viewbag.message = "your application description page.";
  return view();
 }
}

那么，上述2个action你都再也没办法访问了，因为默认的action的名称根本就不会起作用，即/book/index和/book/about这两个路径无法路由到对应的action方法上。而且/book也访问不了，因为有两个以上的action，系统无法定位到其中一个action上。

所以要让上述action能访问，必须要在其中一个action上定义再route，例如：

[route("book")]
public class homecontroller : controller
{
 public iactionresult index()
 {
  return view();
 }

 [route("about")]
 public iactionresult about()
 {
  viewbag.message = "your application description page.";
  return view();
 }
}

这样，就可以通过/book/about来访问about方法了，而访问/book则可以访问默认的index方法了，因为该index方法是默认唯一一个没有定义路由的方法，所以他就是/book路由规则的默认action。如果，有3个action的话，则必须要至少给两个action定义route，示例如下：

[route("book")]
public class homecontroller : controller
{
 [route("index")]
 public iactionresult index()
 {
  return view();
 }

 [route("about")]
 public iactionresult about()
 {
  viewbag.message = "your application description page.";
  return view();
 }
 public iactionresult contact()
 {
  viewbag.message = "your contact page.";
  return view();
 }
}

此时，contact方法就是默认/book路由的action了，访问/book路径的话，就会显示contact对应的页面。

规则2：route和httpget可以一起使用，但也很危险

我们前面提到，在action上即可以使用route特性，也可以使用httpget特性，两者之间的不同，就是多了一个http method。很多同学可以要问两个特性在一起使用的时候会有问题么？

其实，这两个特性是可以在一起使用的，示例如下：

[route("book")]
public class homecontroller : controller
{
 [route("contact")]
 [httpget("home/contact2")]
 public iactionresult contact()
 {
  viewbag.message = "your contact page.";

  return view();
 }
}

这样/book/contact和/book/home/contact2这两个网址，都可以访问了。但如果这里定义httpget，情况就不一样了，示例如下：

[route("contact")]
[httppost("home/contact2")]

此时，访问该action的方式，要么是以get的方式访问/book/contact地址，要么是以post的方式访问/book/home/contact2。所以为了避免出错，建议使用的时候不要讲两者混用，即便是要同时支持get和post，那也是建议用同类型的httpxxx来定义这些路由，例如：

[httpget("contact")]
[httppost("home/contact2")]

这样，看起来就清晰多了。

规则3：多个route和多个httpxxx也可以一起使用，但也很危险

在如下示例中，我们为homecontroller定义了2个route特性，而contact定义了2个route特性和1个httppost特性。

[route("book")]
[route("tom")]
public class homecontroller : controller
{
 [route("contact")]
 [route("contactus")]
 [httppost("home/contact2")]
 public iactionresult contact()
 {
  viewbag.message = "your contact page.";
  return view();
 }
}

那么，在上述代码生效后，我们将有六种访问来访问该action，这六种方式分布如下：

get：/book/contact
get：/book/contactus
get：/tom/contact
get：/tom/contactus
post：/book/home/contact2
post：/tom/home/contact2

但是，在视图文件中，通过@html.actionlink("contact", "contact", "home")生成链接地址的话，则默认会使用第一个定义的route，如果要强制指定顺序，则可以使用order属性来定义排序值，默认会优先使用最小的值。示例如下：

[route("book", order = 1)]
[route("tom", order = 0)]
public class homecontroller : controller
{
 [route("contact", order = 1)]
 [route("contactus", order = 0)]
 [httppost("home/contact2", order = 2)]
 public iactionresult contact()
 {
  viewbag.message = "your contact page.";
  return view();
 }
}

自定义内联参数约束

在前面的介绍中，我们知道任意类型的路由在定义的时候都支持不同的内联参数约束，因为这些约束是基于asp.net 5的，而不是基于mvc6的，并且这些约束还是可以扩展的，本节我们就来看看如何自定义一些扩展。

无参数约束

首先，我们来看一个比较简单的约束，即无参数约束，类似于{productid:int}这样的类型约束，假设我们要实现一个aabbcc字符串限定的约束，示例如下：

[route("index/{productid:aabbcc}")]

为了确保/index/112233和/index/aabbcc是符合约束的，而/index/aabbccdd是不符合约束的，我们首先要自定义一个约束类aabbccrouteconstraint，并实现irouteconstraint接口，示例如下：

public class aabbccrouteconstraint : irouteconstraint
{
 public bool match(httpcontext httpcontext, irouter route, string routekey, idictionary<string, object> values, routedirection routedirection)
 {
  bool b = false;

  object value;
  if (values.trygetvalue(routekey, out value) && value != null)
  {
   if (value is string) // 获取传入的值，比如aabbcc或112233
   {
    string aabbcc = value.tostring();
    b = !string.isnullorwhitespace(aabbcc) && aabbcc.length == 6 && aabbcc[0] == aabbcc[1] && aabbcc[2] == aabbcc[3] && aabbcc[4] == aabbcc[5];

   }
  }

  return b;
 }
}

在该实现类中，要实现match方法，根据传入的各种参数，判断是否符合定义的约束，并返回true或false，match方法的参数中，其中routekey是约束{productid:aabbcc}对应的参数名称（本例中是productid），values集合中会有该productid所对应的数字（如112233），在该方法通过响应的判断返回true和false。

下一步，就是要将该约束类注册到routing系统的约束集合中，在startup.cs的configureservices方法中，执行如下语句：

services.configure<routeoptions>(opt =>
{
 opt.constraintmap.add("aabbcc", typeof(aabbccrouteconstraint));
});

注意，这里注册的aabbcc就是前面我们所指定约束名称，完成上述步骤以后，即可实现类似{productid:int}的功能了。

有参数约束

一般情况下，有些时候可能需要定义一些约束的值，比如length(1,10)来表示1-10之间的字符串长度，举例来说，加入我们要定义一个4个参数的约束规则，如abcd(1,10,20,30)来表示一个特殊的验证项，则需要声明有4个参数的构造函数，示例如下：

public class abcdrouteconstraint : irouteconstraint
{
 public int a { get; private set; }
 public int b { get; private set; }
 public int c { get; private set; }
 public int d { get; private set; }
 public abcdrouteconstraint(int a, int b, int c, int d)
 {
  a = a;b = b;c = c;d = d;
 }

 public bool match(httpcontext httpcontext, irouter route, string routekey, idictionary<string, object> values, routedirection routedirection)
 {
  bool b = false;

  object value;
  if (values.trygetvalue(routekey, out value) && value != null)
  {
   var valuestring = value.tostring();//这里需要进行进一步的验证工作
   return true;
  }

  return b;
 }
}

假如你在action上了定义了如下约束：

[route("index/{productid:abcd(1,20,30,40)}")]

那么，在注册该约束类型以后，系统启动厚扫描所有的route进行注册的时候，会分析你定义的这4个值，然后会将这4个值赋值给该路由对应的约束实例上的a、b、c、d四个属性上，以便在http请求过来的时候，分析url上的值，看是否符合match里定义的规则（在验证的时候就可以使用这4个属性值）。

默认约束的所有代码可以参考： https://github.com/aspnet/routing/tree/dev/src/microsoft.aspnet.routing/constraints

另外，如果定义了4个参数的约束，那么在action上定义路由的时候则必须符合参数的数据类型，如果不符合，系统启动的时候就会出错，示例错误如下：

[route("index/{productid:abcd}")] //没有为该对象定义无参数的构造函数

[route("index/{productid:abcd(a)}")]
[route("index/{productid:abcd('a')}")] //输入字符串的格式不正确

[route("index/{productid:abcd(1,2,3)}")] //构造函数的参数个数和定义的参数个数不一致。

如果你定义的参数类型是字符串类型，则下面2种形式的定义都是合法的：

[route("index/{productid:abcd(a,b,c,d)}")]
[route("index/{productid:abcd('a','b','c','d')}")]

虽然asp.net 5 和mvc6的路由使用方式很简单，但是相关的使用规则却很复杂，大家使用的时候需要多加注意。

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