Patterns for application development with ASP.NET Core

此文章翻译自 NDC { London } 16-20 January 2017 上, Damian Edwards和David Fowler的演讲，如果翻译不周，请大家指出错误。

Logging

生产环境总是配置一个Logger(比如: Serilog, Application Insights)
日志作为诊断应用程序问题的入口
不需要重启应用程序，就能改变日志的级别

在开发环境应该记录尽可能多的日志，但是生产环境出于性能考虑，应该只记录Warning以上的日志
如果不想显示太多的信息，可以选择特定的Category

比如只想调试SQL语句，可以只记录Category为Microsoft.EntityFrameworkCore.*的日志。
ASP.NET按照如下方式记录日志:
- ANCM(IIS): 将不能启动进程的错误记录到EventLog
  
  ANCM是指ASP.NET Core Module。按照Damian的说法，当IIS进程无法启动的时候是很崩溃的，此时可以从Windows Event Log中查看具体的错误。
- ANCM also uses regular IIS failed request tracing
- 其他未处理的异常将由为logger providers提供的logger记录

Configuration & Options

随着配置文件的改变而自动重新加载配置
当配置内容的值更改时，使用IOptionsSnapshot重新加载IOptions对象

IOptionsSnapshot是ASP.NET Core 1.1提供的新接口，这个接口在配置文件改变时会重新绑定配置对象的值，这样可以在应用程序运行时动态修改配置内容。
使用User Secrets, 环境变量，Azure KeyVault等方式存储和环境有关的配置内容

比如每个环境的连接字符串，启动的端口不一致，并且这些配置是很少发生改变的，可以配置在环境变量中。
应用程序部署在IIS时，可以通过web.config配置环境变量

File Upload

如果上传的文件需要提供给浏览器访问，将它们放在web root下
最简单的处理文件上传的方法，是使用MVC里的IFormFile或者IFormFileCollection

这2个接口可以直接定义为Action的参数，也可以定义在Model里。

和传统的ASP.NET相比，少了Request.Files。
也可以使用低级别的API，比如HttpRequest.ReadFormAsync和HttpRequest.Form
阻止用户上传任何可以在服务器执行的文件

比较容易疏忽的是.cshtml文件。ASP.NET Core 2.0提供了Razor Page，那么.cshtml文件很可能被制作成一个可以直接访问的Razor Page上传上来。
大文件会提供buffer，防止服务器内存暴增
在保存文件之前，检查客户端传递的文件路径

保证文件上传功能的安全性一直是个斗智斗勇的过程，David演示了一个简单的Hack场景。如果直接使用如下的方式保存文件：
```
var path = Path.Combine(env.ContentRoot, file.FileName);
```
当客户端传递来的FileName是"ViewsHomeIndex.cshtml"时，你的网站就杯具了。
处理很大的multipart uploads时，不要使用model binding。手动的调用HttpRequest.GetMultipartBoundary()方法。

这个方法仅在ASP.NET CORE 1.1.0提供
IIS的限制仍然生效

这里应该说的是maxRequestSize之类的限制

Dependency Injection

保持你的DI工厂快速响应，不要在构造服务时使用异步方法

如下代码会导致死锁

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        DeadlockWithFactory();

        Console.WriteLine("hello");
    }

    private static void DeadlockWithFactory()
    {
        var services = new ServiceCollection();
        services.AddSingleton(s =>
        {
            var b = GetBAsync(s).Result; 

            return new A(b);
        });

        services.AddSingleton<B>();

        var serviceProvider = services.BuildServiceProvider();
        var a = serviceProvider.GetService<A>(); //1. 此处lock了Container
    }

    private static async Task<B> GetBAsync(IServiceProvider s)
    {
        await Task.Delay(1000); //2. 此处由于使用了await关键字，离开了主线程，进入了后台线程

        return s.GetRequiredService<B>(); //3. 此处后台线程尝试lock Container，导致死锁
    }
}

public class A
{
    public A(B b)
    {

    }
}

public class B
{

}

避免手动的调用GetService

这里的大概意思是，由于手动调用GetService依赖了IServiceProvider，会使得单元测试变复杂。

有些场景下，我们不需要在构造函数注入服务，而是想在执行到特定方法的时候才注入。Controller层面有个FromServices特性可以标记在Action的参数上。如果是下层代码，则可以自己定义一个XXXProvider，提供一个ResolveXXX方法，那么只需要在构造函数注入XXXProvider即可。这种方式适用于构造数据库连接，打开文件等。
实现了IDisposable接口的服务会由Container控制调用它们的Dispose方法，如果在顶层Container中构造出该服务的实例，会导致内存泄漏。

Container构造的服务，会在Container释放的时候自动释放。如果在ApplicationServices上构造出的实例，在应用停止后才会释放。

Turn on scope validation to make sure you don't have scoped services capturing singletons.

想像一下这个场景

var services = new ServiceCollection();
services.AddSingleton<A>();
services.AddScoped<B>();

var sp = services.BuildServiceProvider();
var a = sp.GetRequiredService<A>();

如果A依赖了B，那么本应该是Scoped的B类型被捕获成了单例。

在ASP.NET Core 1.1中, BuildServiceProvider方法提供了一个新的参数 validateScopes，上面的代码可以修改成

var sp = services.BuildServiceProvider(validateScopes: true); 
var a = sp.GetRequiredService<A>(); //如果A依赖B，那么此处会抛出System.InvalidOperationException: Cannot consume scoped service 'B' from singleton 'A'.

优化依赖注入

构造函数注入

public class A(B b) { }
public class B(C c) { }
public class C() { }

等同于

new A(new B(new C()));

ServiceProvider注入

public class A(IServiceProvider sp) { _b = sp.GetService<B>(); }
public class B(IServiceProvider sp) { _c = sp.GetService<C>(); }
public class C() { }

等同于

new C();
new B(GetService<C>());
new A(GetService<B>());

MVC

Protect against mass assignment with separate input/output models

在现有MVC模式中，我们一般定义一个ViewModel来展示整个页面需要显示的内容，再定义一些Model存储客户端传递的参数。我们要尽量避免这个过程中产生的重复编码。

public class AdminViewModel
{
    [Display(Name = "Live Show Embed URL", Description = "URL for embedding the live show")]
    [DataType(DataType.Url)]
    public string LiveShowEmbedUrl { get; set; }
    
    [Display(Name = "Live Show HTML", Description = "HTML content for the live show")]
    [DataType(DataType.MultilineText)]
    public string LiveShowHtml { get; set; }

    [Display(Name = "Next Show Date/time", Description = "Exact date and time of the next live show in Pacific Time")]
    [DateAfterNow(TimeZoneId = "Pacific Standard Time")]
    public DateTime? NextShowDatePst { get; set; }

    [Display(Name = "Standby Message", Description = "Message to show on home page during show standby")]
    public string AdminMessage { get; set; }

    public string NextShowDateSuggestionPstAM { get; set; }

    public string NextShowDateSuggestionPstPM { get; set; }

    public string SuccessMessage { get; set; }

    public bool ShowSuccessMessage => !string.IsNullOrEmpty(SuccessMessage);

    public AppSettings AppSettings { get; set; }

    public string EnvironmentName { get; set; }
}

[ModelMetadataType(typeof(AdminViewModel))]
public class AdminInputModel
{
    public string LiveShowEmbedUrl { get; set; }

    public string LiveShowHtml { get; set; }

    public DateTime? NextShowDatePst { get; set; }

    public string AdminMessage { get; set; }
}

在这个例子中，在Get请求时需要返回一个包含了所有展示内容的AdminViewModel，在Post请求时只需要客户端传递部分参数，因此可以定义一个AdminInputModel，同时指定ModelMetadataType(typeof(AdminViewModel))，这样验证的Attribute可以从AdminViewModel中自动复制过来，避免重复编码。

同时，推荐大家采用类似AutoMapper之类的第三方库解决对象复制、克隆过程中产生的重复编码。

在上述代码中，我更倾向于以如下的方式定义Model

public class AdminViewModel
{
    public AdminInputModel Input { get; set; }

    public string NextShowDateSuggestionPstAM { get; set; }

    public string NextShowDateSuggestionPstPM { get; set; }

    public string SuccessMessage { get; set; }

    public bool ShowSuccessMessage => !string.IsNullOrEmpty(SuccessMessage);

    public AppSettings AppSettings { get; set; }

    public string EnvironmentName { get; set; }
}

[ModelMetadataType(typeof(AdminViewModel))]
public class AdminInputModel
{
    [Display(Name = "Live Show Embed URL", Description = "URL for embedding the live show")]
    [DataType(DataType.Url)]
    public string LiveShowEmbedUrl { get; set; }
    
    [Display(Name = "Live Show HTML", Description = "HTML content for the live show")]
    [DataType(DataType.MultilineText)]
    public string LiveShowHtml { get; set; }

    [Display(Name = "Next Show Date/time", Description = "Exact date and time of the next live show in Pacific Time")]
    [DateAfterNow(TimeZoneId = "Pacific Standard Time")]
    public DateTime? NextShowDatePst { get; set; }

    [Display(Name = "Standby Message", Description = "Message to show on home page during show standby")]
    public string AdminMessage { get; set; }
}

TagHelpers
- 正确的处理属性值
- 属性中带有文件路径时，确保在执行前验证文件是否存在
在Post-Redirect-Get场景中使用TempData

当你在一个Post的请求里完成操作，并且需要重定向到另外一个页面展示操作结果时，可以通过URL传参，Cookies, Sessions等技术来实现，也可以使用TempData来实现。

ASP.NET Core的TempData是基于Cookies的。

Testing your pipeline

使用TestHost在内存中测试整个管道，而不用访问网络

[Fact]
public async Task VerifyResponse()
{
    var builder = new WebHostBuilder()
            .UseStartup<Startup>();

    var server = new TestServer(builder);
    var client = server.CreateClient();

    var response = await client.GetAsync("http://something");

    Assert.Equal("Hello World", await response.Content.ReadAsStringAsync());
}

单元测试中也可以使用enviroments来对不同的环境进行测试

[Fact]
public async Task VerifyTestEnvironmentResponse()
{
    var builder = new WebHostBuilder()
            .UseEnvironment("Test")
            .UseStartup<StartupWithEnvironment>();

    var server = new TestServer(builder);
    var client = server.CreateClient();

    var response = await client.GetAsync("http://something");

    Assert.Equal("Test", await response.Content.ReadAsStringAsync());
}

Per request state

HttpContext.Items

和以往一样，可以将与会话相关的数据存储在HttpContext.Items
HttpContext.Get/SetFeature

通过调用HttpContext.Features.Set方法添加自定义的行为
Scoped services

每个会话开始会构造一个Scope，会话结束会释放该Scope。因此和会话相关的服务最好注册为Scoped。

在Request Context以外要访问HttpContext时，可以使用IHttpContextAcessor接口。

public class A
{
    private HttpContext HttpContext { get; set; }

    public A(IHttpContextAcessor httpContextAcessor)
    {
        this.HttpContext = httpContextAcessor.HttpContext;
    }
}

备注

原文视频：Youtube
相关源码
- NDCLondon2017 - David Fowl
- live.asp.net - Damian Edwards