上一章的结尾留下了一个问题：同样是ObjectResult，在执行的时候又是如何被转换成string和JSON两种格式的呢？
本章来解答这个问题，这里涉及到一个名词：”内容协商”。除了这个，本章将通过两个例子来介绍如何自定义IActionResult和格式化类。 (ASP.NET Core 系列目录)
一、内容协商
依然以返回Book类型的Action为例，看看它是怎么被转换为JSON类型的。
public Book GetModel()
{
return new Book() { Code = "1001", Name = "ASP" };
}
这个Action执行后被封装为ObjectResult，接下来就是这个ObjectResult的执行过程。
ObjectResult的代码如下：
public class ObjectResult : ActionResult, IStatusCodeActionResult
{
//部分代码略
public override Task ExecuteResultAsync(ActionContext context)
{
var executor = context.HttpContext.RequestServices.GetRequiredService>();
return executor.ExecuteAsync(context, this);
}
}
它是如何被执行的呢？首先会通过依赖注入获取ObjectResult对应的执行者，获取到的是ObjectResultExecutor，然后调用ObjectResultExecutor的ExecuteAsync方法。代码如下：
public class ObjectResultExecutor : IActionResultExecutor
{
//部分代码略
public virtual Task ExecuteAsync(ActionContext context, ObjectResult result)
{
//部分代码略
var formatterContext = new OutputFormatterWriteContext(
context.HttpContext,
WriterFactory,
objectType,
result.Value);
var selectedFormatter = FormatterSelector.SelectFormatter(
formatterContext,
(IList)result.Formatters ?? Array.Empty(),
result.ContentTypes);
if (selectedFormatter == null)
{
// No formatter supports this.
Logger.NoFormatter(formatterContext);
context.HttpContext.Response.StatusCode = StatusCodes.Status406NotAcceptable;
return Task.CompletedTask;
}
result.OnFormatting(context);
return selectedFormatter.WriteAsync(formatterContext);
}
}
核心代码就是FormatterSelector.SelectFormatter()方法，它的作用是选择一个合适的Formatter。Formatter顾名思义就是一个用于格式化数据的类。系统默认提供了4种Formatter，如下图 1
图 1
它们都实现了IOutputFormatter接口，继承关系如下图 2：
图 2
IOutputFormatter代码如下：
public interface IOutputFormatter
{
bool CanWriteResult(OutputFormatterCanWriteContext context);
Task WriteAsync(OutputFormatterWriteContext context);
}
又是非常熟悉的方式，就像在众多 _XXX_ResultExecutor中筛选一个合适的Action的执行者一样，首先将它们按照一定的顺序排列，然后开始遍历，逐一执行它们的Can _XXX_方法，若其中一个的执行结果为true，则它就会被选出来。例如StringOutputFormatter的代码如下：
public class StringOutputFormatter : TextOutputFormatter
{
public StringOutputFormatter()
{
SupportedEncodings.Add(Encoding.UTF8);
SupportedEncodings.Add(Encoding.Unicode);
SupportedMediaTypes.Add("text/plain");
}
public override bool CanWriteResult(OutputFormatterCanWriteContext context)
{
if (context == null)
{
throw new ArgumentNullException(nameof(context));
}
if (context.ObjectType == typeof(string) || context.Object is string)
{
return base.CanWriteResult(context);
}
return false;
}
//省略部分代码
}
从StringOutputFormatter的CanWriteResult方法中可以知道它能处理的是string类型的数据。它的构造方法中标识它可以处理的字符集为UTF8和Unicode。对应的数据格式标记为”text/plain”。同样查看HttpNoContentOutputFormatter和HttpNoContentOutputFormatter对应的是返回值为void或者task的，StreamOutputFormatter对应的是Stream类型的。
JsonOutputFormatter没有重写CanWriteResult方法，采用的是OutputFormatter的CanWriteResult方法，代码如下：
public abstract class OutputFormatter : IOutputFormatter, IApiResponseTypeMetadataProvider
{
//部分代码略
protected virtual bool CanWriteType(Type type)
{
return true;
}
///
public virtual bool CanWriteResult(OutputFormatterCanWriteContext context)
{
if (SupportedMediaTypes.Count == 0)
{
var message = Resources.FormatFormatter_NoMediaTypes(
GetType().FullName,
nameof(SupportedMediaTypes));
throw new InvalidOperationException(message);
}
if (!CanWriteType(context.ObjectType))
{
return false;
}
if (!context.ContentType.HasValue)
{
context.ContentType = new StringSegment(SupportedMediaTypes[0]);
return true;
}
else
{
var parsedContentType = new MediaType(context.ContentType);
for (var i = 0; i < SupportedMediaTypes.Count; i++)
{
var supportedMediaType = new MediaType(SupportedMediaTypes[i]);
if (supportedMediaType.HasWildcard)
{
if (context.ContentTypeIsServerDefined
&& parsedContentType.IsSubsetOf(supportedMediaType))
{
return true;
}
}
else
{
if (supportedMediaType.IsSubsetOf(parsedContentType))
{
context.ContentType = new StringSegment(SupportedMediaTypes[i]);
return true;
}
}
}
}
return false;
}
}
通过代码可以看出它主要是利用SupportedMediaTypes和context.ContentType做一系列的判断，它们分别来自客户端和服务端：
SupportedMediaTypes：它是客户端在请求的时候给出的，标识客户端期望服务端按照什么样的格式返回请求结果。
context.ContentType：它来自ObjectResult.ContentTypes，是由服务端在Action执行后给出的。
二者的值都是类似”application/json”、”text/plain”这样的格式，当然也有可能为空，即客户端或服务端未对请求做数据格式的设定。通过上面的代码可以知道，如果这两个值均未做设置或者只有一方做了设置并且设置为JSON时，这个CanWriteResult方法的返回值都是true。所以这样的情况下除了前三种Formatter对应的特定类型外的ObjectResult都会交由JsonOutputFormatter处理。这也就是为什么同样是ObjectResult，但string类型的Action返回结果是String类型，而Book类型的Action返回的结果是JSON类型。这个JsonOutputFormatter有点像当其他的Formatter无法处理时用来”保底”的。
那么SupportedMediaTypes和context.ContentType这两个值又是在什么时候被设置的呢？ 在讲请求的模型参数绑定的时候，可以通过在请求Request的Header中添加”content-type: application/json”这样的标识来说明请求中包含的数据的格式是JSON类型的。同样，在请求的时候也可以添加”accept: xxx“这样的标识，来表明期望服务端对本次请求返回的数据的格式。例如期望是JSON格式”accept:application/json”，文本格式”accept: text/plain”等。这个值就是SupportedMediaTypes。
在服务端，也可以对返回的数据格式做设置，例如下面的代码：
[Produces("application/json")]
public Book GetModel()
{
return new Book() { Code = "1001", Name = "ASP" };
}
通过这个ProducesAttribute设置的值最终就会被赋值给ObjectResult.ContentTypes，最终传递给context.ContentType。ProducesAttribute实际是一个IResultFilter，代码如下：
public class ProducesAttribute : Attribute, IResultFilter, IOrderedFilter, IApiResponseMetadataProvider { //部分代码省略 public virtual void OnResultExecuting(ResultExecutingContext context) { //部分代码省略 SetContentTypes(objectResult.ContentTypes); } public void SetContentTypes(MediaTypeCollection contentTypes) { contentTypes.Clear(); foreach (var contentType in ContentTypes) { contentTypes.Add(contentType); } } private MediaTypeCollection GetContentTypes(string firstArg, string[] args) { var completeArgs = new List<string>(); completeArgs.Add(firstArg); completeArgs.AddRange(args); var contentTypes = new MediaTypeCollection(); foreach (var arg in completeArgs) { var contentType = new MediaType(arg); if (contentType.HasWildcard) { throw new InvalidOperationException( Resources.FormatMatchAllContentTypeIsNotAllowed(arg)); } contentTypes.Add(arg); } return contentTypes; } }
在执行OnResultExecuting的时候，会将设置的”application/json”赋值给ObjectResult.ContentTypes。所以请求最终返回结果的数据格式是由二者”协商”决定的。下面回到Formatter的筛选方法FormatterSelector.SelectFormatter()，这个方法写在DefaultOutputFormatterSelector.cs中。精简后的代码如下：
public class DefaultOutputFormatterSelector : OutputFormatterSelector
{
//部分代码略
public override IOutputFormatter SelectFormatter(OutputFormatterCanWriteContext context, IList formatters, MediaTypeCollection contentTypes)
{
//部分代码略
var request = context.HttpContext.Request;
var acceptableMediaTypes = GetAcceptableMediaTypes(request);
var selectFormatterWithoutRegardingAcceptHeader = false;
IOutputFormatter selectedFormatter = null;
if (acceptableMediaTypes.Count == 0)
{
//客户端未设置Accept标头的情况
selectFormatterWithoutRegardingAcceptHeader = true;
}
else
{
if (contentTypes.Count == 0)
{
//服务端未指定数据格式的情况
selectedFormatter = SelectFormatterUsingSortedAcceptHeaders(
context,
formatters,
acceptableMediaTypes);
}
else
{
//客户端和服务端均指定了数据格式的情况
selectedFormatter = SelectFormatterUsingSortedAcceptHeadersAndContentTypes(
context,
formatters,
acceptableMediaTypes,
contentTypes);
}
if (selectedFormatter == null)
{
//如果未找到合适的，由系统参数ReturnHttpNotAcceptable决定直接返回错误
//还是忽略客户端的Accept设置再筛选一次
if (!_returnHttpNotAcceptable)
{
selectFormatterWithoutRegardingAcceptHeader = true;
}
}
}
if (selectFormatterWithoutRegardingAcceptHeader)
{
//Accept标头未设置或者被忽略的情况
if (contentTypes.Count == 0)
{
//服务端也未指定数据格式的情况
selectedFormatter = SelectFormatterNotUsingContentType(
context,
formatters);
}
else
{
//服务端指定数据格式的情况
selectedFormatter = SelectFormatterUsingAnyAcceptableContentType(
context,
formatters,
contentTypes);
}
}
if (selectedFormatter == null)
{
// No formatter supports this.
_logger.NoFormatter(context);
return null;
}
_logger.FormatterSelected(selectedFormatter, context);
return selectedFormatter;
}
// 4种情况对应的4个方法略
// SelectFormatterNotUsingContentType
// SelectFormatterUsingSortedAcceptHeaders
// SelectFormatterUsingAnyAcceptableContentType
// SelectFormatterUsingSortedAcceptHeadersAndContentTypes
}
DefaultOutputFormatterSelector根据客户端和服务端关于返回数据格式的设置的4种不同情况作了分别处理，优化了查找顺序，此处就不详细讲解了。
总结一下这个规则：
- 只有在Action返回类型为ObjectResult的时候才会进行”协商”。如果返回类型为JsonResult、ContentResult、ViewResult等特定ActionResult，无论请求是否设置了accept标识，都会被忽略，会固定返回 JSON、String，Html类型的结果。
- 当系统检测到请求是来自浏览器时，会忽略 其Header中Accept 的设置，所以会由服务器端设置的格式决定（未做特殊配置时，系统默认为JSON）。 这是为了在使用不同浏览器使用 API 时提供更一致的体验。系统提供了参数RespectBrowserAcceptHeader，即尊重浏览器在请求的Header中关于Accept的设置，默认值为false。将其设置为true的时候，浏览器请求中的Accept 标识才会生效。注意这只是使该Accept 标识生效，依然不能由其决定返回格式，会进入”协商”阶段。
- 若二者均未设置，采用默认的JSON格式。
- 若二者其中有一个被设置，采用该设置值。
- 若二者均设置且不一致，即二者值不相同且没有包含关系（有通配符的情况），会判断系统参数ReturnHttpNotAcceptable（返回不可接受，默认值为false），若ReturnHttpNotAcceptable值为false，则忽略客户端的Accept设置，按照无Accept设置的情况再次筛选一次Formatter。如果该值为true，则直接返回状态406。
涉及的两个系统参数RespectBrowserAcceptHeader和ReturnHttpNotAcceptable的设置方法是在 Startup.cs 中通过如下代码设置：
services.AddMvc(
options =>
{
options.RespectBrowserAcceptHeader = true;
options.ReturnHttpNotAcceptable = true;
}
)
最终，通过上述方法找到了合适的Formatter，接着就是通过该Formatter的WriteAsync方法将请求结果格式化后写入HttpContext.Response中。JsonOutputFormatter重写了OutputFormatter的WriteResponseBodyAsync方法（WriteAsync方法会调用WriteResponseBodyAsync方法），代码如下：
public override async Task WriteResponseBodyAsync(OutputFormatterWriteContext context, Encoding selectedEncoding)
{
if (context == null)
{
throw new ArgumentNullException(nameof(context));
}
if (selectedEncoding == null)
{
throw new ArgumentNullException(nameof(selectedEncoding));
}
var response = context.HttpContext.Response;
using (var writer = context.WriterFactory(response.Body, selectedEncoding))
{
WriteObject(writer, context.Object);
// Perf: call FlushAsync to call WriteAsync on the stream with any content left in the TextWriter's
// buffers. This is better than just letting dispose handle it (which would result in a synchronous
// write).
await writer.FlushAsync();
}
}
这个方法的功能就是将结果数据转换为JSON并写入HttpContext.Response. Body中。至此，请求结果就按照JSON的格式返回给客户端了。
在实际项目中，如果上述的几种格式均不能满足需求，比如某种数据经常需要通过特殊的格式传输，想自定义一种格式，该如何实现呢？通过本节的介绍，可以想到两种方式，即自定义一种IActionResult或者自定义一种IOutputFormatter。
二、自定义IActionResult
举个简单的例子，以第一节的第3个例子为例，该例通过 “return new JsonResult(new Book() { Code = “1001”, Name = “ASP” })”返回了一个JsonResult。
返回的JSON值为：
{"code":"1001","name":"ASP"}
假如对于Book这种类型，希望用特殊的格式返回，例如这样的格式：
Book Code:[1001]|Book Name:
可以通过自定义一个类似JsonResult的类来实现。代码如下：
public class BookResult : ActionResult
{
public BookResult(Book content)
{
Content = content;
}
public Book Content { get; set; }
public string ContentType { get; set; }
public int? StatusCode { get; set; }
public override async Task ExecuteResultAsync(ActionContext context)
{
if (context == null)
{
throw new ArgumentNullException(nameof(context));
}
var executor = context.HttpContext.RequestServices.GetRequiredService>();
await executor.ExecuteAsync(context, this);
}
}
定义了一个名为BookResult的类，为了方便继承了ActionResult。由于是为了处理Book类型，在构造函数中添加了Book类型的参数，并将该参数赋值给属性Content。重写ExecuteResultAsync方法，对应JsonResultExecutor，还需要自定义一个BookResultExecutor。代码如下：
public class BookResultExecutor : IActionResultExecutor
{
private const string DefaultContentType = "text/plain; charset=utf-8";
private readonly IHttpResponseStreamWriterFactory _httpResponseStreamWriterFactory;
public BookResultExecutor(IHttpResponseStreamWriterFactory httpResponseStreamWriterFactory)
{
_httpResponseStreamWriterFactory = httpResponseStreamWriterFactory;
}
private static string FormatToString(Book book)
{
return string.Format("Book Code:[{0}]|Book Name:", book.Code, book.Name);
}
///
public virtual async Task ExecuteAsync(ActionContext context, BookResult result)
{
if (context == null)
{
throw new ArgumentNullException(nameof(context));
}
if (result == null)
{
throw new ArgumentNullException(nameof(result));
}
var response = context.HttpContext.Response;
string resolvedContentType;
Encoding resolvedContentTypeEncoding;
ResponseContentTypeHelper.ResolveContentTypeAndEncoding(
result.ContentType,
response.ContentType,
DefaultContentType,
out resolvedContentType,
out resolvedContentTypeEncoding);
response.ContentType = resolvedContentType;
if (result.StatusCode != null)
{
response.StatusCode = result.StatusCode.Value;
}
string content = FormatToString(result.Content);
if (result.Content != null)
{
response.ContentLength = resolvedContentTypeEncoding.GetByteCount(content);
using (var textWriter = _httpResponseStreamWriterFactory.CreateWriter(response.Body, resolvedContentTypeEncoding))
{
await textWriter.WriteAsync(content);
await textWriter.FlushAsync();
}
}
}
}
这里定义了默认的ContentType 类型，采用了文本格式，即”text/plain; charset=utf-8″，这会在请求结果的Header中出现。为了特殊说明这个格式，也可以自定义一个特殊类型，例如”text/book; charset=utf-8″，这需要项目中提前约定好。定义了一个FormatToString方法用于将Book类型的数据格式化。最终将格式化的数据写入Response.Body中。
这个BookResultExecutor定义之后，需要在依赖注入中（Startup文件中的ConfigureServices方法）注册：
public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
{
//省略部分代码
services.TryAddSingleton, BookResultExecutor>();
}
至此，这个自定义的BookResult就可以被使用了，例如下面代码所示的Action：
public BookResult GetBookResult()
{
return new BookResult(new Book() { Code = "1001", Name = "ASP" });
}
用Fiddler访问这个Action测试一下,返回结果如下：
Book Code:[1001]|Book Name:
Header值：
Content-Length: 32
Content-Type: text/book; charset=utf-8
这是自定义了Content-Type的结果。
三、 自定义格式化类
对于上一节的例子，也可以对照JsonOutputFormatter来自定义一个格式化类来实现。将新定义一个名为BookOutputFormatter的类，也如同JsonOutputFormatter一样继承TextOutputFormatter。代码如下：
public class BookOutputFormatter : TextOutputFormatter
{
public BookOutputFormatter()
{
SupportedEncodings.Add(Encoding.UTF8);
SupportedEncodings.Add(Encoding.Unicode);
SupportedMediaTypes.Add("text/book");
}
public override bool CanWriteResult(OutputFormatterCanWriteContext context)
{
if (context == null)
{
throw new ArgumentNullException(nameof(context));
}
if (context.ObjectType == typeof(Book) || context.Object is Book)
{
return base.CanWriteResult(context);
}
return false;
}
private static string FormatToString(Book book)
{
return string.Format("Book Code:[{0}]|Book Name:",book.Code,book.Name);
}
public override async Task WriteResponseBodyAsync(OutputFormatterWriteContext context, Encoding selectedEncoding)
{
if (context == null)
{
throw new ArgumentNullException(nameof(context));
}
if (selectedEncoding == null)
{
throw new ArgumentNullException(nameof(selectedEncoding));
}
var valueAsString = FormatToString(context.Object as Book);
if (string.IsNullOrEmpty(valueAsString))
{
await Task.CompletedTask;
}
var response = context.HttpContext.Response;
await response.WriteAsync(valueAsString, selectedEncoding);
}
}
首先在构造函数中定义它所支持的字符集和Content-type类型。重写CanWriteResult方法，这是用于确定它是否能处理对应的请求返回结果。可以在此方法中做多种判断，最终返回bool类型的结果。本例比较简单，仅是判断返回的结果是否为Book类型。同样定义了FormatToString方法用于请求结果的格式化。最后重写WriteResponseBodyAsync方法，将格式化后的结果写入Response.Body中。
BookOutputFormatter定义之后也需要注册到系统中去，例如如下代码：
services.AddMvc(
options =>
{
options.OutputFormatters.Insert(0,new BookOutputFormatter());
}
)
这里采用了Insert方法，也就是将其插入了OutputFormatters集合的第一个。所以在筛选OutputFormatters的时候，它也是第一个。此时的OutputFormatters如下图 3
图 3
通过Fiddler测试一下，以第一节返回Book类型的第4个例子为例：
public Book GetModel()
{
return new Book() { Code = "1001", Name = "ASP" };
}
当设定accept: text/book或者未设定accept的时候，采用了自定义的BookOutputFormatter，返回结果为：
Book Code:[1001]|Book Name:
Content-Type值是：Content-Type: text/book; charset=utf-8。
当设定accept: application/json的时候，返回JSON，值为：
{“code”:”1001″,”name”:”ASP”}
Content-Type值是：Content-Type: application/json; charset=utf-8。
这是由于BookOutputFormatter类型排在了JsonOutputFormatter的前面，所以对于Book类型会首先采用BookOutputFormatter，当客户端通过Accept方式要求返回结果为JSON的时候，才采用了JSON类型。测试一下服务端的要求。将这个Action添加Produces设置，代码如下：
[Produces("application/json")]
public Book GetModel()
{
return new Book() { Code = "1001", Name = "ASP" };
}
此时无论设定accept: text/book或者未设定accept的情况，都会按照JSON的方式返回结果。这也验证了第二节关于服务端和客户端”协商”的规则。
四、添加XML类型支持
第三、四节通过自定义的方式实现了特殊格式的处理，在项目中常见的格式还有XML，这在ASP.NET Core中没有做默认支持。如果需要XML格式的支持，可以通过NuGet添加相应的包。
在NuGet中搜索并安装Microsoft.AspNetCore.Mvc.Formatters.Xml，如下图 4
图 4
不需要像BookOutputFormatter那样都注册方式，系统提供了注册方法：
services.AddMvc().AddXmlSerializerFormatters()；
或者
services.AddMvc().AddXmlDataContractSerializerFormatters();
分别对应了两种格式化程序：
System.Xml.Serialization.XmlSerializer；
System.Runtime.Serialization.DataContractSerializer；
二者的区别就不在这里描述了。注册之后，就可以通过在请求的Header中通过设置”accept: application/xml”来获取XML类型的结果了。访问上一节的返回结果类型为Book的例子，返回的结果如下：
1001
Content-Type值是：Content-Type: application/xml; charset=utf-8。
本文地址：asp.net core: 二十一. 内容协商与自定义iactionresult和格式化类
Original: https://www.cnblogs.com/FlyLolo/p/ASPNETCore2_21.html
Author: FlyLolo
Title: ASP.NET Core 2.2 : 二十一. 内容协商与自定义IActionResult和格式化类
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