C# WebApi 路由機制剖析

前言：從MVC到WebApi，路由機制一直是伴隨著這些技術的一個重要組成部分。

它可以很簡單：如果你僅僅只需要會用一些簡單的路由，如/Home/Index，那么你只需要配置一個默認路由就能簡單搞定；

它可以很神秘：你的url可以千變萬化，看到一些看似“無厘頭”的url，感覺很難理解它如何找到匹配的action，例如/api/user/1/detail，這樣一個url可以讓你糾結半天。

它可以很晦澀：當面試官提問“請簡單分析下MVC路由機制的原理”，你可能事先就準備好了答案，然后噼里啪啦一頓（型如：UrlRoutingModule→Routes→RouteData→RequestContext→Controller），你可能回答很流利，但并不一定能理解這些個對象到底是啥意思。兩年前的面試，博主也這樣做過。

博主覺得，究竟路由機制在你的印象中處于哪一面，完全取決于你的求知欲。路由機制博大精深，博主并未完全理解，但博主是一個好奇心重的人，總覺得神秘的東西就得探索個究竟。今天，博主根據自己的理解，分享下WebApi里面路由的原理以及使用，如有考慮不周，歡迎園友們指正。

一、MVC和WebApi路由機制比較

1、MVC里面的路由

在MVC里面，默認路由機制是通過url路徑去匹配對應的action方法，比如/Home/GetUser這個url，就表示匹配Home這個Controller下面的GetUser方法，這個很好理解，因為在MVC里面定義了一個默認路由，在App_Start文件夾下面有一個RouteConfig.cs文件

public class RouteConfig
 {
  public static void RegisterRoutes(RouteCollection routes)
  {
   routes.IgnoreRoute("{resource}.axd/{*pathInfo}");

   routes.MapRoute(
    name: "Default",
    url: "{controller}/{action}/{id}",
    defaults: new { controller = "Department", action = "Index", id = UrlParameter.Optional }
   );
  }
 }

url: "{controller}/{action}/{id}"這個定義了我們url的規則，{controller}/{action}定義了路由的必須參數，{id}是可選參數

2、WebApi里面的路由

和MVC里面的路由有點不同，WebApi的默認路由是通過http的方法（get/post/put/delete）去匹配對應的action，也就是說webapi的默認路由并不需要指定action的名稱。還是來看看它的默認路由配置，我們新建一個Webapi項目，在App_Start文件夾下面自動生成一個WebApiConfig.cs文件：

public static class WebApiConfig
 {
  public static void Register(HttpConfiguration config)
  {
   // Web API 路由
   config.MapHttpAttributeRoutes();

   config.Routes.MapHttpRoute(
    name: "DefaultApi",
    routeTemplate: "api/{controller}/{id}",
    defaults: new { id = RouteParameter.Optional }
   );
  }
 }

和MVC類似，routeTemplate: "api/{controller}/{id}"這個定義了路由的模板，api/{controller}是必選參數，{id}是可選參數，那么問題就來了，如果我們的url不包含action的名稱，那么如何找到請求的方法呢？我們先來簡單看一個例子：

public class OrderController : ApiController
 {
  [HttpGet]
  public object GetAll()
  {
   return "Success";
  }
 }

我們通過url來訪問

說明請求能夠成功。

為什么這個請求能夠成功呢？那是因為，當我們訪問http://localhost:21528/api/Order這個路徑的時候，webapi的路由引擎會自動去匹配"api/{controller}/{id}"這個模板，于是找到了控制器是Order這個，那么問題來了？它是如何定位到GetAll()這個方法的呢？這里就是和MVC不同的地方，前面說過，Webapi的路由規則是通過http方法去匹配對應的action，那么，我們通過瀏覽器訪問http://localhost:21528/api/Order這個路徑的時候，瀏覽器默認通過url訪問的都是get請求，于是webapi的路由引擎就會去找Order這個控制器里面的get請求的方法，由于沒有參數，所以自動匹配到了無參數的get請求→GetAll()方法，所以請求成功！

當然，WebApi也支持MVC里面的路由機制，但RestFul風格的服務要求請求的url里面不能包含action，所以，在WebApi里面是并不提倡使用MVC路由機制的。

這是一個最簡單的例子，下面我們就來詳細看看WebApi里面的路由原理以及使用。

二、WebApi路由基礎

1、默認路由

上面我們提到了，新建一個WebApi服務的時候，會自動在WebApiConfig.cs文件里面生成一個默認路由：

 config.Routes.MapHttpRoute(
    name: "DefaultApi",
    routeTemplate: "api/{controller}/{id}",
    defaults: new { id = RouteParameter.Optional }
   );

將MapHttpRoute()方法轉到定義可以，它有四個重載方法：

分別來看看各個參數的作用：

name:"DefaultApi"→表示此路由的名稱，這里只需要保證路由名稱不重復就OK了。

routeTemplate: "api/{controller}/{id}"→表示路由的url規則，“api”是固定部分，主要用來標識當前請求的url是一個api服務的接口，區別MVC的路由，當然，這里并不是一定要寫成“api”，如果你改成“apiserver”，那么你請求的url里面也需要寫成“apiserver”；“{controller}”是控制器的占位符部分，在真實的url里面，該部分對應的是具體的控制器的名稱，這個和MVC里面一致；“{id}”是參數的占位符部分，表示參數，一般這個參數都會在default里面設置可選。有了這個路由模板約束請求的url，比如：我們請求的url寫成http://localhost:21528/Order，那么肯定是找不到對應的路由的，因為“api”這個參數必選。如果請求的url匹配不到對應的路由，則會向客戶端返回一個404的狀態碼。

defaults: new { id = RouteParameter.Optional }→表示路由的默認值，比如上面的routeTemplate，{controller}和{id}部分都可以設置默認值，比如：defaults改成new { controller="Order", id = RouteParameter.Optional }，那么我們請求http://localhost:21528/api這個url仍然能訪問到GetAll()方法。

constraints→表示路由約束，一般是一個約束路由模板的正則表達式。比如：我們加入約束條件 constraints: new { id = @"\d+" } ，這就約束必須要匹配一到多個參數id，那么，我們在OrderController里面加入另一個方法

public class OrderController : ApiController
 {

  [HttpGet]
  public object GetAll()
  {
   return "Success";
  }

  [HttpGet]
  public object GetById(int id)
  {
   return "Success" + id ;
  }
 }

我們通過http://localhost:21528/api/Order/2來訪問，得到結果：

我們再通過http://localhost:21528/api/Order/a來訪問，得到結果：

這個是很好理解的，id的值不匹配正則表達式。

而我們訪問http://localhost:21528/api/Order。結果：

竟然連GetAll()方法都找不到了。這是為什么呢？原來就是這個約束在作怪，正則\d+表示匹配一個或多個數字，所以如果請求的url里面沒有傳數字，則自動匹配不到。所以，如果需要匹配無參的方法，我們把約束改成這樣：constraints: new { id = @"\d*" }，這個表示匹配0個或多個數字，再來試試

這樣就OK了。

上述說了那么多都是約束id的，其實你也可以使用表達式去約束controller、action等等，但一般不常用，我們就不做過多講解。

2、自定義路由

上面介紹了這么多，都是關于默認路由原理的介紹。除了默認路由，我們也可以自定義路由，我們將WebApiConfig.cs里面改成這樣：

public static class WebApiConfig
 {
  public static void Register(HttpConfiguration config)
  {
   // Web API 路由
   config.MapHttpAttributeRoutes();

   //1.默認路由
   config.Routes.MapHttpRoute(
    name: "DefaultApi",
    routeTemplate: "api/{controller}/{id}",
    defaults: new { id = RouteParameter.Optional }
   );

   //2.自定義路由一：匹配到action
   config.Routes.MapHttpRoute(
    name: "ActionApi",
    routeTemplate: "actionapi/{controller}/{action}/{id}",
    defaults: new { id = RouteParameter.Optional }
   );

   //3.自定義路由二
   config.Routes.MapHttpRoute(
    name: "TestApi",
    routeTemplate: "testapi/{controller}/{ordertype}/{id}",
    defaults: new { ordertype="aa", id = RouteParameter.Optional }
   );
  }
 }

除了默認路由，我們再加入另外兩個自定義路由規則

2.1、自定義路由一：匹配到action

第一個自定義路由很好理解，和MVC里面的路由機制保持一致，只不過為了區別默認路由，我們將路由模板的前綴改成了“actionapi”。我們通過這個自定義的路由也能找到匹配的方法。

比如我們訪問http://localhost:21528/actionapi/Order/GetAll，得到結果：

通過action的名稱來匹配很好理解，上面的GetAll()是方法名，webApi會默認它就是action的名稱，如果你想要方法名和action的名稱不一致，你也可以自定義action的名稱，這個可以通過特性ActionName來實現，如下：

[ActionName("TestActionName")]
  [HttpGet]
  public object GetById(int id)
  {
   return "Success" + id ;
  }

測試結果：

之前博主演示參數和返回值的時候都是使用的匹配到action的路由。這種用法和MVC里面保持一致，比較好理解，但是WebApi里面并不提倡。

2.2、自定義路由二

第二個自定義路由第一眼看上去是不太好理解的，沒關系，我們先來按照它的路由模板規則使用試試。

通過http://localhost:21528/testapi/Order/aa/匹配到GetAll()方法

通過http://localhost:21528/testapi/Order/aa/2匹配到的是GetById()方法

通過http://localhost:21528/testapi/Order/bb/2匹配到的也是GetById()方法。

什么意思呢？也就是說，只要{ordertype}按照路由規則去配置，都能找到對應的方法。這里的{ordertype}有什么用呢？這個要留在下面介紹特性路由的時候來解釋。

3、路由原理

有了上面的這些理論作為基礎，我們再來分析下WebApi里面路由機制的原理以及路由匹配的過程。由于WebApi的路由機制和MVC有許多的相似性，所以要想理解Webapi的路由機制，有需要搬出來那些asp.net Rounting里面的對象。這個過程有點復雜，博主就根據自己的理解，提提一些主要的過程：

1、WebApi服務啟動之后，會執行全局配置文件Global.asax.cs的protected void Application_Start(){GlobalConfiguration.Configure(WebApiConfig.Register);}方法，通過參數委托執行WebApiConfig.cs里面的public static void Register(HttpConfiguration config)這個方法，將所有配置的路由信息添加到HttpRouteCollection對象中（MVC里面可能是RoutCollection對象）保存起來。這里的HttpRoutCollection對象的實例名是Routes，這個很重要，后面要用到。

2、當我們發送請求到WebApi服務器的時候，比如我們訪問http://localhost:21528/api/Order這個url的時候，請求首先還是會被UrlRoutingModule監聽組件截獲，然后，將截獲的請求在Routes路由集合中匹配到對應的路由模板（如果匹配不到對應的路由模板，則返回404），得到對應的IHttpRoute對象。IHttpRoute對象是Routes集合里面匹配到的一個實體。

3、將IHttpRoute對象交給當前的請求的上下文對象RequestContext處理，根據IHttpRoute對象里面的url匹配到對應的controller，然后再根據http請求的類型和參數找到對應的action。這樣一個請求就能找到對應的方法了。

這個過程本身是非常復雜的，為了簡化，博主只選擇了最主要的幾個過程。更詳細的路由機制可以參考：https://www.jb51.net/article/143216.htm。這文章寫得有點深，有興趣的可以看看。

三、WebApi路由過程

通過上文路由的過程，我們知道，一個請求過來之后，路由主要需要經歷三個階段

• 根據請求的url匹配路由模板
• 找到控制器
• 找到action

1、根據請求的url匹配路由模板

這點上面已經說了很多了，主要就是路由模板的配置和url的匹配。在此不作過多說明。

2、找到控制器

如果你反編譯路由模塊的代碼，你會發現控制器的選擇主要在IHttpControllerSelector這個接口的SelectController()方法里面處理。

該方法將當前的請求以HttpRequestMessage對象作為參數傳入，返回HttpControllerDescriptor對象。這個接口默認由DefaultHttpControllerSelector這個類提供實現

默認實現的方法里面大致的算法機制是：首先在路由字典中找到實際的控制器的名稱（比如“Order”），然后在此控制器名稱上面加上字符串“Controller”的到請求控制器的全稱（比如“OrderController”），最后找到對應的WebApi的Controller，實例化就得到當前請求的控制器對象。

3、找到action

得到了控制器對象之后，Api引擎通過調用IHttpActionSelector這個接口的SelectAction()方法去匹配action。這個過程主要包括：

1. 解析當前的http請求，得到請求類型（是get、post、put還是delete）
2. 如果路由模板配置了{action}，則直接取到url里面的action名稱
3. 解析請求的參數
   

如果路由模板配置了{action}，那么找到對應的action就很簡單，如果沒有配置action，則會首先匹配請求類型（get/post/put/delete等），然后匹配請求參數，找到對應的action。我們看個例子，比如，我們的controller加如下一些方法。

public class OrderController : ApiController
 {
  [HttpGet]
  public IHttpActionResult GetAll()
  {
   return Ok<string>("Success");
  }

  [HttpGet]
  public IHttpActionResult GetById(int id)
  {
   return Ok<string>("Success" + id );
  }

  [HttpPost]
  public HttpResponseMessage PostData(int id)
  {
   return Request.CreateResponse();
  }

  [HttpPost]
  public HttpResponseMessage SavaData(ORDER order)
  {
   return Request.CreateResponse();
  }

  [HttpPut]
  public IHttpActionResult Put(int id)
  {
   return Ok();
  }

  [HttpDelete]
  public IHttpActionResult DeleteById(int id)
  {
   return Ok();
  }
 }

匹配action的結果

WebApi還提供了一個action同時支持多個http方法的請求，使用AcceptVerbs特性去標記。但博主覺得實際使用并不多，有興趣的可以了解下。

 [AcceptVerbs("GET", "POST")]
  public IHttpActionResult GetById(int id)
  {
   return Ok<string>("Success" + id );
  }

四、WebApi特性路由

上面說了這么多都是路由的一些全局配置。并且存在問題：

如果http請求的方法相同（比如都是post請求），并且請求的參數也相同。這個時候似乎就有點不太好辦了，這種情況在實際項目中還是比較多的。比如

public class OrderController : ApiController
 {
  //訂單排產
  [HttpPost]
  public void OrderProduct([FromBody]string strPostData)
  {

  }

  //訂單取消
  [HttpPost]
  public void OrderCancel([FromBody]string strPostData)
  {
   
  }

  //訂單刪除
  [HttpPost]
  public void OrderDelete([FromBody]string strPostData)
  {
   
  }
 }

這個時候如果使用我們上面講的Restful風格的路由是解決不了這個問題的。當然，有園友可能就說了，既然這樣，我們在路由模板里面加上“{action}”不就搞定了么！這樣確實可行。但還是那句話，不提倡。我們來看看如何使用特性路由解決這個問題。

1、啟動特性路由

如果要使用特性路由，首先在WebApiConfig.cs的Register方法里面必須先啟用特性路由：

public static void Register(HttpConfiguration config)
  {
   // 啟用Web API特性路由
   config.MapHttpAttributeRoutes();

   //1.默認路由
   config.Routes.MapHttpRoute(
    name: "DefaultApi",
    routeTemplate: "api/{controller}/{id}",
    defaults: new { id = RouteParameter.Optional }
   );
  }

一般情況下，當我們新建一個WebApi項目的時候，會自動在Register方法里面加上這句話。

2、最簡單的特性路由

我們在OrderController這個控制器里面加這個action

[Route("Order/SaveData")]
  [HttpPost]
  public HttpResponseMessage SavaData(ORDER order)
  {
   return Request.CreateResponse();
  }

然后我們通過Web里面的Ajax調用

$(function () {
 $.ajax({
  type: 'post',
  url: 'http://localhost:21528/Order/SaveData',
  data: { ID: 2, NO:"aaa"},
  success: function (data, status) {
   alert(data);
  }
 });
});

得到結果：

當然，有人可能就有疑義了，這個特性路由的作用和“{action}”的作用一樣嘛，其實不然，如果這里改成[Route("Test/AttrRoute")]，然后請求的url換成http://localhost:21528/Test/AttrRoute，一樣能找到對應的action。

特性路由的目的是為了解決我們公共路由模板引擎解決不了的問題。一個action定義了特性路由之后，就能通過特性路由上面的路由規則找到。

3、帶參數的特性路由

特性路由的規則可以使用“{}”占位符動態傳遞參數，比如我們有這樣一個特性路由

[Route("ordertype/{id}/order")]
  [HttpGet]
  public IHttpActionResult GetById(int id)
  {
   return Ok<string>("Success" + id );
  }

在瀏覽器里面調用

調用成功。到此，我們就能看懂本文最開始那個看似“怪異”的路由→/api/user/1/detail這個了。

4、參數的約束和默認值

[Route("api/order/{id:int=3}/ordertype")]
  [HttpGet]
  public IHttpActionResult GetById(int id)
  {
   return Ok<string>("Success" + id );
  }

這里約束可變部分{id}的取值必須是int類型。并且默認值是3.

看看效果

不滿足約束條件，則直接返回404。

5、路由前綴

在正式項目中，同一個控制器的所有的action的所有特性路由標識一個相同的前綴，這種做法并非必須，但這樣能夠增加url的可讀性。一般的做法是在控制器上面使用特性[RoutePrefix]來標識。

[RoutePrefix("api/order")]
 public class OrderController : ApiController
 {
  [Route("")]
  [HttpGet]
  public IHttpActionResult GetAll()
  {
   return Ok<string>("Success");
  }

  [Route("{id:int}")]
  [HttpGet]
  public IHttpActionResult GetById(int id)
  {
   return Ok<string>("Success" + id );
  }

  [Route("postdata")]
  [HttpPost]
  public HttpResponseMessage PostData(int id)
  {
   return Request.CreateResponse();
  }
 }

那么這個這個控制器的action的時候，都需要/api/order開頭，后面接上action特性路由的規則。

五、第一個Restful風格的WebApi服務

通過以上，我們就可以構造一個Restful風格的WebApi服務。

[RoutePrefix("api/AttrOrder")]
 public class OrderController : ApiController
 {
  [Route("")]
  [HttpGet]
  public IHttpActionResult GetAll()
  {
   return Ok<string>("Success");
  }

  [Route("{id:int=3}/OrderDetailById")]
  [HttpGet]
  public IHttpActionResult GetById(int id)
  {
   return Ok<string>("Success" + id );
  }

  [Route("{no}/OrderDetailByNo")]
  [HttpGet]
  public IHttpActionResult GetByNO(string no)
  {
   return Ok<string>("Success" + no);
  }

  [Route("{name}/OrderDetailByName")]
  [HttpGet]
  public IHttpActionResult GetByName(string name)
  {
   return Ok<string>("Success" + name);
  }

  [Route("postdata")]
  [HttpPost]
  public HttpResponseMessage PostData(int id)
  {
   return Request.CreateResponse();
  }

  [Route("Test/AttrRoute")]
  [HttpPost]
  public HttpResponseMessage SavaData(ORDER order)
  {
   return Request.CreateResponse();
  }
 }

得到結果

六、總結

整了這么久終于整完了。如果你覺得本文對你有幫助，請幫忙博主推薦，您的支持是博主最大的動力！

以上就是本文的全部內容，希望對大家的學習有所幫助，也希望大家多多支持億速云。