Cuture.AspNetCore.ResponseAutoWrapper

1. Intro

用于asp.net core的响应和异常自动包装器，使Action提供一致的响应内容格式

• 不需要修改 Controller 的 Action 返回类型即可自动包装；
• 支持Swagger，能够正确展示包装后的类型结构；
• 支持自定义响应结构、自定义异常解析，取消状态码覆写等；
• 支持复杂类型的 Code 和 Message，不局限于 int 和 string；
• 基于asp.net core自身的特性实现，兼容性较好，性能影响较低（目前只做了初步的测试，在简单场景下，性能降低大概在5%左右）；
• 灵活的筛选方式，可以更准确的筛选出不需要包装的Action；

NOTE!!!

• 不支持包装 Middleware 直接写入的响应内容，以及各种直接 Map 的 MiniApi；（但出现异常时还是会触发异常包装）

执行流程概览：

2. 注意项

• 目标框架net6.0+
• 包装功能由两个包装器实现：
  • 基于ResultFilter的ActionResult包装器：针对方法的返回值包装；
  • 基于中间件的包装器：针对异常、非200响应包装；
• 默认响应格式为

  {
      "code": 200,  //状态码 (int)
      "message": "string", //消息 (string)
      "data": {}  //Action的原始响应内容
  }

• 四个针对场景的包装器（都已经有默认实现，可以自行实现后注入DI容器，替换默认的功能）：
  • IActionResultWrapper<TResponse, TCode, TMessage>: 针对ActionResult的包装器；
  • IExceptionWrapper<TResponse, TCode, TMessage>: 针对中间件中捕获到异常的包装器；
  • IInvalidModelStateWrapper<TResponse, TCode, TMessage>: 参数验证失败的包装器；
  • INotOKStatusCodeWrapper<TResponse, TCode, TMessage>: 中间件中StatusCode非200的响应包装器；
• 默认的IActionResultWrapper实现只会处理ObjectResult、EmptyResult；

可能与其它第三方组件存在的冲突点

• ResultFilter中会频繁未加锁读取ActionDescriptor.Properties，如果存在不正确的写入，可能引发一些问题；
• 使用动态添加ProducesResponseTypeAttribute的方式实现的OpenAPI支持，可能存在不完善的地方；
• asp.net core3.1不支持IAuthorizationMiddlewareResultHandler，不支持选项HandleAuthorizationResult；
• 授权和认证失败的包装需要手动指定对应组件的失败处理方法，否则可能无法包装；
• 参数验证失败的包装通过设置ApiBehaviorOptions.InvalidModelStateResponseFactory实现，可能有处理逻辑冲突；

3. 如何使用

3.1 安装Nuget包

Install-Package Cuture.AspNetCore.ResponseAutoWrapper -IncludePrerelease

3.2 启用ResultFilter包装器

在Startup.ConfigureServices中添加相关服务并进行配置

services.AddResponseAutoWrapper(options =>
{
    //options.ActionNoWrapPredicate     //Action的筛选委托，默认会过滤掉标记了NoResponseWrapAttribute的方法
    //options.DisableOpenAPISupport     //禁用OpenAPI支持，Swagger将不会显示包装后的格式，也会解除响应类型必须为object泛型的限制
    //options.HandleAuthorizationResult     //处理授权结果（可能无效，需要自行测试）
    //options.HandleInvalidModelState       //处理无效模型状态
    //options.RewriteStatusCode;     //包装时不覆写非200的HTTP状态码
});

3.3 启用中间件包装器

在Startup.Configure中启用中间件并进行配置

app.UseResponseAutoWrapper(options =>
{
    //options.CatchExceptions 是否捕获异常
    //options.ThrowCaughtExceptions 捕获到异常处理结束后，是否再将异常抛出
    //options.DefaultOutputFormatterSelector 默认输出格式化器选择委托，选择在请求中无 Accept 时，用于格式化响应的 IOutputFormatter
});

至此所有相关配置完成，Action的响应内容将被自动包装；

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4. 定制化

4.1 自定义消息内容

• 方法一：Action方法直接返回TResponse及其子类时，不会对其进行包装，默认TResponse为GenericApiResponse<int, string, object>，使用默认配置时，方法直接返回ApiResponse及其子类即可

  [HttpGet]
  public ApiResponse GetWithCustomMessage()
  {
      return EmptyApiResponse.Create("自定义消息");
  }

  返回结果为

  {
  "data": null,
  "code": 200,
  "message": "自定义消息"
  }

• 方法二：通过Microsoft.AspNetCore.Http命名空间下HttpContext的拓展方法DescribeResponse<TCode, TMessage>进行描述

  [HttpGet]
  public WeatherForecast[] Get()
  {
      HttpContext.DescribeResponse(10086, "Hello world!");
      return null;
  }

  返回结果为

  {
  "data": null,
  "code": 10086,
  "message": "Hello world!"
  }

4.2 自定义统一响应类型TResponse

默认的ApiResponse不能满足需求时，可自行实现并替换TResponse

4.1.1 定义类型

public class CommonResponse<TData>
{
    public string Code { get; set; }

    public string Tips { get; set; }

    public TData Result { get; set; }
}

• Data 对应的泛型参数必须为最后一个泛型参数；
• 当禁用 OpenAPI支持 时，响应类型可以不是泛型；

4.1.2 实现Wrapper

Wrapper可以自行分别实现每个接口，也可以继承 AbstractResponseWrapper<TResponse, TCode, TMessage> 快速实现

public class CustomWrapper : AbstractResponseWrapper<CommonResponse<object>, string, string>
{
    public CustomWrapper(IWrapTypeCreator<string, string> wrapTypeCreator, IOptions<ResponseAutoWrapperOptions> optionsAccessor) : base(wrapTypeCreator, optionsAccessor)
    {
    }

    public override CommonResponse<object>? ExceptionWrap(HttpContext context, Exception exception)
    {
        return new CommonResponse<object>() { Code = "E4000", Tips = "SERVER ERROR" };
    }

    public override CommonResponse<object>? InvalidModelStateWrap(ActionContext context)
    {
        return new CommonResponse<object>() { Code = "E3000", Tips = "SERVER ERROR" };
    }

    public override CommonResponse<object>? NotOKStatusCodeWrap(HttpContext context)
    {
        return null;
    }

    protected override CommonResponse<object>? ActionEmptyResultWrap(ResultExecutingContext context, EmptyResult emptyResult, ResponseDescription<string, string>? description)
    {
        return new CommonResponse<object>() { Code = description?.Code ?? "E2000", Tips = description?.Message ?? "NO CONTENT" };
    }

    protected override CommonResponse<object>? ActionObjectResultWrap(ResultExecutingContext context, ObjectResult objectResult, ResponseDescription<string, string>? description)
    {
        return new CommonResponse<object>() { Code = description?.Code ?? "E2000", Tips = description?.Message ?? "NO CONTENT", Result = objectResult.Value };
    }
}

• 当 wrapper 返回 null 时，则不进行包装；

4.1.3 配置使用自定义类型

services.AddResponseAutoWrapper<CommonResponse<object>, string, string>()
        .ConfigureWrappers(options => options.AddWrappers<CustomWrapper>());

• Response Data 对应的泛型参数在此处必须为 object；
• 此示例中 TCode 为 string，TMessage 为 string，则使用 DescribeResponse 进行描述时，参数类型必须对应为 string, string；

至此已完成配置，统一响应内容格式变更为：

{
    "code": "string",
    "tips": "string",
    "result": {}
}

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Note!!!

• 仅当禁用OpenAPI支持时，TResponse才能不是一个泛型参数为object的泛型；
• 更多信息可参考 sample/CustomStructureWebApplication、sample/SimpleWebApplication 以及 test/ResponseAutoWrapper.TestHost 项目；
• 默认情况下不会包装使用[NoResponseWrapAttribute]标记的方法；

4.3 其它自定义

使用自行实现的接口注入DI容器替换掉默认实现即可完成一些其它的自定义

• IActionResultWrapper<TResponse, TCode, TMessage>: ActionResult包装器；
• IExceptionWrapper<TResponse, TCode, TMessage>: 捕获异常时的响应包装器；
• IInvalidModelStateWrapper<TResponse, TCode, TMessage>: 模型验证失败时的响应包装器；
• INotOKStatusCodeWrapper<TResponse, TCode, TMessage>: 非200状态码时的响应包装器；
• IWrapTypeCreator<TCode, TMessage>: 确认Action返回对象类型是否需要包装，以及创建OpenAPI展示的泛型类；

4.4 动态取消包装

调用 HttpContext 的拓展方法 DoNotWrapResponse ，以动态的取消对当前响应的包装；使用拓展方法 IsSetDoNotWrapResponse 可以检查当前上下文是否已标记为不包装响应值；

HttpContext.DoNotWrapResponse();

5. 性能测试结果

多次迭代后，数据可能略微变动，但影响理论上仍然是固定比例的，不会随响应内容大小而变化

• 系统：Ubuntu20.04 on WSL2 host by Windows10-21H1
• CPU：I7-8700
• 平台：asp.net core 5.0
• 测试软件：wrk
• 测试软件参数：-t 3 -c 100 -d 30s
• 测试Action为：

  [HttpGet]
  public IEnumerable<WeatherForecast> Get(int count = 5)
  {
      return WeatherForecast.GenerateData(count);
  }

• 测试均为使用localhost，以尽量减少网络的影响；
• 对比对象分别为：
  • Origin：原生，没有进行包装
  • Cuture.AspNetCore.ResponseAutoWrapper：此自动包装库
  • AutoWrapper.Core：另一个同类型的自动包装库
• 结果为多次运行取峰值；
• 测试环境不专业，会有一定的误差，数值仅供参考；

数据（单位 Requests/sec）

count	Origin	Cuture.AspNetCore.ResponseAutoWrapper	AutoWrapper.Core
1	123267.40	111868.34	91202.04
10	108264.80	103125.32	67001.92
50	76310.72	73451.83	32275.47