ASP.NET MVC的Model元数据提供机制的实现

在前面的介绍中我们已经提到过表示Model元数据的ModelMetadata对象最终是通过一个名为ModelMetadataProvider的组件提供的，接下来我们着重讨论基于ModelMetadataProvider的Model元数据提供机制及其扩展。[本文已经同步到《How ASP.NET MVC Works?》中]

一、 ModelMetadataProvider

在ASP.NET MVC的Model元数据相关的应用编程接口中，用于创建Model元数据的ModelMetadataProvider接继承自抽象类ModelMetadataProvider。如下面的代码片断所示，ModelMetadataProvide具有三个抽象方法。GetMetadataForProperties方法用于获取表示针对指定容器对象和类型所有属性的Model元数据集合，GetMetadataForProperty获取针对指定容器对象和类型某个具体属性对象的Model元数据，而GetMetadataForType则直接返回针对容器对象和类型的Model元数据。

public abstract class ModelMetadataProvider
{
    public abstract IEnumerable<ModelMetadata> GetMetadataForProperties( object container, Type containerType);
    public abstract ModelMetadata GetMetadataForProperty(Func<object> modelAccessor, Type containerType, string propertyName);
    public abstract ModelMetadata GetMetadataForType(Func<object> modelAccessor, Type modelType);
}

注：在本文中提及的ModelMetadataProvider在大部分情况泛指直接或者间接继承自抽象类ModelMetadataProvider，用于提供Model元数据的提供者对象或者类型，请读者注意区分。

在ASP.NET MVC的元数据解析系统中使用的ModelMetadataProvider最终通过类型ModelMetadataProviders获取。如下面的代码片断所示，ModelMetadataProviders具有一个ModelMetadataProvider类型的静态可读可写属性Current用于获取和设置当前使用的ModelMetadataProvider。

public class ModelMetadataProviders
{
    public static ModelMetadataProvider Current { get; set; }
}

二、DataAnnotationsModelMetadataProvider

通过前面的介绍我们知道Model元数据是通过定义在System.ComponentModel.DataAnnotations命名空间下的标注特性来定义的，Model元数据解析系统通过对应用在表示Model的数据类型及其属性成员的标注特性进行解析从而对创建的Model元数据进行对应的初始化，而这个工作是通过DataAnnotationsModelMetadataProvider来实现的。

不过DataAnnotationsModelMetadataProvider并没有直接继承自ModelMetadataProvider，而是继承自抽象类AssociatedMetadataProvider，后者是ModelMetadataProvider的子类。AssociatedMetadataProvider的主要作用是对应用在Model类型或属性上所有“关联”的特性，这也是它命名的由来。如下面的代码片断所示，AssociatedMetadataProvider实现了定义在ModelMetadataProvider的三个方法。

public abstract class AssociatedMetadataProvider : ModelMetadataProvider
{
    protected abstract ModelMetadata CreateMetadata(IEnumerable<Attribute> attributes, Type containerType, Func<object> modelAccessor, Type modelType, string propertyName);

    public override IEnumerable<ModelMetadata> GetMetadataForProperties(object container, Type containerType);
    public override ModelMetadata GetMetadataForProperty(Func<object> modelAccessor, Type containerType, string propertyName);
    public override ModelMetadata GetMetadataForType(Func<object> modelAccessor, Type modelType);
}

对于AssociatedMetadataProvider实现的三个方法，它并紧紧是通过反射将应用在Model类型和对应属性上的所有特性，并将这个特性列表作为参数（attributes）传入抽象方法CreateMetadata完成Model元数据的创建。值得一提的是，当通过调用CreateMetadata创建出ModelMetadata之后，会从特性列表中筛选出实现了IMetadataAware接口的特性，并将该ModelMetadata对象作为参数调用它们的OnMetadataCreated方法。

继承自AssociatedMetadataProvider的DataAnnotationsModelMetadataProvider实现了抽象方法，它根据传入的特性列表以及其他相关的信息（用于创建Model对象的委托、容器和Model类型以及属性名称）实现对Model元数据的最终创建。下面的代码片断就是整个DataAnnotationsModelMetadataProvider类型的定义。

public class DataAnnotationsModelMetadataProvider : AssociatedMetadataProvider
{
    public DataAnnotationsModelMetadataProvider();
    protected override ModelMetadata CreateMetadata(IEnumerable<Attribute> attributes, Type containerType,
    Func<object> modelAccessor, Type modelType, string propertyName);
}

包含在Model元数据提供系统的ModelMetadataProvider、AssociatedMetadataProvider、DataAnnotationsModelMetadataProvider和ModelMetadataProviders与ModelMetadata之间的关系可以通过如下图所示的UML来体现。

DataAnnotationsModelMetadataProvider最终实现了基于标注特性的Model元数据的解析，但是在默认情况下使用的ModelMetadataProvider类型却不是DataAnnotationsModelMetadataProvider，而是CachedDataAnnotationsModelMetadataProvider，它对解析出来的元数据信息进行了相应的环村以提供性能，其实最终实现对Model元数据创建的还是DataAnnotationsModelMetadataProvider。

三、对Model元数据提供系统的扩展

对Model元数据提供系统的扩展主要体现在对ModelMetadataProvider自定义上。基于标注特性的元数据定义方式最终是通过DataAnnotationsModelMetadataProvider来实现，通过自定义ModelMetadataProvider我们完全可以提供一种全新的Model元数据定义方式。不过我们经常使用的方式还是通过继承DataAnnotationsModelMetadataProvider在现有的元数据提供机制上做一些扩展。

在《一个重要的接口：IMetadataAware》中我们创建了一个用于控制目标元素显示名称的DisplayTextAttribute特性。该特性支持基于资源文件的本地化，并且可以省去对资源条目名称和资源类型的显式指定。该DisplayTextAttribute特性是通过实现IMetadataAware接口的形式实现的，现在我们将它转换成基于自定义ModelMetadataProvider的实现方式。对于之前定义的DisplayTextAttribute特性，我们只需要对其进行简单的修改。如下面的代码片断所示，我们删除了它实现的IMetadataAware接口，将实现的OnMetadataCreated方法名改成SetMetadata。

[AttributeUsage(AttributeTargets.Class| AttributeTargets.Property)]
public class DisplayTextAttribute: Attribute
{
    private static Type staticResourceType;
    public string DisplayName { get; set; }
    public Type ResourceType { get; set; }

    public DisplayTextAttribute()
    {
        this.ResourceType = staticResourceType;
    }

    public void SetMetadata(ModelMetadata metadata)
    {
        this.DisplayName = this.DisplayName ?? (metadata.PropertyName ?? metadata.ModelType.Name);
        if (null == this.ResourceType)
        {
            metadata.DisplayName = this.DisplayName;
            return;
        }
        PropertyInfo property = this.ResourceType.GetProperty(this.DisplayName, BindingFlags.NonPublic|BindingFlags.Public| BindingFlags.Static);
        metadata.DisplayName = property.GetValue(null, null).ToString();
    }

    public static void SetResourceType(Type resourceType)
    {
        staticResourceType = resourceType;
    }
}

为了将DisplayTextAttribute应用到Model元数据的初始化过程中，我们通过继承DataAnnotationsModelMetadataProvider创建了如下一个ExtendedDataAnnotationsProvider。在重写的CreateMetadata方法中，我们先调用基类的同名方法得到一个ModelMetadata对象。如果该对象的DisplayName属性为空，在从特性列表中获取DisplayTextAttribute特性并调用其SetDisplayName方法对ModelMetadata的DisplayName属性进行设置。

public class ExtendedDataAnnotationsProvider : DataAnnotationsModelMetadataProvider
{
    protected override ModelMetadata CreateMetadata(IEnumerable<Attribute> attributes, Type containerType,  Func<object> modelAccessor, Type modelType, string propertyName)
    {
        ModelMetadata metadata = base.CreateMetadata(attributes, containerType, modelAccessor, modelType, propertyName);
        if(string.IsNullOrEmpty(metadata.DisplayName))
        {
            DisplayTextAttribute displayTextAttribute =  attributes.OfType<DisplayTextAttribute>().FirstOrDefault();
            if (null != displayTextAttribute)
            {
                displayTextAttribute.SetDisplayName(metadata);
            }
        }
        return metadata;
    }
}

对于之前创建的演示实例，如果我们在Global.asax中通过如下的方式对我们自定义的ExtendedDataAnnotationsProvider进行注册，该实例应用同样可以正常运行。

public class MvcApplication : System.Web.HttpApplication
{
    //其他成员
    protected void Application_Start()
    {
        //其他操作
        DisplayTextAttribute.SetResourceType(typeof(Resources));
        ModelMetadataProviders.Current = new ExtendedDataAnnotationsProvider();
    }
}

这个实例直接使用了扩展的DataAnnotationsModelMetadataProvider替换了默认的CachedDataAnnotationsModelMetadataProvider，意味着失去了对成功解析出来的元数据的缓存功能，会对性能造成一定的影响。但是由于CachedDataAnnotationsModelMetadataProvider已经将CreateMetadata方法封闭（Seal），又不能直接继承CachedDataAnnotationsModelMetadataProvider。如果项目里面确实需要使用到类似的用法，可以考虑自己实现缓存。