[ASP.NET MVC 小牛之路]18 - Web API
Web API 是ASP.NET平台新加的一个特性，它可以简单快速地创建Web服务为HTTP客户端提供API。Web API 使用的基础库是和一般的MVC框架一样的，但Web API并不是MVC框架的一部分，微软把Web API相关的类从 System.Web.Mvc 命名空间下提取了出来放在 System.Web.Http 命名空间下。这种理念是把 Web API 作为ASP.NET 平台的核心之一，以使Web API能使用在其他的Web应用中，或作为一个独立的服务引擎。本文将先带大家理解Web API，再教大家在MVC中使用Web API。
本文目录
理解 REST 和 RESTful Web API
为了更好的理解Web API，先带大家了解一下 REST 和 RESTful Web API。以下内容大多来自维基百科。
REST（全名：Representational State Transfer），中文翻译是表征状态转移（也有叫表述性状态转移），是Roy Fielding博士在2000年他的博士论文中提出来的一种软件架构风格。
REST 从资源的角度来观察整个网络，分布在各处的资源由URI确定，而客户端的应用通过URI来获取资源的表征。获得这些表征致使这些应用程序转变了其状态。随着不断获取资源的表征，客户端应用不断地在转变着其状态，所谓表征状态转移（Representational State Transfer）。
目前使用Web服务的三种主流的方式是：远程过程调用（RPC），面向服务架构（SOA）以及表征性状态转移（REST），其中REST模式的Web服务与复杂的SOA和RPC对比来讲显的更加简洁，越来越多的web服务开始采用REST风格设计和实现。
需要注意的是，REST是设计风格而不是标准，但REST设计风格常基于使用HTTP，URI，和XML以及HTML这些现有的广泛流行的协议和标准。REST设计风格有如下要点：
- 资源是由URI来指定。
- 对资源的操作包括获取、创建、修改和删除资源，这些操作正好对应HTTP协议提供的GET、POST、PUT和DELETE方法。
- 通过操作资源的表现形式来操作资源。
- 资源的表现形式则是XML或HTML，取决于读者是机器还是人，是消费web服务的客户软件还是web浏览器。当然也可以是任何其他的格式，如JSON。
另外，使用REST需要满足一些要求，如客户端和服务器结构、连接协议具有无状态性、能够利用Cache机制增进性能等。
RESTful Web API（也称为RESTful Web服务）是一个使用HTTP并遵循REST原则的Web服务。它从以下请求资源的三个方面进行定义：
- URI，比如：http://example.com/resources/。
- Web服务接受与返回的互联网媒体类型，比如：JSON，XML ，YAML 等。
- Web服务在该资源上所支持的一系列请求方法（比如：POST，GET，PUT或DELETE）。
本文要讲的ASP.NET Web API 就是RESTful Web API的一种。下表列出了在实现 RESTful Web API 时HTTP请求方法的典型用途：
不像基于SOAP的Web服务，RESTful Web服务并没有“正式”的标准。这是因为REST是一种架构，而SOAP只是一个协议。虽然REST不是一个标准，但在实现RESTful Web服务时可以使用其他各种标准（比如HTTP，URL，XML，PNG等）。
那么REST和本文要讲的ASP.NET API又有什么关系呢？请继续往下阅读。
理解 ASP.NET Web API
ASP.NET Web API（本文简称Web API），是基于ASP.NET平台构建RESTful应用程序的框架。可以说 Web API 就是为在.NET平台下构建RESTful应用程序而生的，这也是本文要先介绍REST的原因。
Web API基于在 MVC 应用程序中添加的一个特殊的 Controller，这种 Controller 称为 API Controller，和MVC普通的 Controller 相比它主要有如下两个不同的特点：
- Action 方法返回的是 Model 对象，而不是ActionResult。
- 在请求时，Action 方法是基于 HTTP 请求方式来选择的。
第一个不同点很好理解，第二个不同点可能读者不太理解，一会看完本文的示例就理解了。
从API Controller的Action方法返回给客户端的Model对象是经过JSON编码的。API Controller的设计仅是为了提供传递Web数据的服务，因此它不支持View、Layout 和其它HTML呈现相关的特性。Web API 能支持任何有Web 功能的客户端，但最常用的是为Web应用程序中的Ajax请求提供服务。
正如在 ASP.NET MVC 小牛之路]14 - Unobtrusive Ajax 中演示的，我们也可以通过普通的Controller中创建Action方法来返回JSON格式的数据来支持Ajax，但 API controller 的方式可以使得数据相关的Action和View相关的Action分开，并且使得创建只为数据服务的应用更快更简单。
一般我们会在下面这两种情况下选择使用API Controler：
- 需要大量的返回JSON格式数据的Action方法。
- 和HTML无关，只是纯粹为数据提供服务。
如果你对上面这些概念还不太理解，没关系，当你阅读完本文后再回头看一下，你会对这些概念理解得更深些。
下面我会通过例子来解释Web API是如何工作的，它非常简单，因为很多东西都和我们之前讲过的MVC的东西相同。
创建 Web API 应用程序
作为本文的示例，我们创建一个名为 WebServices 的MVC应用程序，选择Web API模板。在本文的这个例子中，我们创建一个名为 Reservation 的Model，代码如下：
namespace WebServices.Models { public class Reservation { public int ReservationId { get; set; } public string ClientName { get; set; } public string Location { get; set; } } }
为这个Model创建一个Repository 接口和它的一个简单的实现。如果你对 Repository 这个词不太理解，可以阅读：[ASP.NET MVC 小牛之路]05 - 使用 Ninject 。为了简单，我们直接在Models文件夹中添加一个名为 IReservationRepository 的接口，代码如下：
namespace WebServices.Models { public interface IReservationRepository { IEnumerable<Reservation> GetAll(); Reservation Get(int id); Reservation Add(Reservation item); void Remove(int id); bool Update(Reservation item); } }
创建一个名为 ReservationRepository 的类，实现 IReservationRepository 接口，代码如下：
using System; using System.Collections.Generic; using System.Linq; using System.Web; namespace WebServices.Models { public class ReservationRepository : IReservationRepository { private List<Reservation> data = new List<Reservation> { new Reservation {ReservationId = 1, ClientName = "Adam", Location = "London"}, new Reservation {ReservationId = 2, ClientName = "Steve", Location = "New York"},new Reservation {ReservationId = 3, ClientName = "Jacqui", Location = "Paris"}, }; private static ReservationRepository repo = new ReservationRepository(); public static IReservationRepository getRepository() { return repo; } public IEnumerable<Reservation> GetAll() { return data; } public Reservation Get(int id) { var matches = data.Where(r => r.ReservationId == id); return matches.Count() > 0 ? matches.First() : null; } public Reservation Add(Reservation item) { item.ReservationId = data.Count + 1; data.Add(item); return item; } public void Remove(int id) { Reservation item = Get(id); if (item != null) { data.Remove(item); } } public bool Update(Reservation item) { Reservation storedItem = Get(item.ReservationId); if (storedItem != null) { storedItem.ClientName = item.ClientName; storedItem.Location = item.Location; return true; } else { return false; } } } }
简单起见，我们这里没有真正实现数据持久化，只是简单的模拟。
在我们创建好Web API应用程序时，VS已经添加好了一个默认的HomeController和Index.cshtml View。我们不打算在HomeControllerr 的Action中传递Model给View，因为一会要在View中使用JavaScript调用Web API来获取所有数据。在一个MVC工程中，你可以自由混合地使用普通Controller和API Controller。
修改 Index.cshtml 如下：
@{ ViewBag.Title = "Index";} @section scripts { <script src="~/Scripts/jquery.unobtrusive-ajax.js"></script> } <div id="summaryDisplay" class="display"> <h4>Reservations</h4> <table> <thead> <tr> <th class="selectCol"></th> <th class="nameCol">Name</th> <th class="locationCol">Location</th> </tr> </thead> <tbody id="tableBody"> <tr><td colspan="3">The data is loading</td></tr> </tbody> </table> <div id="buttonContainer"> <button id="refresh">Refresh</button> <button id="add">Add</button> <button id="edit">Edit</button> <button id="delete">Delete</button> </div> </div> <div id="addDisplay" class="display"> <h4>Add New Reservation</h4> @{ AjaxOptions addAjaxOpts = new AjaxOptions { // options will go here }; } @using (Ajax.BeginForm(addAjaxOpts)) { @Html.Hidden("ReservationId", 0) <p><label>Name:</label>@Html.Editor("ClientName")</p> <p><label>Location:</label>@Html.Editor("Location")</p> <button type="submit">Submit</button> } </div> <div id="editDisplay" class="display"> <h4>Edit Reservation</h4> <form id="editForm"> <input id="editReservationId" type="hidden" name="ReservationId"/> <p><label>Name:</label><input id="editClientName" name="ClientName" /></p> <p><label>Location:</label><input id="editLocation" name="Location" /></p> </form> <button id="submitEdit" type="submit">Save</button> </div>
并把 _Layout.cshtml 中的一些没用的内容清理一下，删除 /Content/Site.css 中的样式后添加如下样式代码：
table { margin: 10px 0;} th { text-align: left;} .nameCol {width: 100px;} .locationCol {width: 100px;} .selectCol {width: 30px;} .display { float: left; border: thin solid black; margin: 10px; padding: 10px;} .display label {display: inline-block;width: 100px;}
到这，我们的程序运行起来是这样的：
接下来我们需要创建一个API Controller，通过它我们可以用JavaScript代码和Repository的内容进行交互。
右击 Controllers 文件夹，选择“添加”--"控制器"，在弹出的对话框中修改Controller的名称为 ReservationController，并从模板中选择 Empty API。添加好后，修改 ReservationController 如下：
using System.Collections.Generic; using System.Web.Http; using WebServices.Models; namespace WebServices.Controllers { public class ReservationController : ApiController { IReservationRepository repo = ReservationRepository.getRepository(); public IEnumerable<Reservation> GetAllReservations() { return repo.GetAll(); } public Reservation GetReservation(int id) { return repo.Get(id); } public Reservation PostReservation(Reservation item) { return repo.Add(item); } public bool PutReservation(Reservation item) { return repo.Update(item); } public void DeleteReservation(int id) { repo.Remove(id); } } }
ReservationController的基类是 System.Web.Http.ApiController，也实现了 IController 接口（在[ASP.NET MVC 小牛之路]09 - Controller 和 Action (1)中有介绍），它和普通Controller的基类System.Web.Mvc.Controller 处理请求的方式基本上是一样的。
到这我们就已经创建好了一个Web API了。
测试 API Controller
我们先来看看创建好的 API Controller 能否工作，下文将通过 API Controller 对数据的处理结果来解释API Controller 如何工作。
运行程序，URL定位到 /api/reservation。你看到的结果将依赖于你所使用的版本，如果你使用的是IE 10/11，会弹出一个提示保存文件的对话框，该文件的内容是以下JSON数据：
[{"ReservationId":1,"ClientName":"Adam","Location":"London"},
{"ReservationId":2,"ClientName":"Steve","Location":"New York"},
{"ReservationId":3,"ClientName":"Jacqui","Location":"Paris"}]
如果你使用的是另外一种浏览器，如Chrome或Firefox，浏览器将显示如下XML数据：
<ArrayOfReservation> <Reservation> <ClientName>Adam</ClientName> <Location>London</Location> <ReservationId>1</ReservationId> </Reservation> <Reservation> <ClientName>Steve</ClientName> <Location>New York</Location> <ReservationId>2</ReservationId> </Reservation> <Reservation> <ClientName>Jacqui</ClientName> <Location>Paris</Location> <ReservationId>3</ReservationId> </Reservation> </ArrayOfReservation>
对于看到的结果，我们有两点感兴趣。第一，我们请求 /api/reservation URL时，服务器返回了Model对象的列表，根据该列表的数据，我们可以推断调用的是ReservationController中的 GetAllReservations Action方法。第二，不同的浏览器接收到了不同格式的数据，我们可以猜测是由于不同版本的浏览器发送请求的方式不一样。
实际上，之所以会有不同格式的数据结果，是因为 Web API 使用HTTP请求报文头部的Accept信息来判断客户端更愿意接收何种类型的数据。IE 接收到JSON格式的数据是因为它发送的Accept头部信息是：
...
Accept: text/html, application/xhtml+xml, */*
...
浏览器通过这段报文信息告诉服务器它最想要的是 text/html 内容，其次是 application/xhtml+xml。最后的 */* 意思是如果前两种不满足，就接收任何类型的数据。
Web API 支持JSON和XML，但它会优先选择JSON格式。即IE的发送Accept信息中的 */* 使得Web API生成了JSON格式的数据。下面是 Chrome 浏览器发送的Accept头部信息：
...
Accept:text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,*/*;q=0.8
...
这段信息的 application/xml 比 */* 优先级高，所以Web API选择为Chrome浏览器返回XML格式的数据。
对于Web服务，JSON已经开始大幅度替代XML了，因为XML冗长难以处理，尤其是在JavaScript中。
API Controller 如何工作
通过观察Web API返回结果的数据，我们似乎有点理解API Controller是如何工作的了。如果你再将请求URL改为 /api/reservation/3，你将看到这样的JSON数据(使用IE)：
{"ReservationId":3,"ClientName":"Jacqui","Location":"Paris"}
这时，你可能更加明白了什么。这时返回的数据是 ReservationId 为 3 的Reservation对象，我们可以推测Web API根据请求的URL（/api/reservation/3）调用的是GetReservation这个Action方法。这让我们想到了之前讲过的路由知识[ASP.NET MVC 小牛之路]07 - URL Routing。
API Controller 在 /App_Start/WebApiConfig.cs 中有它们自己的路由配置，你可以打开该文件看看VS默认注册好的路由：
public static void Register(HttpConfiguration config) { config.Routes.MapHttpRoute( name: "DefaultApi", routeTemplate: "api/{controller}/{id}", defaults: new { id = RouteParameter.Optional } ); }
API Controller使用的路由配置（WebApiConfig.cs）和普通MVC使用的配置（RouteConfig.cs）是在两个分开的文件中，注册方法接收的参数（HtttpConfiguration 对象）和添加路由配置的方法（MapHttpRoute）也不一样。原理都是和 [ASP.NET MVC 小牛之路]07 - URL Routing 讲的一样的，这里不再累述了。
这个默认的Web API路由有一个静态片段（api），还有controller和 id片段变量。和MVC路由一个关键不同点是，它没有action片段变量。当然也可以和MVC一样定义action片段变量，你可以阅读 Routing in ASP.NET Web API 文章来了解更多Web API路由的细节。
当应用程序接收到一个和Web API 路由匹配的请求时，Action方法的调用将取决于发送HTTP请求的方式。当我们用 /api/reservation URL测试API Controller时，浏览器指定的是GET方式的请求。API Controller的基类 ApiController根据路由信息知道需要调用哪个Controller，并根据HTTP请求的方式寻找适合的Action方法。
一般约定在Action方法前加上HTTP请求方式名作为前缀。这里前缀只是个约定，Web API能够匹配到任何包含了HTTP请求方式名的Action方法。也就是说，本文示例的GET请求将会匹配 GetAllReservations 和 GetReservation，也能够匹配 DoGetReservation 或 ThisIsTheGetAction。
对于两个含有相同HTTP请求方式的Action方法，API Controlller会根据它们的参数和路由信息来寻找最佳的匹配。例如请求 /api/reservation URL，GetAllReservations 方法会被匹配，因为它没有参数；请求 /api/reservation/3 URL，GetReservation 方法会被匹配，因为该方法的参数名和URL的 /3 片段对应的片段变量名相同。我们还可以使用 POST、DELETE 和 PUT请求方式来指定ReservationController的其它Action方法。这就是前文提到的REST的风格。
但有的时候为了用HTTP方式名来给Action方法命名会显得很不自然，比如 PutReservation，习惯上会用 UpdateReservation。不仅用PUT命名不自然，POST也是一样的。这时候就需要使用类似于MVC的Controller中使用的Action方法选择器了。在System.Web.Http 命名空间下同样包含了一系列用于指定HTTP请求方式的特性，如下所示：
public class ReservationController : ApiController { ... [HttpPost] public Reservation CreateReservation(Reservation item) { return repo.Add(item); } [HttpPut] public bool UpdateReservation(Reservation item) { return repo.Update(item); } ... }
从这我们也看到，在API Controller中使用东西很多都是和MVC中的Controller是一样的，但它们分别在 System.Web.Http 和 System.Web.Mvc两个不同的命名空间下，正如本文开始所说，Web API把MVC中的很多东西抽取出来放在System.Web.Http命名空间中，以使Web API作为ASP.NET平台的一个独立的核心。
使用 JavaScript 和 Web API 交互
在Scripts文件夹下添加一个Home文件夹，在该文件夹下添加一个 Index.js 文件。在我们写JS代码之前，先把这个JS文件引用到Index.cshtml中，如下：
... @section scripts { <script src="~/Scripts/jquery.unobtrusive-ajax.js"></script> <script src="~/Scripts/Home/Index.js"></script> } ...
在 Index.js 中先把一些基本的方法写好，如下：
function selectView(view) { $('.display').not('#' + view + "Display").hide(); $('#' + view + "Display").show(); } function getData() { $.ajax({ type: "GET", url: "/api/reservation", success: function (data) { $('#tableBody').empty(); for (var i = 0; i < data.length; i++) { $('#tableBody').append('<tr><td><input id="id" name="id" type="radio"' + 'value="' + data[i].ReservationId + '" /></td>' + '<td>' + data[i].ClientName + '</td>' + '<td>' + data[i].Location + '</td></tr>'); } $('input:radio')[0].checked = "checked"; selectView("summary"); } }); } $(document).ready(function () { selectView("summary"); getData(); $("button").click(function (e) { var selectedRadio = $('input:radio:checked') switch (e.target.id) { case "refresh": getData(); break; case "delete": break; case "add": selectView("add"); break; case "edit": selectView("edit"); break; case "submitEdit": break; } }); });
我们定义了三个方法。第一个 selectView 方法用于控制div的显示和隐藏。第二个 getData 方法使用jQuery Ajax通过GET请求/api/reservation URL，并将返回的JSON数据填充到summaryDisplay的table中。第三个是jQuery的ready函数，在页面内容加载完成时执行。这时的效果如下：
接下来一步一步完美编辑、保存和删除的功能。添加“编辑”功能代码如下：
... case "edit": $.ajax({ type: "GET", url: "/api/reservation/" + selectedRadio.attr('value'), success: function (data) { $('#editReservationId').val(data.ReservationId); $('#editClientName').val(data.ClientName); $('#editLocation').val(data.Location); selectView("edit"); } }); break; ...
当用户点击编辑时，先会取得radio button的value值，并以此组成一个URL（如/api/reservation/1），HTTP请求方式(GET)和URL将使API Controller调用 GetReservation 方法获取一个Reservation对象的JSON，并将其填充到editDisplay的文本框中。效果如下：
下面再完善一下删除和保存功能。代码如下：
... case "delete": $.ajax({ type: "DELETE", url: "/api/reservation/" + selectedRadio.attr('value'), success: function (data) { selectedRadio.closest('tr').remove(); } }); break; ... case "submitEdit": $.ajax({ type: "PUT", url: "/api/reservation/" + selectedRadio.attr('value'), data: $('#editForm').serialize(), success: function (result) { if (result) { var cells = selectedRadio.closest('tr').children(); cells[1].innerText = $('#editClientName').val(); cells[2].innerText = $('#editLocation').val(); selectView("summary"); } } }); break; ...
根据Ajax的DELETE请求，API Controller将调用 DeleteReservation 将选中的Reservation对象从集合中删除。同样，根据PUT请求API Controller 将调用PutReservation方法。
最后完善一下添加功能，该ajax请求使用的是 Unobtrusive Ajax，修改 Index.cshtml 如下：
... <h4>Add New Reservation</h4> @{ AjaxOptions addAjaxOpts = new AjaxOptions { OnSuccess = "getData", Url = "/api/reservation" }; } @using (Ajax.BeginForm(addAjaxOpts)) { @Html.Hidden("ReservationId", 0) <p><label>Name:</label>@Html.Editor("ClientName")</p> <p><label>Location:</label>@Html.Editor("Location")</p> <button type="submit">Submit</button> } ...
Ajax.BeginForm生成的表单默认使用的是POST请求，相应的 API Controller将调用PostReservation 方法添加Reservation对象。效果如下：
通过这个完整的示例我们可以看到，熟悉MVC后，使用Web API也非常简单，操作上基本和MVC类似，主要的不同体现在 ApiController 和 Action方法的匹配上。
参考：《Pro ASP.NET MVC 4 4th Edition》
作者：精致码农-王亮
