新版Routing功能介绍

在ASP.NET 5和MVC6中，Routing功能被全部重写了，虽然用法有些类似，但和之前的Routing原理完全不太一样了，该Routing框架不仅可以支持MVC和Web API，还支持一般的ASP.NET5程序。新版的改变有如下几个部分。

首先，Routing系统是基于ASP.NET 5的，是一个于MVC的路由框架，而不是基于MVC的。MVC只是在上面扩展了一个快捷方式而已。

其次，在ASP.NET 5中，MVC和Web API控制器没有区别了，即合二为一了。两者派生于同一个Controller基类。也就是说该Routing框架是适用于两者的，适用于MVC则意味着也适用于Web API。

最后，不管在基于约定的Route声明还是基于Attribute的Route声明，都可以使用内联约束和参数选项。例如，你可以约定路由中某个参数的数据类型，也可以让一个参数标记为可选类型，再或者给其提供一个默认值。

Routing框架的主要流程

基本的Routing框架是基于Middleware来实现的，这样就可以将其添加到HTTP的请求Pipeline中了，它可以喝其它任意Middleware一起进行组合使用，如静态文件处理程序、错误页、或者SignalR服务器。

在使用Routing框架之前，首要要了解Routing的作用，作用很简单：

对于HTTP请求，Routing系统负责找出与之匹配的route，创建route数据，并将该请求派送到该route对于的处理程序（Handler）上。Controller和Action的选择，只是MVC的Handler的一个具体实现，该实现使用route数据和HTTP请求中的其它信息来选择要执行的Controller和Action。在新版的MVC6中，该处理程序的名称为MvcRouteHandler。

路由系统的执行流程如下：

ASP.NET 5监听到一个HTTP请求。然后Routing Middleware就会尝试将route集合中的route匹配该请求。一旦成功匹配一个请求，就找出该route对应的handler。调用该handler上的RouteAsync方法（因为所有的handler都要实现该接口方法）。RoutingContext有一个IsHandled标记，如果该标记设置为true，则意味着该请求已经被这个handler成功处理了；如果设置为false，则意味着该handler无法处理该请求，系统会再为此匹配一个route。

和之前的Routing系统有点不同的是，老版的Routing系统一旦成功匹配一个路由，就将其交由其对应的Handler，不管对应的Handler能不能处理该请求，所以就会出现route匹配成功了，但是找不到对应的action，此时就会出现404错误，而新版对此作出了上述第4步骤的改进（重新将控制权交回给Routing系统，进行重新匹配），看起来还是非常不错的。

Route参数和约束条件的改进

在之前的route设置中，要约束一个参数的数据类型的话，我们需要使用类型如下代码：

routes.MapRoute(
 "Product", 
 "Product/{productId}", 
 defaults: new { controller = "Product", action = "Details" },
 constraints: new { productId = @"\d+" });

而在新版route中，就可以直接设置Product/{productId:int}了，约束条件遵守如下约定：

{parameter:constraint}

目前支持的约束如下：

而对于可选参数，则值需要在约束类型后面加一个问号即可，示例如下：

routes.MapRoute(
 "Product", 
 "Product/{productId:long?}", 
 new { controller = "Product", action = "Details" });

如果参数是必填的，需要保留一个默认值的话，则可以按照如下示例进行设置：

routes.MapRoute(
 "Product", 
 "Product/{productId:long=1000}",
 new { controller = "Product", action = "Details" });

通用Routing

关于示例使用，我们先不从MVC开始，而是先从普通的Routing使用方式开始，新版route添加的时候默认添加的是TemplateRoute实例，并且在该实例实例化的时候要设置一个Handler。

举例来说，我们先创建一个空的ASP.NET 5项目，并在project.json文件的dependencies节点中添加程序集"Microsoft.AspNet.Routing": "1.0.0-beta3",，在Startup.cs的Configure方法里添加如下代码：

public void Configure(IApplicationBuilder app)
{
 RouteCollection routes = new RouteCollection();
 routes.Add(new TemplateRoute(new DebuggerRouteHandler("RouteHandlerA"), "", null));
 routes.Add(new TemplateRoute(new DebuggerRouteHandler("RouteHandlerB"), "test/{a}/{b:int}", null));
 routes.Add(new TemplateRoute(new DebuggerRouteHandler("RouteHandlerC"), "test2", null));

 app.UseRouter(routes); // 开启Routing功能
}

在这里，我们设置HTTP请求处理的的Handler为DebuggerRouteHandler，该类继承于IRouter，实例代码如下：

public class DebuggerRouteHandler : IRouter
{
 private string _name;

 public DebuggerRouteHandler(string name)
 {
 _name = name;
 }

 public string GetVirtualPath(VirtualPathContext context)
 {
 throw new NotImplementedException();
 }

 public async Task RouteAsync(RouteContext context)
 {
 var routeValues = string.Join("", context.RouteData.Values);
 var message = String.Format("{0} Values={1} ", _name, routeValues);
 await context.HttpContext.Response.WriteAsync(message);
 context.IsHandled = true;
 }
}

上述类，继承IRouter以后，必须实现一个RouteAsync的方法，并且如果处理成功，则将IsHandled设置为true。

访问如下网址即可查看相应的结果：

正常：`http://localhost:5000/`
正常：`http://localhost:5000/test/yyy/12`
404 ：`http://localhost:5000/test/yyy/s`
正常：`http://localhost:5000/test2`
404 ：`http://localhost:5000/test3`

注意：TemplateRoute和DebuggerRouteHandler都继承于IRouter，是实现前面所述的不出现404错误（继续匹配下一个路由）的核心。

MVC中的Routing

在MVC示例程序中，我们只需要配置在调用app.UseMVC方法的时候，使用委托中的MapRoute方法来定义各种route就可以了。在这里我们以空白项目为例，来看看MVC的route如何使用。

第一步：在project.json文件的dependencies节点中引用程序集"Microsoft.AspNet.Mvc": "6.0.0-beta3"，
第二部：添加MVC的Middleware，并使用MVC，然后添加一条默认的路由，代码如下：

public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
{
 services.AddMvc();
}

public void Configure(IApplicationBuilder app)
{
 app.UseMvc(routeBuilder =>
 {
 routeBuilder.MapRoute(
 name: "default",
 template: "{controller}/{action}/{id?}",
 defaults: new { controller = "Home", action = "Index" });
 });
}

第三步：分别创建如下如下三种Controller，其中ProductsController继承于Microsoft.AspNet.Mvc下的Controller。

public class ProductsController : Controller
{
 public IActionResult Index()
 {
 return Content("It Works with Controller Base Class!");
 }
}

public class DemoController
{
 public IActionResult Index()
 {
 return new ObjectResult("It Works without Controller Base Class!");
 }
}

public class APIController
{
 public object Index()
 {
 return new { Code = 100000, Data = "OK" };
 }
}

访问http://localhost:5000/products和http://localhost:5000/demo，均能显示正常的输出结果；而访问http://localhost:5000/api的时候返回的则是json数据。

这就是我们在前面ASP.NET5新特性中所讲的MVC和API合二为一了，并且也可以不继承于Controller基类（但类名要以Controller结尾）。这种技术的核心是Controller的查找机制，关于如何在一个项目中查找合适的程序集，请参考《Controller与Action》章节。

新版MVC在判定Controller的时候，有2个条件：要么继承于Controller，要么是引用MVC程序集并且类名以Controller结尾。

所以，在创建MVC Controller和Web API Controller的时候，如果你不需要相关的上下文（如HTTPContext、ActionContext等）的话，则可以不必继承于Controller基类；但推荐都继承于Controller，因为可以多多利用基类的方法和属性，因为不管继承不继承，你定义的所有Controller类都要走MVC的各个生命周期，我们通过ActionFilter来验证一下：

第一步：在project.json文件的dependencies节点中引用程序集"Microsoft.AspNet.Server.WebListener": "1.0.0-beta3"。
第二步：创建一个Aciton Filter，分别在Action执行前和执行后输出一行文字，代码如下：

public class ActionFilterTest : IActionFilter
{
 public void OnActionExecuting(ActionExecutingContext context)
 {
 var typeName = context.Controller.GetType().FullName;
 Console.WriteLine(typeName + "." + context.ActionDescriptor.Name + ":Start");
 }

 public void OnActionExecuted(ActionExecutedContext context)
 {
 var typeName = context.Controller.GetType().FullName;
 Console.WriteLine(typeName + "." + context.ActionDescriptor.Name + ":END");
 }
}

第三步：在ConfigureServices方法里注册该Action Filter。

services.Configure<MvcOptions>(options =>
{
 options.Filters.Add(typeof(ActionFilterTest));
});

运行程序，并访问响应的路径，三种类型的代码均会按计划输出内容，输出内容如下：

RouterTest.ProductsController.Index:Start
RouterTest.ProductsController.Index:End
RouterTest.DemoController.Index:Start
RouterTest.DemoController.Index:End
RouterTest.APIController.Index:Start
RouterTest.APIController.Index:End

普通的ASP.NET5程序和MVC程序是可以在一起混合使用Routing功能的。

自定义Route

ASP.NET 5和MVC6都提供了丰富的Route自定义功能，关于普通Route的自定义，可以参考前面小节的DebuggerRouteHandler，这种方式需要实现自己的HTTP输出，相当于原来轻量级的IHttpHandler一样。本节，我们将这种在基于MVC的Route自定义功能，即定义的Route的Handler处理程序都是MvcRouteHandler。

在之前版本的MVC中，要自定义Route，一般都是继承于RouteBase基类或Route类；而在新版的MVC6中，要实现自定义Route，有三种方式，分别如下：

继承于TemplateRoute实现IRouter实现INamedRouter（注：INamedRouter和IRouter的唯一区别是多了一个名称）

本例中，我们以继承继承于TemplateRoute为例，首先创建一个继承于该类的子类PromoTemplateRoute，该类只匹配/promo目录下的路径。

public class PromoTemplateRoute : TemplateRoute
{
 public PromoTemplateRoute(IRouter target, string routeTemplate, IInlineConstraintResolver inlineConstraintResolver)
 : base(target, routeTemplate, inlineConstraintResolver: inlineConstraintResolver)
 {
 }

 public PromoTemplateRoute(IRouter target,
 string routeTemplate,
 IDictionary<string, object> defaults,
 IDictionary<string, object> constraints,
 IDictionary<string, object> dataTokens,
 IInlineConstraintResolver inlineConstraintResolver)
 : base(target, routeTemplate, defaults, constraints, dataTokens, inlineConstraintResolver)
 {
 }

 public PromoTemplateRoute(IRouter target,
 string routeName,
 string routeTemplate,
 IDictionary<string, object> defaults,
 IDictionary<string, object> constraints,
 IDictionary<string, object> dataTokens,
 IInlineConstraintResolver inlineConstraintResolver)
 : base(target, routeName, routeTemplate, defaults, constraints, dataTokens, inlineConstraintResolver)
 { }

 public async override Task RouteAsync(RouteContext context)
 {
 var requestPath = context.HttpContext.Request.Path.Value ?? string.Empty;
 if (!requestPath.StartsWith("/promo", StringComparison.OrdinalIgnoreCase))
 {
 return;
 }
 await base.RouteAsync(context);
 }
}

为了方便使用，我们也比葫芦画瓢，创建一些扩展方法，示例如下：

public static class RouteBuilderExtensions
{
 public static IRouteBuilder MapPromoRoute(this IRouteBuilder routeCollectionBuilder, string name, string template)
 {
 MapPromoRoute(routeCollectionBuilder, name, template, defaults: null);
 return routeCollectionBuilder;
 }

 public static IRouteBuilder MapPromoRoute(this IRouteBuilder routeCollectionBuilder, string name, string template, object defaults)
 {
 return MapPromoRoute(routeCollectionBuilder, name, template, defaults, constraints: null, dataTokens: null);
 }

 public static IRouteBuilder MapPromoRoute(this IRouteBuilder routeCollectionBuilder, string name, string template, object defaults, object constraints, object dataTokens)
 {
 var inlineConstraintResolver = routeCollectionBuilder.ServiceProvider.GetService<IInlineConstraintResolver>();
 routeCollectionBuilder.Routes.Add(
 new PromoTemplateRoute(
 routeCollectionBuilder.DefaultHandler,
 name,
 template,
 ObjectToDictionary(defaults),
 ObjectToDictionary(constraints),
 ObjectToDictionary(dataTokens),
 inlineConstraintResolver));

 return routeCollectionBuilder;
 }

 private static IDictionary<string, object> ObjectToDictionary(object value)
 {
 var dictionary = value as IDictionary<string, object>;
 if (dictionary != null)
 {
 return dictionary;
 }

 return new RouteValueDictionary(value);
 }
}

使用的时候，则很简单，和之前的方式非常类似，示例如下：

routes.MapPromoRoute(
 name: "default2",
 template: "promo/{controller}/{action}/{id?}",
 defaults: new { controller = "Home", action = "Index" });

通过这种方式，我们可以在符合路由匹配条件的时候，使用PromoTemplateRoute类来处理一些自定义逻辑，比如添加一些额外的文件头信息等等。

基于Attribute的Routing

基于Attribute的Routing功能一直是MVC所期待的功能，在Web API已经通过RoutePrefix（Controller上使用）和Route（Action上使用）来实现了。该特性在MVC 6中进行了重写和增强，并且由于MVC和Web API合二而一了，所以在这两种Controller上都可以使用该特性。

举例来说：

[Route("bookhome")]
public class HomeController : Controller
{
 public IActionResult Index()
 {
 return View();
 }

 [Route("about")]
 public IActionResult About()
 {
 ViewBag.Message = "Your application description page.";
 return View();
 }

 [Route("contactus")]
 public IActionResult Contact()
 {
 ViewBag.Message = "Your contact page.";
 return View();
 }
}

在上述Controller上定义一个bookhome前缀，并且在About和Contact上又分别定义了action名称，所以上述3个Action的访问地址则是如下这种形式：

/bookhome
/bookhome/about
/bookhome/contactus

在这里，我们需要注意，Controller和Action使用的Attribute都是Route，同时，在这些路由模板字符串中，依然可以使用内联参数，比如，我们可以定义类似这样的路由：

[Route("products/{productId:int}")]

Controller和Action标记位

另外，针对Route的模板字符串，不仅支持内联参数，还支持Controller和Action的标记位，即不用写死该Controller或Action的名称，使用一个[controller]或[action]的字符即可表示该Controller或Action的名称。比如，我们可以在Controller上定义这样的一个路由（Action上什么都不定义）：

[Route("book/[controller]/[action]")]

这样访问首页的地址就变成了：/book/Home/Index。

Web API的等价Route定义

在Web API中，我们一般还要定义GET、POST这样的请求方式，为了方便，新版的HTTPGET等一系列方法都集成了Route功能，直接在构造函数传入Route模板即可，示例如下：

[HttpGet("products/{productId:int}")]

上述Route的定义，即表明，既要符合products/{productId:int}的路由规则，又要是GET请求。

其实HTTPGET这一系列Attribute也可以在普通的MVC Controller上使用，因为在MVC6中，MVC Controller和Web API Controller本身就是同一个东西，只不过MVC的返回类型都是IActionResult而已。Route定义，不仅仅支持GET请求，还支持POST等其它类型的请求，即不请求方式。在HttpXXX系列特性中，也是支持内联参数和[controller]、[action]标记位的，大可放心使用。目前可用的特性类有：HttpGet、HttpPost、HttpPut、HttpDelete、HttpPatch。

非要重要Route定义规则

基于Attribute的Route定义很方便，但也很危险，具体规则和危险性如下。

规则1：Controller上定义了Route特性很危险

一旦在Controller上定义了Route特性，该Controller下的所有路由规则都不受其它规则控制了，比如，如果你定义了类似这样的

[Route("book")]
public class HomeController : Controller
{
 public IActionResult Index()
 {
 return View();
 }

 public IActionResult About()
 {
 ViewBag.Message = "Your application description page.";
 return View();
 }
}

那么，上述2个Action你都再也没办法访问了，因为默认的action的名称根本就不会起作用，即/book/index和/book/about这两个路径无法路由到对应的Action方法上。而且/book也访问不了，因为有两个以上的Action，系统无法定位到其中一个Action上。

所以要让上述Action能访问，必须要在其中一个Action上定义再Route，例如：

[Route("book")]
public class HomeController : Controller
{
 public IActionResult Index()
 {
 return View();
 }

 [Route("about")]
 public IActionResult About()
 {
 ViewBag.Message = "Your application description page.";
 return View();
 }
}

这样，就可以通过/book/about来访问About方法了，而访问/book则可以访问默认的index方法了，因为该index方法是默认唯一一个没有定义路由的方法，所以他就是/book路由规则的默认Action。如果，有3个Action的话，则必须要至少给两个Action定义Route，示例如下：

[Route("book")]
public class HomeController : Controller
{
 [Route("index")]
 public IActionResult Index()
 {
 return View();
 }

 [Route("about")]
 public IActionResult About()
 {
 ViewBag.Message = "Your application description page.";
 return View();
 }
 public IActionResult Contact()
 {
 ViewBag.Message = "Your contact page.";
 return View();
 }
}

此时，Contact方法就是默认/book路由的Action了，访问/book路径的话，就会显示Contact对应的页面。

规则2：Route和HttpGet可以一起使用，但也很危险

我们前面提到，在Action上即可以使用Route特性，也可以使用HttpGet特性，两者之间的不同，就是多了一个Http Method。很多同学可以要问两个特性在一起使用的时候会有问题么？

其实，这两个特性是可以在一起使用的，示例如下：

[Route("book")]
public class HomeController : Controller
{
 [Route("Contact")]
 [HttpGet("home/Contact2")]
 public IActionResult Contact()
 {
 ViewBag.Message = "Your contact page.";

 return View();
 }
}

这样/book/contact和/book/home/contact2这两个网址，都可以访问了。但如果这里定义HttpGet，情况就不一样了，示例如下：

[Route("Contact")]
[HttpPost("home/Contact2")]

此时，访问该Action的方式，要么是以GET的方式访问/book/contact地址，要么是以POST的方式访问/book/home/contact2。所以为了避免出错，建议使用的时候不要讲两者混用，即便是要同时支持GET和POST，那也是建议用同类型的HttpXXX来定义这些路由，例如：

[HttpGet("Contact")]
[HttpPost("home/Contact2")]

这样，看起来就清晰多了。

规则3：多个Route和多个HttpXXX也可以一起使用，但也很危险

在如下示例中，我们为HomeController定义了2个Route特性，而Contact定义了2个Route特性和1个HttpPost特性。

[Route("book")]
[Route("tom")]
public class HomeController : Controller
{
 [Route("Contact")]
 [Route("ContactUS")]
 [HttpPost("home/Contact2")]
 public IActionResult Contact()
 {
 ViewBag.Message = "Your contact page.";
 return View();
 }
}

那么，在上述代码生效后，我们将有六种访问来访问该Action，这六种方式分布如下：

GET：/book/contact
GET：/book/contactus
GET：/tom/contact
GET：/tom/contactus
POST：/book/home/contact2
POST：/tom/home/contact2

但是，在视图文件中，通过@Html.ActionLink("Contact", "Contact", "Home")生成链接地址的话，则默认会使用第一个定义的Route，如果要强制指定顺序，则可以使用Order属性来定义排序值，默认会优先使用最小的值。示例如下：

[Route("book", Order = 1)]
[Route("tom", Order = 0)]
public class HomeController : Controller
{
 [Route("Contact", Order = 1)]
 [Route("ContactUS", Order = 0)]
 [HttpPost("home/Contact2", Order = 2)]
 public IActionResult Contact()
 {
 ViewBag.Message = "Your contact page.";
 return View();
 }
}

自定义内联参数约束

在前面的介绍中，我们知道任意类型的路由在定义的时候都支持不同的内联参数约束，因为这些约束是基于ASP.NET 5的，而不是基于MVC6的，并且这些约束还是可以扩展的，本节我们就来看看如何自定义一些扩展。

无参数约束

首先，我们来看一个比较简单的约束，即无参数约束，类似于{productId:int}这样的类型约束，假设我们要实现一个AABBCC字符串限定的约束，示例如下：

[Route("index/{productId:aabbcc}")]

为了确保/index/112233和/index/aabbcc是符合约束的，而/index/aabbccdd是不符合约束的，我们首先要自定义一个约束类AABBCCRouteConstraint，并实现IRouteConstraint接口，示例如下：

public class AABBCCRouteConstraint : IRouteConstraint
{
 public bool Match(HttpContext httpContext, IRouter route, string routeKey, IDictionary<string, object> values, RouteDirection routeDirection)
 {
 bool b = false;

 object value;
 if (values.TryGetValue(routeKey, out value) && value != null)
 {
 if (value is string) // 获取传入的值，比如aabbcc或112233
 {
 string aabbcc = value.ToString();
 b = !string.IsNullOrWhiteSpace(aabbcc) && aabbcc.Length == 6 && aabbcc[0] == aabbcc[1] && aabbcc[2] == aabbcc[3] && aabbcc[4] == aabbcc[5];

 }
 }

 return b;
 }
}

在该实现类中，要实现Match方法，根据传入的各种参数，判断是否符合定义的约束，并返回true或false，Match方法的参数中，其中routeKey是约束{productId:aabbcc}对应的参数名称（本例中是productId），values集合中会有该productId所对应的数字（如112233），在该方法通过响应的判断返回true和false。

下一步，就是要将该约束类注册到Routing系统的约束集合中，在Startup.cs的ConfigureServices方法中，执行如下语句：

services.Configure<RouteOptions>(opt =>
{
 opt.ConstraintMap.Add("aabbcc", typeof(AABBCCRouteConstraint));
});

注意，这里注册的aabbcc就是前面我们所指定约束名称，完成上述步骤以后，即可实现类似{productId:int}的功能了。

有参数约束

一般情况下，有些时候可能需要定义一些约束的值，比如Length(1,10)来表示1-10之间的字符串长度，举例来说，加入我们要定义一个4个参数的约束规则，如abcd(1,10,20,30)来表示一个特殊的验证项，则需要声明有4个参数的构造函数，示例如下：

public class ABCDRouteConstraint : IRouteConstraint
{
 public int A { get; private set; }
 public int B { get; private set; }
 public int C { get; private set; }
 public int D { get; private set; }
 public ABCDRouteConstraint(int a, int b, int c, int d)
 {
 A = a;B = b;C = c;D = d;
 }

 public bool Match(HttpContext httpContext, IRouter route, string routeKey, IDictionary<string, object> values, RouteDirection routeDirection)
 {
 bool b = false;

 object value;
 if (values.TryGetValue(routeKey, out value) && value != null)
 {
 var valueString = value.ToString();//这里需要进行进一步的验证工作
 return true;
 }

 return b;
 }
}

假如你在Action上了定义了如下约束：

[Route("index/{productId:abcd(1,20,30,40)}")]

那么，在注册该约束类型以后，系统启动厚扫描所有的Route进行注册的时候，会分析你定义的这4个值，然后会将这4个值赋值给该路由对应的约束实例上的A、B、C、D四个属性上，以便在HTTP请求过来的时候，分析URL上的值，看是否符合Match里定义的规则（在验证的时候就可以使用这4个属性值）。

默认约束的所有代码可以参考： https://github.com/aspnet/Routing/tree/dev/src/Microsoft.AspNet.Routing/Constraints

另外，如果定义了4个参数的约束，那么在action上定义路由的时候则必须符合参数的数据类型，如果不符合，系统启动的时候就会出错，示例错误如下：

[Route("index/{productId:abcd}")] //没有为该对象定义无参数的构造函数

[Route("index/{productId:abcd(a)}")]
[Route("index/{productId:abcd('a')}")] //输入字符串的格式不正确

[Route("index/{productId:abcd(1,2,3)}")] //构造函数的参数个数和定义的参数个数不一致。

如果你定义的参数类型是字符串类型，则下面2种形式的定义都是合法的：

[Route("index/{productId:abcd(a,b,c,d)}")]
[Route("index/{productId:abcd('a','b','c','d')}")]

虽然ASP.NET 5 和MVC6的路由使用方式很简单，但是相关的使用规则却很复杂，大家使用的时候需要多加注意。