【ASP.NET Core】MVC 控制器的模型绑定（宏观篇）

欢迎来到老周的水文演播中心。

咱们都知道，MVC的控制器也可以用来实现 Web API 的（它们原本就是一个玩意儿），区别嘛也就是一个有 View 而另一个没有 View。于是，在依赖注入的服务容器中，我们可以这样添加功能：

var builder = WebApplication.CreateBuilder(args);
builder.Services.AddControllers();          //无 View
builder.Services.AddControllersWithViews(); //有 View

如果你的控制器有用到视图的时候，就调用第二个的方法。它们的核心服务一样。

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当客户端历尽千辛万苦，跨越数不清的跃点，把请求提交到服务器后，MVC 运行时会分析请求的内容，从中还原出我们代码所需要的对象，通常是 Action 方法的参数。

要把客户端提交的数据填充到咱们所需要的对象中，得用到模型绑定。

我们先别管这概念抽象不抽象，举个例子，假设某控制器是有视图的，返回了一个页面，页面上有 form 元素（表单），可以让用户填写个人信息，然后提交（POST）给服务器，完成报名。

    <form asp-action="PostData" asp-controller="Main">
        <div class="line">
            <div class="lhd">
                <label for="name">姓名：</label>
            </div>
            <div class="rctl">
                <input type="text" name="name" id="name" />
            </div>
        </div>
        <div class="line">
            <div class="lhd">
                <label for="age">年龄：</label>
            </div>
            <div class="rctl">
                <input type="number" name="age" id="age" max="120" min="10" />
            </div>
        </div>
        <div class="line">
            <div class="lhd">
                <label for="phone">手机号码：</label>
            </div>
            <div class="rctl">
                <input type="tel" name="phone" id="phone" />
            </div>
        </div>
        <div class="line">
            <div class="lhd">
                <label for="desc">简介：</label>
            </div>
            <div class="rctl">
                <input name="description" id ="desc" />
            </div>
        </div>
        <div class="line">
            <button type="submit">提交</button>
        </div>
    </form>

假设表示”会员“信息的是个叫 Member 的类。

    public class Member
    {
        public int ID { get; set; }

        public string? Name { get; set; }

        public int Age { get; set; }

        public string? Phone { get; set; }

        public string? Description { get; set; }
    }

你如果注意看的话，你会发现：上面类中属性名与 HTML 页上<form>元素里面的字段名是对应的（不要在意大小写，ID 属性是自动生成的，所以不需要用户填）。

控制器中的某个 action 可能是这样的：

        public IActionResult PostData(Member mb)
        {
            // 干点别的事……
            // ID 随机
            mb.ID = rand.Next();
            if(!ModelState.IsValid)
            {
                return Content("伙计，你提交的数据不对劲啊");
            }
            return Ok(mb);
        }

当你在浏览器中打开页面时，你看到的是这样的。

你填入个人信息后，HTTP 请求是用 form-data 的内容类型提交的。

name=%E5%B0%8F%E6%9D%8E&age=34&phone=19958240311&description=%E5%A5%BD%E5%81%9A%E6%87%92%E5%90%83&__RequestVerificationToken=CfDJ8LWOO6CmpapIpbgTQWfkRfjsIo5GgqvJaC2rqhwFEpA_gf8yWZ31sgsqzZg2BDpCdcKcrZ9zXpCcRqYdfMWwXsNuWFi6b1Yq69YP2SOmtOYlTBDNPRyTwYLzidJNCF_tGrOO0mNyNU59ovmUA4UYnBk

原文如下：

age: 34
description: "好做懒吃"
id: 1500452404
name: "小李"
phone: "19958240311"

运行时通过对提交的 form-data 进行分析，读出与 Member 类各属性名称对应的字段值，然后进行绑定，最终程序代码能得到一个带属性值 Member 实例。嗯，这就好像反序列化一样。

在 MVC 里面有一堆叫 ModelBinder 的东东，能够针对 HTTP 提交的请求，将值转化为 .NET 类型。ASP.NET Core 已为咱们内置了许多常用的 ModelBinder，包罗万象，应有尽有。所以，99.9625% 的情况下我们不需要自己编写 Binder。

这些 Binder 位于 Microsoft.AspNetCore.Mvc.ModelBinding.Binders 命名空间下。

如果没有特别指定，在模型绑定时会在 HTTP 请求中查找与类型属性名称相同的字段，比如上面举例中的<input>元素，它们的 name 分别为”id“、"name"、”age“等。

当然，form 字段名可以带前缀，例如上面那个 action 方法的定义。

    public IActionResult PostData(Member mb);

也就是说，参数的名字叫”mb“，所以，在 <form> 里面，可以这样命名：

    <form asp-action="PostData" asp-controller="Main">
        <div class="line">
            ……
            <div class="rctl">
                <input type="text" name="mb.name" id="name" />
            </div>
        </div>
        <div class="line">
            ……
            <div class="rctl">
                <input type="number" name="mb.age" id="age" max="120" min="10" />
            </div>
        </div>
        <div class="line">
            ……
            <div class="rctl">
                <input type="tel" name="mb.phone" id="phone" />
            </div>
        </div>
        <div class="line">
            ……
            <div class="rctl">
                <input name="mb.description" id ="desc" />
            </div>
        </div>
        ……
    </form>

上面所举例的 form-data 数据是来源于 HTTP 请求的正文（body），其实，模型绑定的值还有其他来源：

1、正文（body），就是上文所列的；

2、URL 查询字符串，比如 http://dong_gua.com/action?name=小冬瓜&age=27&phone=13762634599&description=呵呵呵；

3、Header，即HTTP标头，比如在发送 HTTP 请求时，你可以在 Header 集合中加入 name: 小王, age: 25……；

4、路由参数，比如这样：

        [Route("[controller]/[action]/{kid}")]
        public IActionResult GetLoaders(int kid)
        {
            ……
        }

要传点什么给 kid 参数，就访问

https://dabaojian.cn/home/getloaders/3561

数值 3561 就传递给 kid 参数了。那如果路由参数和参数的名字不同，但我还想传值给它怎么办？欲知答案，且听下回分解。

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咱们现在讨论控制器，是不考虑它有没有 View 的，毕竟都是一个东西。于是，问题就来了——如果控制器类上应用了 ApiControllerAttribute 后会怎么样？用上这个特性和不用这个特性又有啥不一样？

多说无益，用例子来说明吧。假设我定义了这么个不长脸的控制器。

    [Route("api/zzz")]
    public class HomeController : ControllerBase
    {
        [Route("send")]
        public IActionResult PostData(Person p)
        {
            if (p.ID == 0 || p.Name is null)
                return Content("WHF !");    // 未成功
            string msg = $"姓名：{p.Name}，编号：{p.ID}。\n提交成功";
            return Content(msg);
        }
    }

Person 类定义：

    public class Person
    {
        public int ID { get; set; }

        public string? Name { get; set; }

        public int Age { get; set; }

        public string? Phone { get; set; }
    }

虽然这个控制器类上设有用到 ApiControllerAttribute，但它是可以作为 Web API 来调用的，试试看。

发送消息：

POST /api/zzz/send HTTP/1.1
Accept: */*
Host: localhost:2022
Accept-Encoding: gzip, deflate, br
Connection: keep-alive
Content-Type: multipart/form-data; boundary=--------------------------556592807377348094609386
Content-Length: 489

----------------------------556592807377348094609386
Content-Disposition: form-data; name="id"
1001
----------------------------556592807377348094609386
Content-Disposition: form-data; name="name"
小张
----------------------------556592807377348094609386
Content-Disposition: form-data; name="age"
29
----------------------------556592807377348094609386
Content-Disposition: form-data; name="phone"
18044332515
----------------------------556592807377348094609386--

响应的消息：

HTTP/1.1 200 OK
Content-Length: 47
Content-Type: text/plain; charset=utf-8
Date: Fri, 18 Mar 2022 03:17:28 GMT
Server: Kestrel

姓名：小张，编号：1001。
提交成功

嗯，以 form-data 的格式提交是没问题的，试试 JSON 格式（Content-Type: application/json）。

/* 发送消息 */
POST /api/zzz/send HTTP/1.1
Content-Type: application/json
Accept: */*
Host: localhost:2022
Accept-Encoding: gzip, deflate, br
Connection: keep-alive
Content-Length: 86

{
"id": 45,
"name": "小于",
"age": 72,
"phone": "19952558123"
}

/* 响应消息 */
HTTP/1.1 200 OK
Content-Length: 5
Content-Type: text/plain; charset=utf-8
Date: Fri, 18 Mar 2022 03:22:19 GMT
Server: Kestrel

WHF !

咦？没提取到数据？

MVC 默认的模型绑定能找到 form 格式提交的，但 JSON 格式提交的，它没找到在哪。那咱们就告诉它数据从哪里来。

        [Route("send")]
        public IActionResult PostData([FromBody] Person p)
        {
            ……
        }

然后，它就找到了。

POST /api/zzz/send HTTP/1.1
Content-Type: application/json
User-Agent: PostmanRuntime/7.29.0
Accept: */*
Host: localhost:2022
Accept-Encoding: gzip, deflate, br
Connection: keep-alive
Content-Length: 86

{
"id": 45,
"name": "小于",
"age": 72,
"phone": "19952558123"
}

HTTP/1.1 200 OK
Content-Length: 45
Content-Type: text/plain; charset=utf-8
Date: Fri, 18 Mar 2022 03:28:54 GMT
Server: Kestrel

姓名：小于，编号：45。
提交成功

要是你的控制器是专门作为 API 调用的，那么，你应该在控制器类的定义上应用特性 ApiControllerAttribute。

    [Route("api/zzz"), ApiController]
    public class HomeController : ControllerBase
    {
        [Route("send")]
        public IActionResult PostData(Person p)
        {
            ……
        }
    }

这时候，参数 p 不用加 FromBody 特性，你用 JSON 格式提交，它会完美处理。一旦控制器成为 API 专用控制器后，客户端提交的数据它就交给 InputFormatter 去处理转化了。

前面老周写过自定义 OutputFormatter 的水文（就是有关返回数据格式的那两篇）。你想啊，有输出格式，肯定也有输入格式。同理地，默认是支持 JSON 格式，XML 得你手动开启，方法有老周以前写的水文中的方法一样，毕竟输入输出格式化是成对出现的。

A、针对 Web API ，一般使用 InputFormatter 来读取数据，完成模型绑定。前提是控制器类上要有 ApiControllerAttribute；

B、对于没有 ApiControllerAttribute 的控制器，就当作一般化处理，默认接收 form-data，也可以通过各种特性配置让它支持其他数据内容。

在控制器类上应用 ApiControllerAttribute 就是让运行时加入一些专门针对 API 调用的服务组件，让你的代码写起来更方便。比如直接就能接收 JSON 数据，返回 JSON 结果。

不过，控制器类若是应用了 ApiControllerAttribute 后，就会有限制条件（特殊要求）：

在 Program.cs 文件中，你既可以用 app.MapControllers() 方法来添加终结点处理的中间件，也可以用 app.MapControllerRoute() 方法来注册全局路由规则；但是，API 专用的控制器上必须加 Route 特性来指定路由规则，不能共用全局路由规则。不然运行后被报错。

.NET Core 运行时是怎么知道的？先看看 ApiControllerAttribute 类的定义。

    [AttributeUsage(AttributeTargets.Assembly | AttributeTargets.Class, AllowMultiple = false, Inherited = true)]
    public class ApiControllerAttribute : ControllerAttribute, IApiBehaviorMetadata, IFilterMetadata
    {
        public ApiControllerAttribute()
        {
            //
        }
    }

别的不用管，关键点是它实现了一个诡异的接口：IApiBehaviorMetadata，这个接口派生自 IFilterMetadata 接口。对这个接口不要抱什么好奇心，里面啥也没有。它只不过是用来做”标记“的，标记你这个控制器是不是 Web API 特供。在 ApiBehaviorApplicationModelProvider 类中会进行验证。

    private static bool IsApiController(ControllerModel controller)
    {
        if (controller.Attributes.OfType<IApiBehaviorMetadata>().Any())
        {
            return true;
        }

        var controllerAssembly = controller.ControllerType.Assembly;
        var assemblyAttributes = controllerAssembly.GetCustomAttributes();
        return assemblyAttributes.OfType<IApiBehaviorMetadata>().Any();
    }

正好，ApiControllerAttribute 类就是实现这个接口的。如果找到，表明这个控制器类是 API 特供，于是，下一步就要找控制器类和方法上有没有应用 Route 特性。

        if (!IsAttributeRouted(actionModel.Controller.Selectors) &&
            !IsAttributeRouted(actionModel.Selectors))
        {
            // Require attribute routing with controllers annotated with ApiControllerAttribute
            var message = Resources.FormatApiController_AttributeRouteRequired(
                 actionModel.DisplayName,
                nameof(ApiControllerAttribute));
            throw new InvalidOperationException(message);
        }

        static bool IsAttributeRouted(IList<SelectorModel> selectorModel)
        {
            for (var i = 0; i < selectorModel.Count; i++)
            {
                if (selectorModel[i].AttributeRouteModel != null)
                {
                    return true;
                }
            }

            return false;
        }

嗯，真相大白了。

今天就水到这里，下一篇咱们再聊聊模型绑定的微观层面，尤其是怎么去自定义。