NET Core3前后端分离开发框架

NET Core前后端分离快速开发框架

https://www.cnblogs.com/coldairarrow/p/11870993.html

引言

时间真快，转眼今年又要过去了。回想今年，依次开源发布了Colder.Fx.Net.AdminLTE(254Star)、Colder.Fx.Core.AdminLTE(335Star)、DotNettySocket(82Star)、IdHelper(47Star)，这些框架及组件都是本着以实际出发，实事求是的态度，力求提高开发效率（我自己都是第一个使用者），目前来看反响不错。但是随着前端和后端技术的不断变革，尤其是前端，目前大环境已经是前后端完全分离为主的开发模式，在这样的大环境和必然趋势之下，传统的MVC就显得有些落伍了。在这样的背景下，一款前后端分离的.NET开发框架就显得尤为必要，由此便定了框架的升级目标：前后端分离。

首先后端技术的选择，从目前的数据来看，.NET Core的发展远远快于.NET Framework，最简单的分析就是Colder.Fx.Core.AdminLTE发布比Colder.Fx.Net.AdminLTE晚，但是星星却后来居上而且比前者多30%，并且这个差距在不断扩大，由点及面的分析可以看出我们广大.NET开发人员学习的热情和积极向上的态度，并不是某些人所认为的那么不堪（走自己的路，让别人说去吧）。大环境上微软积极拥抱开源，大力发展.NET Core， 可以说前途一片光明。因此后端决定采用 .NET Core3.0 ，不再浪费精力去支持.NET Framework。

然后是前端技术选择，首选是三大js框架选择，也是从实际出发，Vue相对其它而言更加容易上手，并且功能也毫不逊色，深得各种大小公司喜欢，如果偏要说缺点的话，那就是对TS支持不行，但是即将发布Vue3.0肯定会改变这一缺陷。选择了Vue之后，然后就是UI框架的选择了，这里的选择更多了，我选择了Ant Design Vue，理由便是简洁方便，十分符合我的设计理念。

技术选型完毕之后便进入研发，由于鄙人前端比较菜，因此需要从头学Vue2.x全家桶，从开始到现在差不多经历3个月，在预期之内。其实学习并使用前端的Vue2.x全家桶并不难，还是比较容易上手的，所以在此给没有前后端分离开发经验的老哥打一记预防针，不要退缩，要知难而上，学习永无止境。

某些老哥可能比较直接粗暴，嫌我BBB唠叨，下面直接上地址
代码(GitHub)：https://github.com/Coldairarrow/Colder.Admin.AntdVue
文档(GitHub)：https://github.com/Coldairarrow/Colder.Admin.AntdVue/wiki
代码(码云镜像)：https://gitee.com/Coldairarrow/Colder.Admin.AntdVue
文档(码云镜像)：https://gitee.com/Coldairarrow/Colder.Admin.AntdVue/wikis
在线预览地址：http://coldairarrow.gitee.io/coler.antdvue.preview/#/Home/Introduce
由于服务器是阿里云的86服务器，带宽1M小水管，因此将前端部署到码云上了，在此多谢码云，后端部署在阿里云86服务器CentOS7上。整个技术栈使用.NET Core + PostggreSQL+ Ant Design Vue + CentOS7+Nginx+Dokcer+jenkins，囊括了从快速开发到自动化部署一条龙，开源免费并具有高性能、高移植性、高拓展性（小公司创业选型+个人接单利器）

简介

本框架为.NET Core3.0+Ant Design Vue版

本框架旨在极大的提高开发效率

使用技术栈：
后端：采用.NET Core平台，ASP.NET Core3.0，C#语言（使用反射等高级技术），Entity FrameworkCore（数据库ORM框架）。
使用数据仓储模式，抽象化数据库操作(CRUD等)、支持事务处理以及分布式事务处理（跨库）
支持数据库读写分离、分库分表及事务(仅支持单表操作,不支持多表) 全面采用Autofac作为IOC容器,面向接口编程,全面解耦
集成多种工具类库以及操作拓展
数据库：支持SqlServer,PostgreSQL,MySQL,Oracle（框架使用简单工厂，工厂方法，抽象工厂，可轻松更换数据库）,Redis作为分布式缓存
前端：Vue2.x全家桶+Ant Design Vue，其中集成常用组件，力求方便项目开发。

具体技术实施：
项目采用前后端完全分离模式，并采用严格分层模式，极大的增加聚合度，降低耦合度，
提高代码的健壮性，可维护性。
前后端通过JWT进行身份验证,通过数据接口操作数据，统一使用JSON作为数据格式，并使用默认接口签名算法保证接口的安全性。

功能架构部分详解：
快速开发：此功能为框架的核心，通过选择数据库中的表，就能自动生成对应的实体层、业务逻辑层、控制器、前端页面Vue文件，无需编写代码即可生成基本的CRUD操作。
接口密钥管理：管理接口的密钥，若开启接口签名的规则，则前端需要通过给接口签名才能够正常访问后台接口。
权限管理：使用基本的RBAC权限控制，支持操作权限、接口权限以及数据权限

框架主要功能及特色如下

功能	详细描述
用户登录	用户登录、密码修改
系统用户管理	系统用户管理
角1色管理	角色管理
部门管理	部门管理、天然多级
权限管理	使用RBAC权限体系，基于角色的权限管理，支持菜单权限、操作权限（按钮权限）、接口权限、数据权限
系统日志	支持多彩控制台、文件、数据库和ElasticSearch记录日志，框架全局异常自动捕捉，多级别记录
快速开发	通过数据库直接生成实体层、业务逻辑层、控制器层以及前端页面Vue代码，无需编码即可实现CURD
数据库操作封装	使用基于EF的仓储模式、封装常用的CURD，支持单库事物和分布式事物
多数据库支持	使用基于EF的仓储模式，支持各大主流关系型数据库（SQLServer、MySQL、PostgreSQL和Oracle）
超强移植性	使用抽象工厂封装数据库操作层，切换数据库0代码修改
支持软删除	一键切换删除模式，支持物理删除和软删除，对业务操作透明
缓存支持	支持系统自带缓存和Redis缓存、封装操作接口、简单易用
前后端完全分离	前端使用Vue2.x全家桶+Ant Design Vue，界面简洁美观，组件化开发
集成JWT验证	框架使用JWT作为身份验证，摆脱Cookie苦海，分布式拓展毫无压力
集成对外接口签名算法	框架对外接口可以开启超强严格签名校验（防抵赖、防伪造、防重复调用）,保障系统安全性
页面响应式	前端为单页应用，无iframe，各大主流浏览器支持友好
拓展	其它各种帮助类库及插件

其相关版本请看下表：

.NET版本	前端UI	地址
Core3.0	Ant Design Vue	https://github.com/Coldairarrow/Colder.Admin.AntdVue
Core2.2	AdminLTE	https://github.com/Coldairarrow/Colder.Fx.Core.AdminLTE
.NET4.72	AdminLTE	https://github.com/Coldairarrow/Colder.Fx.Net.AdminLTE
.NET4.52	Easyui	https://github.com/Coldairarrow/Coldairarrow.Fx.Net.Easyui.GitHub
Core2.1	Easyui	https://github.com/Coldairarrow/Coldairarrow.Fx.Core.Easyui.GitHub
.NET4.0	Easyui	https://github.com/Coldairarrow/Coldairarrow.Fx.Net40.Easyui.GitHub

后台效果展示如下：

环境搭建

开发环境要求：

操作系统：Windows 10
后端开发工具：Visual Studio 2019+
前端开发工具：Visual Studio Code,安装nodejs,yarn
SDK：安装.NET Core SKD 3.0 及以上
数据库：SQLServer2008 R2及以上

基础数据库构建：

• 数据库创建
  目录"/docs/初始化文件"中有所需的数据库资料
  
  先手动创建数据库，然后执行对应的SQL脚本即可

• 连接字符串配置
  打开src目录下Colder.Admin.AntdVue的解决方案，如下图

如下图所示依次展开05.Coldairarrow.Api/appsettings.json，配置数据库连接字符串，name不用修改，connectionString改为上述创建的数据库（若不清楚数据库连接字符串请自行百度搜索教程）

数据库设计规范

由于本框架支持自动生成代码的核心功能，此功能是根据数据库的表结构来生成代码的
因此规定每张表都有一个主键，列名为Id，类型为字符串，实际添加数据时默认使用SnowflakeId(雪花Id,Twitter设计的分布式趋势自增Id,若不清楚请自行百度相关资料)，表中的每个列都需要有描述信息（建议这样操作，若不按照这个标准则需要一些额外的改动才能够成功运行）。每张表都需要Id、CreateTime、CreatorId、CreatorRealName这几个必带字段

运行

后端：打开解决方案=>还原nuget包=>配置数据库=>运行（05.Coldairarrow.Api设为启动项目）
后台成功运行后会自动打开swagger

前端： 确保已安装nodejs和yarn
用VS Code 打开文件夹src\Coldairarrow.Web

输入命令：yarn
输入命令：yarn run serve
成功运行后即可打开登录页面

输入账号：Admin，密码：123456进入后台主页

使用教程

全局配置

在01.Coldairarrow.Util中的GlobalSwitch类中，设置了各个参数，其中RunModel与DatabaseType需要重点关注一下，其它参数请看注释。

快速开发

此功能为本框架的核心功能，能够自动生产完整的可运行代码，具体使用如下：

• 配置数据源

首选需要有数据库源，因为代码生成是根据数据库表来生成的。
菜单：开发=>数据库连接

若列表中没有目标数据源，则添加数据库连接

数据连接名、连接字符串、数据库类型即可。添加完成后即可看到连接字符串信息。

• 生成代码

有了数据库连接之后，即可进行代码生成。
菜单：开发=>代码生成

选择数据库，然后勾选需要生成代码的数据库表，点击生成代码会弹出生成选项（这里演示勾选 Base_BuildTest，其余表全是系统基础表，不要勾选，否则会被覆盖，导致异常，请勾选自己的业务表进行生成）：

生成选项中可以选择需要生成的类型，默认生成全部：实体层、业务层、接口层（即控制器）和页面（Vue前端页面代码）。
生成区域请输入业务模块名（例如系统叫Base_Manage），请按具体业务填入（必填）
这里示例填写TestManage，点击生成按钮，即可完成代码生成。生成后的代码在项目解决方案中，将代码文件包括进入项目

默认生成后的文件会被自动包括到解决方案中，若没有则需要点击显示所有文件按钮，即可看到生成后的新文件

生成的实体层、业务逻辑层、控制器层代码：


前端生成的代码：

后端代码添加后需要重新编译下（F7），编译后好可以看到有新的接口

前端生成代码后会自动保存并编译（别的文件修改保存也会自动编译，毕竟编译一次挺慢的），不放心可以Ctrl+C停止，然后再yarn run serve重新运行

代码生成完毕，但是要展示到菜单上需要进行配置，并且所有业务菜单都是动态的（权限控制）
打开菜单：系统管理=>权限管理=>新建


菜单名：即需要显示的菜单名
上级菜单：菜单是多级树状的，可以放在某个菜单下面
类型：可以选择菜单或页面，这里是具体的页面，所以选页面
路径：页面的路径，菜单可以不配置，这里配置为/TestManage/Base_BuildTest/List，这里设置规则为：views文件夹为根路径（即"/"），向下展开依次为/TestManage/Base_BuildTest/List，最后真正的列表页为List.vue文件，表单页为EditForm.vue文件
是否需要权限：若为“否”，则此页面不限制权限，即所有人都能看
图标：菜单显示图标，具体到开发=>图标选择页进行选择
排序：若需要需要对菜单进行排序则设置，默认0，类型为int
页面权限：页面拥有的权限（权限值唯一，作为操作权限即接口权限的依据），详见权限管理

确认保存，然后刷新整个页面（F5），即可看到全新生成的菜单“生成测试”

整个代码生成过程，无需编写代码即可完成一张表的CRUD，当然需要根据具体业务中进行相应的修改，本次示例中字段比较少，但是当一张表的字段很多时，那么此功能能够将开发效率提高几个档次。

管理员登录

默认超级管理员账号为：Admin
密码为：123456

系统用户管理

管理系统登录的用户
菜单：系统=>用户管理
点击右侧设置权限

系统角色管理

管理系统角色，角色是权限的载体，合理分配角色有利于权限管理
菜单：系统=>角色管理
操作中可以设置角色的权限，详情见<权限管理>模块

权限管理

一般情况下，后台管理系统多少会涉及权限管理，因此本框架提供了一个灵活、高效、简洁的权限管理系统。

首先，权限分为两种，即操作权限和数据权限，其中操作权限主要包括菜单权限和按钮权限，在角色编辑表单中，给角色勾选需要的权限即可，用户可以分配多个角色，继承所有角色的权限。

如上图，按需勾选，有人会疑问为什么只有增、改和删的权限而没有查的权限，其实这里考虑到了当勾选“用户管理”时，就已经默认拥有“查”的权限了，这里再设置“查”权限岂不是多此一举，可以根据实际业务需求添加诸如申请、审核等权限，灵活应用。
这里的树状是和菜单一一对应的，勾选哪些菜单就拥有哪些菜单

下面介绍下最常用的按钮权限

如上图，在需要控制权限的按钮使用v-if="hasPerm('Base_User.Add')"，表示只有当用户拥有权限值Base_User.Add才显示此按钮，权限值就是权限表单中配置的权限值

这里的按钮级权限控制只能够在前端控制操作入口，若系统对安全性要求较高，则需要控制接口权限

如上图，在需要权限控制的接口加上ApiPermission特性即可，参数也为权限值，只有拥有此权限才能访问此接口

数据权限比较复杂，若采用纯SQL方式，那么会更加复杂，本框架全程采用EF作为ORM框架，通过对IQueryable< T >进行过滤，即可完成数据权限控制，详细使用方式见用户管理。

更详细的使用方式，请参考源代码中的用户管理模块(菜单权限、操作权限、数据权限、联表查询、业务层AOP等使用方式均可参考此模块)。

接口秘钥管理

作为对外接口签名的AppId和AppSecret管理
菜单：系统=>接口秘钥管理

系统日志

菜单：系统=>系统日志

单库事务

使用方式如下:

BaseBusiness<Base_UnitTest> _baseBus  = new BaseBusiness<Base_UnitTest>();
/*RunTransaction传入执行具体数据库操作的Action,操作中若出现异常会自动回滚事务,业务只需根据返回的transActionRes进行处理,返回类型为元组(bool Success, Exception ex),Success表示事务是否成功,ex为事务失败异常信息*/
var transActionRes = _baseBus.RunTransaction(() =>
{
    var newData = _newData.DeepClone();
    newData.Id = Guid.NewGuid().ToString();
    newData.UserId = IdHelper.GetId();
    newData.UserName = IdHelper.GetId();
    _baseBus.Insert(_newData);
    _baseBus.Insert(newData);
});

跨库事务

使用方式如下:

//第一个数据库
IRepository _bus1 = DbFactory.GetRepository();
//另一个数据库
IRepository _bus2 = DbFactory.GetRepository("BaseDb_Test");
_bus1.DeleteAll<Base_UnitTest>();
_bus2.DeleteAll<Base_UnitTest>();
Base_UnitTest data1 = new Base_UnitTest
{
    Id = Guid.NewGuid().ToString(),
    UserId = "1",
    UserName = Guid.NewGuid().ToString()
};
Base_UnitTest data2 = new Base_UnitTest
{
    Id = data1.Id,
    UserId = "1",
    UserName = Guid.NewGuid().ToString()
};
Base_UnitTest data3 = new Base_UnitTest
{
    Id = Guid.NewGuid().ToString(),
    UserId = "2",
    UserName = Guid.NewGuid().ToString()
};

new Action(() =>
{
    //创建并执行事务，使用方式与单库一致
    var succcess = DistributedTransactionFactory.GetDistributedTransaction(_bus1, _bus2)
        .RunTransaction(() =>
        {
            _bus1.ExecuteSql("insert into Base_UnitTest(Id) values('10') ");
            _bus1.Insert(data1);
            _bus1.Insert(data2);
            _bus2.Insert(data1);
            _bus2.Insert(data3);
        });
    Assert.AreEqual(succcess.Success, false);
    Assert.AreEqual(_bus1.GetIQueryable<Base_UnitTest>().Count(), 0);
    Assert.AreEqual(_bus2.GetIQueryable<Base_UnitTest>().Count(), 0);
})();

读写分离分库分表

本框架支持数据库读写分离分库分表（即Sharding），并且支持主流关系型数据库（SQLServer、Oracle、MySQL、PostgreSQL）,理论上只要EF支持那么本框架支持。
由于技术原因以及结合实际情况，目前本框架仅支持单表的Sharding，即支持单表的CRUD、分页、统计（数量、最大值、最小值、平均值），支持跨库（表分散在不同的数据库中，不同类型数据库也支持）。具体如何使用如下：

• Sharding配置
  首先、要进行分库分表操作，那么必要的配置必不可少。配置代码如下：

ShardingConfigBootstrapper.Bootstrap()
    //添加数据源
    .AddDataSource("BaseDb", DatabaseType.SqlServer, dbBuilder =>
    {
        //添加物理数据库
        dbBuilder.AddPhsicDb("BaseDb", ReadWriteType.ReadAndWrite);
    })
    //添加抽象数据库
    .AddAbsDb("BaseDb", absTableBuilder =>
    {
        //添加抽象数据表
        absTableBuilder.AddAbsTable("Base_UnitTest", tableBuilder =>
        {
            //添加物理数据表
            tableBuilder.AddPhsicTable("Base_UnitTest_0", "BaseDb");
            tableBuilder.AddPhsicTable("Base_UnitTest_1", "BaseDb");
            tableBuilder.AddPhsicTable("Base_UnitTest_2", "BaseDb");
        }, new ModShardingRule("Base_UnitTest", "Id", 3));
    });

上述代码中完成了Sharding的配置：
ShardingConfigBootstrapper.Bootstrap()在一个项目中只能执行一次，所以建议放到Application_Start中（ASP.NET Core中的Startup）
AddDataSource是指添加数据源，数据源可以看做抽象数据库，一个数据源包含了一组同类型的物理数据库，即实际的数据库。一个数据源至少包含一个物理数据库，多个物理数据库需要开启主从复制或主主复制，通过ReadWriteType（写、读、写和读）参数来指定数据库的操作类型，通常将写库作为主库，读库作为从库。同一个数据源中的物理数据库类型相同，表结构也相同。
配置好数据源后就可以通过AddAbsDb来添加抽象数据库，抽象数据库中需要添加抽象数据表。如上抽象表Base_UnitTest对应的物理表就是Base_UnitTest_0、Base_UnitTest_1与Base_UnitTest_2，并且这三张表都属于数据源BaseDb。分表配置当然需要分表规则（即通过一种规则找到具体数据在哪张表中）。
上述代码中使用了最简单的取模分片规则，
源码如下：

可以看到其使用方式及优缺点。
另外还有一致性HASH分片规则

雪花Id的mod分片规则

上述的分片规则各有优劣，都实现IShardingRule接口，实际上只需要实现FindTable方法即可实现自定义分片规则。
实际使用中个人推荐使用雪花Id的mod分片规，这也是为什么前面数据库设计规范中默认使用雪花Id作为数据库主键的原因（PS，之前版本使用GUID作为主键被各种嫌弃，这次看你们怎么说）

• 使用方式
  配置完成，下面开始使用，使用方式非常简单，与平常使用基本一致
  首先获取分片仓储接口IShardingRepository

IShardingRepository _db = DbFactory.GetRepository().ToSharding();

然后即可进行数据操作：

Base_UnitTest _newData  = new Base_UnitTest
{
    Id = Guid.NewGuid().ToString(),
    UserId = "Admin",
    UserName = "超级管理员",
    Age = 22
};
List<Base_UnitTest> _insertList = new List<Base_UnitTest>
{
    new Base_UnitTest
    {
        Id = Guid.NewGuid().ToString(),
        UserId = "Admin1",
        UserName = "超级管理员1",
        Age = 22
    },
    new Base_UnitTest
    {
        Id = Guid.NewGuid().ToString(),
        UserId = "Admin2",
        UserName = "超级管理员2",
        Age = 22
    }
};
//添加单条数据
_db.Insert(_newData);
//添加多条数据
_db.Insert(_insertList);
//清空表
_db.DeleteAll<Base_UnitTest>();
//删除单条数据
_db.Delete(_newData);
//删除多条数据
_db.Delete(_insertList);
//删除指定数据
_db.Delete<Base_UnitTest>(x => x.UserId == "Admin2");
//更新单条数据
_db.Update(_newData);
//更新多条数据
_db.Update(_insertList);
//更新单条数据指定属性
_db.UpdateAny(_newData, new List<string> { "UserName", "Age" });
//更新多条数据指定属性
_db.UpdateAny(_insertList, new List<string> { "UserName", "Age" });
//更新指定条件数据
_db.UpdateWhere<Base_UnitTest>(x => x.UserId == "Admin", x =>
{
    x.UserId = "Admin2";
});
//GetList获取表的所有数据
var list=_db.GetList<Base_UnitTest>();
//GetIQPagination获取分页后的数据
var list=_db.GetIShardingQueryable<Base_UnitTest>().GetPagination(pagination);
//Max
var max=_db.GetIShardingQueryable<Base_UnitTest>().Max(x => x.Age);
//Min
var min=_db.GetIShardingQueryable<Base_UnitTest>().Min(x => x.Age);
//Average
var min=_db.GetIShardingQueryable<Base_UnitTest>().Average(x => x.Age);
//Count
var min=_db.GetIShardingQueryable<Base_UnitTest>().Count();
//事务,使用方式与普通事务一致
bool succcess = _db.RunTransaction(() =>
{
    _db.Insert(_newData);
    var newData2 = _newData.DeepClone();
    _db.Insert(newData2);
}).Success;
Assert.AreEqual(succcess, false);

上述操作中表面上是操作Base_UnitTest表，实际上却在按照一定规则使用Base_UnitTest_0~2三张表，使分片对业务操作透明，极大提高开发效率
具体使用方式请参考单元测试源码：
"\src\Coldairarrow.UnitTests\DataRepository\ShardingTest.cs"

常见疑问

如何进行联表查询

框架使用EF+LINQ进行联表操作，核心在于对IQueryable< T >的使用，另可网上搜EF+LINQ的相关教程。

示例如下：
Base_User表左连接Base_Department表获取DepartmentName属性

//定义数据模型类
public class Base_UserTestDTO : Base_User
{
    public string DepartmentName { get; set; }
}

//即BaseBusiness中的Service
var db = DbFactory.GetRepository();
Expression<Func<Base_User, Base_Department, Base_UserTestDTO>> select = (a, b) => new Base_UserTestDTO
{
    DepartmentName = b.Name
};
select = select.BuildExtendSelectExpre();
var q = from a in db.GetIQueryable<Base_User>().AsExpandable()
        join b in db.GetIQueryable<Base_Department>() on a.DepartmentId equals b.Id into ab
        from b in ab.DefaultIfEmpty()
        select @select.Invoke(a, b);
//筛选
var where = LinqHelper.True<Base_UserTestDTO>();
where = where.And(x => x.UserName == "Admin");

//筛选并获取分页数据
var list = q.Where(where).GetPagination(new Pagination()).ToList();

源码可参考Base_UserBusiness.GetDataList

如何切换数据库类型

在01.Coldairarrow.Util项目中的GlobalSwitch，将DatabaseType改为需要的即可，对应的数据库连接字符串当然也要改为对应数据库的

如何使用多个数据库

在具体的Business类中重写父类BaseBusiness的构造函数即可，按照自己的需求重写对应的构造函数,同时需要确保数据库连接字符串已添加

若需要同时使用多个数据库，或者需要多线程操作数据库，需要使用

结语

欢迎使用本框架，若觉得不错，请比心

Github欢迎星星:https://github.com/Coldairarrow

博客园欢迎点赞：https://www.cnblogs.com/coldairarrow/

QQ群2:579202910
个人QQ:862520575（欢迎技术支持及商务合作，提供.NET Core + Linux + Nginx+ jenkins + git整套持续集成快速开发平台）