ASP.NET Web API是如何根据请求选择Action的？[下篇]

再《上篇》中我们简单介绍了用于实现Action选择机制的HttpActionSelector，接下来我们来讨论本章最为核心的内容：ASP.NET Web API如何利用HttpActionSelector（以默认的使用的ApiControllerActionSelector为例）在目标HttpController成功激活之后如何从中选择出匹配的Action方法来处理当前的请求。[本文已经同步到《How ASP.NET Web API Works?》]

目录
候选的Action列表
针对HttpRouteData中的Action名称进行筛选
针对支持的HTTP方法进行筛选
针对查询字符串和路由变量进行筛选
针对ActionMethodSelector进行筛选
异常处理

候选的Action列表

为了便于理解，我们通过一个具体的例子来实现在ApiControllerActionSelector的SelectAction方法中的Action选择策略。我们假设在一个ASP.NET Web API应用中定义了如上一个继承自ApiController的DemoController。

   1: public class DemoController : ApiController

   2: {

   3:     //无参数

   4:     [NonAction]

   5:     public string Get()

   6:     {

   7:         return "DemoController.Get()";

   8:     }

   9:     [HttpGet]

  10:     [ActionName("Get")]

  11:     public string Retrieve()

  12:     {

  13:         return "DemoController.Retrieve()";

  14:     }

15:

  16:     //一个参数

  17:     public string Get(string x)

  18:     {

  19:         return "DemoController.Get(string x)";

  20:     }

21:

  22:     //两个参数

  23:     public string Get(string x, string y)

  24:     {

  25:         return "DemoController.Get(string x, string y)";

  26:     }

  27:     public string Get(int x, int y)

  28:     {

  29:         return "DemoController.Get(int x, int y)";

  30:     }

31:

  32:     //Put, Post & Delete

  33:     public string Put()

  34:     {

  35:         return "DemoController.Put()";

  36:     }

  37:     public string Post()

  38:     {

  39:         return "DemoController.Post()";

  40:     }

  41:     public string Delete()

  42:     {

  43:         return "DemoController.Delete()";

  44:     }

  45: }

DemoController一共定义了8个Action方法，它们均返回表示各自方法签名的字符串。前面两个方法Get和Retrieve不具有参数，Retrieve方法上应用了两个特性：HttpGetAttribute特性使之支持HTTP-GET请求，ActionNameAttribute将Action名称设置为“Get”。第3个Get方法具有一个字符串类型的参数x。第4和第5个Get方法均具有两个同名的参数x和y。除了这5个基于HTTP-GET请求的Action方法之外，我们还针对HTTP-PUT、HTTP-POST和HTTP-DELETE定义了3个对应的Action方法。我们将这8个Action方法和自己支持的HTTP方法列在如下所示的表格中。

假设我们直接采用创建ASP.NET Web API项目默认提供的路由注册，相关的代码如下所示。接下来我们采用不同的URL对这个DemoController进行访问，并分析ApiControllerActionSelector针对每一个具体的请求是如何将目标Action方法筛选出来的。

   1: public static class WebApiConfig

   2: {

   3:     public static void Register(HttpConfiguration config)

   4:     {

   5:         config.Routes.MapHttpRoute(

   6:             name            : "DefaultApi",

   7:             routeTemplate   : "api/{controller}/{id}",

   8:             defaults        : new { id = RouteParameter.Optional }

   9:         );

  10:     }

  11: }

针对HttpRouteData中的Action名称进行筛选

我们知道HttpActionSelector具有两个基本方法，GetActionMapping返回一个描述定义在目标HttpController中所有Action方法的HttpActionDescriptor与Action名称的映射。具体来说，该方法返回的是一个ILookup<string, HttpActionDescriptor>对象，它具有如上表所示的结构。SelectAction方法将这个映射表作为最初的候选HttpActionDescriptor列表，并通过多轮筛选最终得到用于处理当前请求的那一个。

ApiControllerActionSelector针对请求提供的Action名称进行第一轮筛选。具体来说，它先从指定的HttpControllerContext中提取用于封装路由数据的HttpRouteData对象，如果其中包含目标Action的名称（对应条目的Key为“action”），它会从候选项中筛选出Action名称与之匹配的HttpActionDescriptor列表。反之，如果HttpRouteData中并不包含目标Action的名称，此项筛选工作将会忽略。

对于我们给出的这个例子来说，由于注册路由时并不曾在URL模板中定义针对Action名称的变量，所以生成的HttpRouteData中是不会包含目标Action名称的。

   1: public static class WebApiConfig

   2: {

   3:     public static void Register(HttpConfiguration config)

   4:     {

5:

   6:         config.Routes.MapHttpRoute(

   7:             name            : "DefaultApi",

   8:             routeTemplate   : "api/{controller}/{action}/{id}",

   9:             defaults        : new { id = RouteParameter.Optional }

  10:         );

  11:     }

  12: }

如果我们按照如上的方式让注册路由的URL模板包含一个针对目标Action名称的变量“{action}”，针对一个URL为“/api/contacts/get”的请求，ASP.NET Web API 的路由系统生成的HttpRouteData将会包含目标Action的名称“get”，那么如右图所示的5个同名的Action会率先被筛选出来。

针对支持的HTTP方法进行筛选

ApiControllerActionSelector进行的第2轮筛选工作是针对候选Action所支持的HTTP方法。具体来说，它通过候选HttpActionDescriptor对象的SupportedHttpMethods属性得到对应Action支持的HTTP方法列表，如果此列表包含当前请求的HTTP方法，那么此HttpActionDescriptor会被筛选出来。

对于定义在DemoController中的8个Action方法来说，如果请求采用的HTTP方法为HTTP-GET，那么如右图所示的5个唯一支持HTTP-GET请求的Action会被筛选出来；如果当前接收的是分别是一个HTTP-PUT、HTTP-POST或者HTTP-DELETE请求，那么与之对应的Action方法Put、Post和Delete会被筛选出来。

针对查询字符串和路由变量进行筛选

绑定到目标Action方法上的部分参数（参数类型支持源自字符串的类型转换）值来源于请求的URL，具体来说可以源自URL的路径，也可以源自URL的查询字符串。对于前者，其值一般会转换成路由变量被添加到路由系统生成的HttpRouteData中。第三轮筛选工作就是针对请求URL的查询字符串进行的。

一个Action方法能够正常执行，其前提是方法的参数值能够正常绑定。对于调用者来说，它发送的请求中必须提供执行目标方法所需的参数值。针对众多候选Action来说，如果其参数值应该由请求URL的查询字符串或者生成HttpRouteData来提供，能够被选择用于处理某个请求的Action必须满足这样的条件：当前请求URL的查询字符串和生成的HttpRouteData能够提供这种类型的所有参数。

以我们定义的DemoController为例，如果接收到的是一个URL为“/api/demo?x=1”的HTTP-GET请求，对于5个支持HTTP-GET的Action来说，只有前面3个Action方法（Get（）、Retrieve（）和Get（string x））的参数能够通过URL的查询字符串来提供，所以会被选择。对于其余两个Action方法（Get（string x, string y）、Get（int x, int y））来说，它们的参数y无法从请求中获得，所以会被排除在选择范围之外。

我们现在来讨论针对查询字符串和路由变量的筛选在ApiControllerActionSelector中具体是如何实现的。对于每个候选的Action，ApiControllerActionSelector都会通过一个字符串数组保存一组参数名，对应参数绑定的值来源于请求的URL。具体来说，这些参数必须满足如下三个条件：

参数不应该是一个缺省参数，因为缺省参数具有默认值，对应值不一定要存在于请求的URL中。
参数类型必须支持源自字符串的类型转换，因为参数值是以字符串的形式出现在URL中的。
参数对应HttpParameterBinding的从当前URI中读取数据。

针对上轮筛选得到的5个Action来说，按照上述的这三个条件，这个用于保存“必须通过URL提供的参数值”的参数名称数组如左图所示。为了便于后续说明，我们将这个数组命名为UrlParameters。

在开始本轮筛选时，ApiControllerActionSelector会通过生成HttpRouteData得到所有的路由变量名，然后将表示目标HttpController名称的变量名“controller”和表示目标Action名称的变量名“action”（如果有）剔除出去，我们将得到字符串集合命名为ParameterNames1。然后它会从请求URL中提取所有的查询字符串名称，假设该字符串集合命名为ParameterNames2。最后ParameterNames1和ParameterNames2进行合并（合并时针对字符串的比较不区分大小写）得到一个新的字符串集合ParameterNames3。

本着“请求必须提供目标Action方法所需参数值”的原则，对于候选的众多Action而言，只有它们的UrlParameters是ParameterNames3的子集才会被选择。但是是否所有满足这个条件的Action都能成为本轮筛选后剩余的成员呢？

就我们给出的例子来说，如果当前请求（HTTP-GET）的URL为“/api/demo?x=1”，那么前面3个Action满足上面的条件，是否意味着这三个Action均会来选择呢？如果请求URL变成“/api/demo?x=1&y=2”，无疑5个Action都满足上述的条件，那么本轮筛选会选择所有这5个Action吗？

就我们的经验来说，当我们调用第3个Action（Get（string x））才会采用“/api/demo?x=1”这样的URL；如果请求URL为“/api/demo?x=1&y=2”，一般访问的是最后两个Action（Get（string x, string y）、Get（int x, int y））。实际上ApiControllerActionSelector最终也是这样选择：对于众多符合条件候选Action来说，它只会保留UrlParameters元素最多哪一组Action。

上面介绍的都是请求URL具有查询字符串或者生成的HttpRouteData包含相应路由变量（不包括表示目标HttpController和Action名称的路由变量）情况下针对Action的筛选。如果URL根本不包含任何查询字符串，而且生成的HttpRouteData也不包含任何的路由变量，此时的Action筛选工作就变得简单：只会选择UrlParameters为空的Action。

综合上面两种情况下Action筛选策略，针对具有不同URL（“/api/demo”、“/api/demo?x=1”、“/api/demo?x=1&y=2”）的HTTP-GET请求，上轮筛选后剩余的5个候选Action在本轮筛选之后保留的Action列表如右图所示。

针对ActionMethodSelector进行筛选

通过前面的介绍我们知道ActionMethodSelector用于判断针对具体的请求目标Action是否是有效的，最后一轮筛选就是针对应用到Action方法上的ActionMethodSelector进行的，具体的筛选逻辑很简单：直接获取应用到候选Action方法上实现了接口IActionMethodSelector的特性，将当前HttpControllerContext和Action方法对应的MethodInfo作为参数调用其IsValidForRequest方法，只有返回值为True的Action才会被保留。

我们也知道IActionMethodSelector是一个内部接口类型，目前只有一个唯一的NoActionAttribute实现了这个接口，所以目前我们只需要关注NoActionAttribute就可以了。本轮筛选会将应用了NoActionAttribute特性的Action剔除掉。

对于我们给出的这个例子来说，只有Retrieve方法上应用了NoActionAttribute特性，所以如果它包含在候选的Action列表中，它将被剔除出去。同样是针对URL分别为“/api/demo”、“/api/demo?x=1”、“/api/demo?x=1&y=2”的三种HTTP-GET请求，最终保留下来的Action列表如图5-9所示。

异常处理

ASP.NET Web API针对请求选择Action的默认策略，即定义在ApiControllerActionSelector的SelectAction方法的实现逻辑一共会经历4轮筛选。如果最终选择的结果仅仅具有一个唯一的Action，那么它将会用于处理当前请求。此处之外，还具有如下两种异常情况：

没有任何一个Action被选择
具有多个匹配的Action

对于前者，ASP.NET Web API直接返回一个状态为“404， Not Found”的响应。对于后者，会因为不能决定哪个才是用于处理当前请求的Action而抛出一个InvalidOperationException异常。对于我们给出的例子来说，如果接收的HTTP-GET请求的URL分别为“/api/demo”、“/api/demo?x=1”，由于只有唯一的Action被选择，所以请求能够被正常处理。如右图所示，我们直接通过浏览器访问者两个地址，会直接得到我们希望的结果。

如果请求URL为“/api/demo?x=1&y=2”，我们知道这种情况下会有两个Action方法与请求匹配，所以这样的请求得不到正常处理。如左图所示，当我们访问这个地址的时候，浏览器直接将包含错误信息的XML呈现出来。具体的错误信息为“Multiple actions were found that match the request: System.String Get(System.String, System.String) on type WebApi.Controllers.DemoController System.String Get(Int32, Int32) on type WebApi.Controllers.DemoController”，即“在目标HttpController中定义了多个与当前请求匹配的Action”。

现在我们对DemoController作如下的修改，直接将NoActionAttribute特性应用到无参数的Retrieve方法上。

   1: public class DemoController : ApiController

   2: {

   3:     //其他成员

   4:     [HttpGet]

   5:     [ActionName("Get")]

   6:     [NoAction]

   7:     public string Retrieve()

   8:     {

   9:         return "DemoController.Retrieve()";

  10:     }

  11: }

按照上面介绍的Action选择策略，如果当前是一个URL为“/api/demo”的HTTP-GET请求，在目标HttpController中将找不到任何匹配的Action，此时客户端将接收到状态为“404，Not Found”的响应。同样通过浏览器访问这个地址，我们会得到如右图所示的结果。

ASP.NET Web API是如何根据请求选择Action的？[上篇]
ASP.NET Web API是如何根据请求选择Action的？[下篇]