.NET 6当中的Web API版本控制

2022-09-21 16:42:40

为了了解ASP.NET Core Web API的版本控制，我们必须了解API中的一些版本控制策略，然后将API版本控制与OpenAPI集成，以便我们可以在Swagger UI中看到版本化的API。

1 版本控制及策略

1.1 什么是API版本控制？

API版本控制的目的是为了解决接口运维的问题。随着时间推移，我们希望对那些调用API的前端人员，都有一个固定不变的API调用规则和策略。因为需求会变化，业务会增长，如果我们对API的设计没有进行版本控制，那么依赖API的用户将变得无所适从，加上团队人员的变迁，这会大大降低我们的联调效率。
这就是我们为什么要进行API版本控制的目的所在。那么，我们如何对API进行版本化呢？

1.2 API版本控制策略

我们这里讨论三种常用的API版本控制策略。
1）URI路径版本控制
URI路径策略很受欢迎，因为它更易于实现。一般我们会在URI路径的某个地方插入一个版本指示符，如v1或v2，如下所示：
https://iot.com/api/v1/products
以上是版本1，如果要升级为版本2，我们直接将v1改成v2即可：
https://iot.com/api/v2/products
注意在切换API版本时，为了获得正确的API返回的内容，原来的URI作为缓存键可能会失效。基于路径的版本控制很通用，几乎大部分的平台或者语言都支持这种方法，几乎成为了一种默认的标准，我们的案例代码默认也是采用这种策略。
2）Header版本控制
使用Header（头部）进行版本控制，头部一个谓词，并且有一个头部值，该值就是调用者需要分辨的版本号，如以下示例内容：
GET /api/products HTTP/1.1 Host: localhost:5001 Content-Type: application/json x-api-version: 2
此策略有个好处是它不会损坏URI。但是，在客户端使用这些类型的API会比较麻烦一些。
3）查询字符串版本控制
查询字符串（Query string）根据API的使用者的需要，使用查询字符串指定API的版本。，如果请求中没有查询字符串，则应该具有API的隐式默认版本。我们看一个示例：
https://iot.com/api/products?api-version=2
以上三种策略都有各自的使用场景，具体应该选择哪一个，取决于消费方法以及未来的规划。

1.3 废弃的API

我们可能会碰到一种需求，就是希望告知API调用方，哪些API不再推荐使用。比如一旦某个API版本在未来几个月没有人使用，我们希望删除该API：
[ApiVersion("1.0", Deprecated = true)]
具体使用很简单，这是Microsoft.AspNetCore.Mvc名称空间下的使用方式，凡是加上这种特性的API都会别废弃使用。
以上我们了解API版本控制的一些理论介绍，接下来我们通过代码来实现版本控制，以及如何将它们与OpenAPI集成方便在Swagger UI中查看。

2 API版本控制与OpenAPI的集成

2.1 API版本控制

本文是基于我视频的项目代码，所以在下面的代码连贯性上可能对您会有影响，但是整体上不影响您的理解。
如果您想查看完整的代码，可以订阅我的视频，不胜感觉。

为了通过代码实现版本控制，我们需要切换到Iot.WebApi项目下进行，我们先在该项目下安装两个NuGet包：

dotnet add package Microsoft.AspNetCore.Mvc.Versioning
dotnet add package Microsoft.AspNetCore.Mvc.Versioning.ApiExplorer

个包是基于ASP.NET Core Mvc的版本服务，第二个包用于查找URL和HTTP方法、查找Controller（控制器）和Action元数据的一些功能。
接着，我们在Controller目录下创建两个文件夹，v1和v2，我们原先创建的控制器全部默认迁移到v1下，并修改一下相关的名称空间，原来是：
Iot.WebApi.Controllers
现在改成：
Iot.WebApi.Controllers.v1
然后，我们修改抽象基类ApiContoller头部的特性：

[ApiVersion("1.0")]
[ApiController]
[Route("api/v{version:apiVersion}/[controller]")]
public abstract class ApiController : ControllerBase
{
    private IMediator _mediator;
    protected IMediator Mediator => _mediator ??= HttpContext.RequestServices.GetService<IMediator>();
}

我们添加了一个ApiVersion特性，并指定版本号，更新Route为动态API版本，所有继承该基类的控制器都会标记上版本号。
我们还可以通过Deprecated来弃用WeatherForecast接口：

namespace Travel.WebApi.Controllers.v1 {     
[ApiVersion("1.0", Deprecated = true)]     
public class WeatherForecastController : ApiController { …} }

废弃了一个接口，我们一般会创建一个新的接口版本，我们在v2文件夹下创建一个新的WeatherForecast.cs文件，代码如下所示：

namespace Travel.WebApi.Controllers.v2 {     
  [ApiVersion("2.0")]     
  [ApiController]     
  [Route("api/v{version:apiVersion}/[controller]")]     
  public class WeatherForecastController : ControllerBase     
  {       
    …         
    [HttpPost]         
    public IEnumerable<WeatherForecast> Post(string city) {     
      var rng = new Random();             
      return Enumerable.Range(1,5).Select(index => new WeatherForecast
      {                 
        …                 
        City = city}).ToArray();
      }     
  } 
}

新旧接口的主要区别是HTTP方法，在版本1中，必须发送一个GET请求以获取日期和温度数据，而在版本2中，必须使用查询参数city发送一个POST请求。
因此，API必须具有版本控制，以避免中断个版本的API导致的问题。
带有查询的POST请求不是好的做法，因为它是非幂等的，而GET、PUT和DELETE用于幂等请求。这里先将就用着。

2.2 OpenAPI

我们先在Iot.WebApi的根目录中创建一个新文件夹并命名为Helpers。然后创建两个C#文件，SwagerOptions.cs和SwaggerDefaultValue.cs，ConfigureSwaggerOptions.cs如下所示：

using System; 
using Microsoft.AspNetCore.Mvc.ApiExplorer; 
using Microsoft.Extensions.DependencyInjection; 
using Microsoft.Extensions.Options; 
using Microsoft.OpenApi.Models; 
using Swashbuckle.AspNetCore.SwaggerGen; 
namespace IoT.WebApi.OpenApi {     
public class ConfigureSwaggerOptions : IConfigureOptions<SwaggerGenOptions>  
{ 
  …  
  public void Configure(SwaggerGenOptions options) {…}         
  private static OpenApiInfo CreateInfoForApiVersion (ApiVersionDescription description) {…}     
  } 
}

这里有两个方法：Configure和OpenApiInfo，下面是Configure方法的代码块：

public void Configure(SwaggerGenOptions options)         
{             
  foreach (var description in _provider.ApiVersionDescriptions)                    
  options.SwaggerDoc(description.GroupName, CreateInfoForApiVersion(description)); 
}

Configure方法的作用是为每个新发现的API版本添加一个Swagger文档。下面是OpenApiInfo方法的代码块：

private static OpenApiInfo CreateInfoForApiVersion(ApiVersionDescription description)
{
    var info = new OpenApiInfo
    {
        Title = "Travel Tour",
        Version = description.ApiVersion.ToString(),
        Description = "Web Service for Travel Tour.",
        Contact = new OpenApiContact
        {
            Name = "IT Department",
            Email = "jackyfei@gm.com",
            Url = new Uri("https://appstv6elnt7382.h5.xiaoeknow.com/")
        }
    };
 
    if (description.IsDeprecated)
        info.Description += " <strong>该API版本已经过期.</strong>";
    return info;
}

此代码用于Swagger相关信息设置，如应用程序的标题、版本、描述、联系人姓名、联系人电子邮件和URL。
我们再看下SwaggerDefaultValues.cs：

public class SwaggerDefaultValues : IOperationFilter
{
    public void Apply(OpenApiOperation operation, OperationFilterContext context)
    {
           //
    }
}

SwaggerDefaultValues 会重写并替换Startup.cs中的services.AddSwaggerGen()。下面是Apply方法的代码：

var apiDescription = context.ApiDescription;
operation.Deprecated |= apiDescription.IsDeprecated();
 
if (operation.Parameters == null)
    return;
 
foreach (var parameter in operation.Parameters)
{
    var description = apiDescription.ParameterDescriptions.First(
        pd => pd.Name == parameter.Name);
 
    parameter.Description ??= description.ModelMetadata.Description;
 
    if (parameter.Schema.Default == null && description.DefaultValue != null)
        parameter.Schema.Default = new OpenApiString(description.DefaultValue.ToString());
 
    parameter.Required |= description.IsRequired;
}

Apply方法允许Swagger生成器添加API资源管理器的所有相关元数据。
接下来我们更新一下Startup.cs文件，在ConfigureServices中找到AddSwageGen方法，然后使用下面代码进行替换：

services.AddSwaggerGen(c =>
{
    c.OperationFilter<SwaggerDefaultValues>();
});

这里使用过滤器配置我们之前创建的SwaggerDefaultValue。接下来在AddSwaggerGen方法后面给ConfigureSwaggerOptions设置服务生命周期：
services.AddTransient<IConfigureOptions, ConfigureSwaggerOptions>();
我们还要添加对ApiVersioning的注册（Microsoft.AspNetCore.Mvc.Versioning）：

services.AddApiVersioning(config =>
{
    config.DefaultApiVersion = new ApiVersion(1, );
    config.AssumeDefaultVersionWhenUnspecified = true;
    config.ReportApiVersions = true;
});

上面的代码在服务集合中添加了版本控制，包括定义默认API版本和API支持的版本。
我们继续在AddApiVersioning下面添加API Explorer（Microsoft.AspNetCore.Mvc.Versioning.ApiExplorer）：

services.AddVersionedApiExplorer(options =>
{
    options.GroupNameFormat = "'v'VVV";
});

该代码添加了一个API资源管理器，它的格式：'v'major[.minor][status] 。
现在在Configure方法中添加一个参数。将其命名为provider，类型为IApiVersionDescriptionProvider，如下所示：
public void Configure(IApplicationBuilder app, IWebHostEnvironment env, IApiVersionDescriptionProvider provider)
这里涉及到的是有关API版本的信息，我们看下Configure中的UseSwaggerUI方法：

app.UseSwaggerUI(c =>
{
    foreach (var description in provider.ApiVersionDescriptions)
    {
        c.SwaggerEndpoint(
            $"/swagger/{description.GroupName}/swagger.json", description.GroupName.ToUpperInvariant());
    }
});

以上通过循环为每个发现的API版本构建一个Swagger访问地址。
现在，让我们运行程序并查看代码的结果。让我们看看Swagger UI，WeatherForecast的测试版本1 API和版本2 的API，看看如果我们发送请求，它们是否正常工作。您可以在下面的截图中看到效果，我们可以选择要检查的API版本：