关于dotnet动态生成controller的问题

一些动态生成controller的问题

前言

最近在写包, 一开始封装了仓储Repository用于操作数据库, 然后为了快速开发一些业务简单的接口, 通过QueryController , ModifyController , CrudController 提供默认实现, 在添加接口的时候只需要新建一个 Controller, 然后继承

public class TestController : QueryRepController<int?, TestEntity, TestEntityGet>
{
    public TestController(IQueryRepository<int?, TestEntity> repository) : base(repository)
    {
    }
}

即可实现简单的增删改查功能

看到 TestController 这单薄的实现, 我突然有个想法

"既然这个controller写得这么简单, 为什么我不能尝试靠代码去生成呢!?!"

虽然这个功能不一定有什么用, 但我还是开始了踩坑

动态新建Type

经过简单的思考, 我认为第一步应该是创建 Type

尝试的方案一

最开始尝试注册一堆 typeof(QueryRepController<int?, TestEntity, TestEntityGet>), 然后动态创建路由

但我搞了半天也没发现asp.net里面有相关的功能, 也不能确定这样生成的 Type 是正常的, 感觉这里面能让我栽进去的坑有很多

虽然可以自己重新实现一套路由......后面还得搞日志, 拦截器什么的 ?!?

我废那劲干嘛, 于是放弃

尝试的方案二

之前就听说C#有 Source Generator, 可以在编译时直接生成代码

还听说 AutoMapper 就用了这种技术(也不知道是真是假)

然后决定研究一下......

一个周末的时间让我了解到, 这东西好像没多少人用啊, 相关资料少得可怜, 网上逛了两天, 除了说这东西很有用, 很香, 没找着多少对我有用的资料, 也可能是我太菜了不会用

虽然最后生成了一个可以正常使用的 Controller, 但是与我的预期有极大的差距

我期望的使用方式类似下面这种

services.AddQueryRepController<int?, TestEntity, TestEntityGet>("Test");

在使用的时候可以主动通过注册的方式添加 Controller, 然后可以自由更改路由(比如把Test改为WTF)

搞了两天感觉方向不对, 虽然 Source Generator 确实挺有意思的, 也有可以发挥的场景, 但至少不太符合我这时的需要

尝试的方案三

从 Source Generator 中抽身后, 我又开始大海捞针式地寻找方案

然后在 万能的stackoverflow 上找到了可能的方案

使用Emit撸IL

说实话在这之前我从来没有听说过 dotnet 中的 Emit, 平时使用的反射也只是 GetValue SetValue 这样的, 这鬼东西真是让我 大 开 眼 界

经过一番"艰苦"奋战后, 磕磕绊绊憋出了类似下面的代码

public static IServiceCollection AddQueryRepController<TKey, T, GetT>(this IServiceCollection services, string route)
where T : class, IBaseEntity<TKey> where GetT : IBaseGet<T>
{
    // 建一个 Assembly
    AssemblyBuilder Ass = AssemblyBuilder.DefineDynamicAssembly(new AssemblyName("NewController"), AssemblyBuilderAccess.Run);
    ModuleBuilder MB = Ass.DefineDynamicModule("NewController");
    // 起个好听的名字
    var typeName = $"{route}Controller";
    // 使用QueryRepController<TKey, T, GetT>整一个builder
    var typeBuilder = MB.DefineType(typeName, TypeAttributes.Class | TypeAttributes.Public, typeof(QueryRepController<TKey, T, GetT>), null);
    // 添加一个构造函数,
    var ctor = typeBuilder.DefineConstructor(MethodAttributes.Public, CallingConventions.Standard | CallingConventions.HasThis, new[] { typeof(IQueryRepository<TKey, T>) });
    // 给这个构造函数编IL
    var ilGenerator = ctor.GetILGenerator();
    // 通过ILSpy反编译,然后抄il
    ilGenerator.Emit(OpCodes.Ldarg, 0);
    ilGenerator.Emit(OpCodes.Ldarg, 1);
    ilGenerator.Emit(OpCodes.Call, typeof(QueryRepController<TKey, T, GetT>).GetConstructors()[0]);
    ilGenerator.Emit(OpCodes.Nop);
    ilGenerator.Emit(OpCodes.Nop);
    ilGenerator.Emit(OpCodes.Ret);
    // 创建这个新的 type
    var type = typeBuilder.CreateType();
    // 根据自己的情况注册到容器中
    services.AddTransient(typeof(IQueryController<TKey, T, GetT>), type);
    return services;
}

以我的水平和能力, 做到这样已经是极限, 靠ILSpy反编译上面的 TestController, 抄了点代码(我抄我自己)

现在可以使用

services.AddQueryRepController<int?, TestEntity, TestEntityGet>("Test")

生成并注册一个 TestController 到容器中, 也可以正常获取实例

但是程序就是无法感知到代码的变化, swagger 中也看不到新加的 Controller

尝试进行请求, 最后也以 404 Not Found 失败告终

于是再次陷入僵局

使用ApplicationPartManager注册controller

之前在逛园子的时候看到 Artech大佬的 文章 , 当时看的时候感觉云里雾里的, 不知所云

也尝试硬着头皮写, 但是没有能够坚持下去, 但我在完成以上步骤并且被卡住后, 再次看了大佬的文章, 豁然开朗!

为了让这些程序集成为应用的一个有效组成部分，程序集需要封装成ApplicationPart对象并利用ApplicationPartManager进行注册

参考大佬的文章, 写了如下的实现

AddControllerChangeProvider

public class AddControllerChangeProvider : IActionDescriptorChangeProvider
{
    public static AddControllerChangeProvider Instance { get; } = new AddControllerChangeProvider();
    public CancellationTokenSource TokenSource { get; private set; }
    public bool HasChanged { get; set; }
    public IChangeToken GetChangeToken()
    {
        TokenSource = new CancellationTokenSource();
        return new CancellationChangeToken(TokenSource.Token);
    }
}

又有一个 HostedService 在注册完成后通过 ApplicationPartManager 更新注册信息

ChangeActionService

public class ChangeActionService : IHostedService
{
    private readonly ApplicationPartManager Part;
    public ChangeActionService(IServiceScopeFactory scope)
    {
        Part = scope.CreateScope().ServiceProvider.GetService<ApplicationPartManager>();
    }
    public async Task StartAsync(CancellationToken cancellationToken)
    {
        Part.ApplicationParts.Add(new AssemblyPart( <可以直接使用之前的AssemblyBuilder> ));
        AddControllerChangeProvider.Instance.HasChanged = true;
        AddControllerChangeProvider.Instance.TokenSource.Cancel();
        await Task.CompletedTask;
    }

    public async Task StopAsync(CancellationToken cancellationToken)
    {
        await Task.CompletedTask;
    }
}

之后使用时注册 AddControllerChangeProvider 和 ChangeActionService

services.AddSingleton<IActionDescriptorChangeProvider>(AddControllerChangeProvider.Instance);
services.AddHostedService<ChangeActionService>();

程序运行后会启动 ChangeActionService, 读取我之前生成controller时使用的 AssemblyBuilder, 注册生成的新的controller

这时就已经可以在 swagger 中看到创建的 TestController 了, 并且也能正常进行访问

最后贴一下代码

之后经过一系列过度封装, 简单的代码如下(用了很多自己的封装, 看看就好...)

var builder = WebApplication.CreateBuilder(args);
builder.Services.AddMysql<TestDbContext>("localhost", 3306, "test", "root", "pwd")
// 将 TestDbContext 注册为默认的 DbContext
.AddDefaultDbContext<TestDbContext>()
.AddControllers();
builder.Services
// 注册一个 TestController
.AddQueryRepController<long?, TestEntity, TestEntityGet>("Test")
// 带注释的 Swagger
.AddSwaggerWithComments();
var app = builder.Build();
app.UseSwagger().UseSwaggerUI();
app.MapControllers();
app.Run();
public class TestDbContext : DbContext
{
    public DbSet<TestEntity> Tests { get; set; }
    public TestDbContext(DbContextOptions<TestDbContext> options) : base(options)
    { }
}
// 对应数据库中的 Test 表
public class TestEntity : BaseEntity<long?>
{
    public string Code { get; set; }
    public int? Number { get; set; }
    public bool? IsTest { get; set; }
}
// 对应 TestEntity 的 TestEntityGet, 决定接口的查询规则
public class TestEntityGet : BaseGet<TestEntity>
{
    public string? Code { get; set; }
    public int? Number { get; set; }
    public bool? IsTest { get; set; }
}

虽然没啥卵用, 但是写出这段代码的那一刻, 我自己是爽了, 有没有用已经不重要的

自己写包, 最重要的就是让自己开心!