10.1 Web 应用架构与 HTTP 协议

核心概念：ASP.NET Core 采用 “请求 – 响应” 模型，基于 HTTP/HTTPS 协议通信。HTTP 协议核心要素包括：请求方法（GET/POST/PUT/DELETE）、状态码（200 成功 / 404 未找到 / 500 服务器错误）、请求头（
Authorization/Content-Type）、响应头（Cache-Control）。

架构分层：表现层（API 控制器 / 页面）→业务逻辑层（服务）→数据访问层（EF Core），通过依赖注入解耦各层。

10.2ASP.NETCore 项目结构解析

典型项目结构（.NET 8 Web API）：

MyWebApi/
├─ Controllers/       # 控制器（处理HTTP请求）
├─ Services/          # 业务逻辑服务
├─ Models/            # 数据模型（请求/响应/实体）
├─ Data/              # 数据访问（DbContext）
├─ appsettings.json   # 配置文件（连接字符串/日志）
├─ Program.cs         # 入口文件（服务注册/中间件管道）
└─ MyWebApi.csproj    # 项目依赖配置

Program.cs 核心作用：注册服务（如 EF Core、认证）、构建中间件管道（处理请求流程）。

10.3 中间件管道与请求处理

中间件原理：请求依次经过多个中间件（如日志→认证→路由→控制器），每个中间件可修改请求 / 响应，或终止管道（如 401 未授权）。

自定义中间件案例：请求日志中间件（记录所有请求的路径、方法、耗时）：

// 1. 定义中间件类
public class RequestLoggerMiddleware
{
    private readonly RequestDelegate _next;
    private readonly ILogger<RequestLoggerMiddleware> _logger;

    // 构造函数注入下一个中间件和日志器
    public RequestLoggerMiddleware(RequestDelegate next, ILogger<RequestLoggerMiddleware> logger)
    {
        _next = next;
        _logger = logger;
    }

    // 中间件核心方法（InvokeAsync）
    public async Task InvokeAsync(HttpContext context)
    {
        // 1. 处理请求前：记录开始时间和请求信息
        var startTime = DateTime.Now;
        var requestPath = context.Request.Path;
        var httpMethod = context.Request.Method;
        _logger.LogInformation($"请求开始：{httpMethod} {requestPath}");

        // 2. 调用下一个中间件（继续管道）
        await _next(context);

        // 3. 处理响应后：记录耗时和响应状态码
        var duration = DateTime.Now - startTime;
        var statusCode = context.Response.StatusCode;
        _logger.LogInformation($"请求结束：{statusCode}，耗时：{duration.TotalMilliseconds}ms");
    }
}

// 2. 扩展方法：简化中间件注册
public static class RequestLoggerMiddlewareExtensions
{
    public static IApplicationBuilder UseRequestLogger(this IApplicationBuilder app)
    {
        return app.UseMiddleware<RequestLoggerMiddleware>();
    }
}

// 3. 在Program.cs注册中间件（需在路由之前）
var app = builder.Build();
app.UseHttpsRedirection();
app.UseRequestLogger(); // 注册自定义日志中间件
app.UseRouting();
app.UseAuthorization();
app.MapControllers();
app.Run();

10.4 依赖注入与服务生命周期

依赖注入（DI）核心：ASP.NET Core 内置 DI 容器，管理服务的创建与销毁，避免硬编码依赖，便于测试和维护。

服务生命周期（3 种核心类型）：

实战案例：注册与使用业务服务：

// 1. 定义业务接口与实现
public interface IUserService
{
    Task<string> GetUserNameByIdAsync(int id);
}

public class UserService : IUserService
{
    private readonly AppDbContext _dbContext;

    // 注入DbContext（Scoped生命周期）
    public UserService(AppDbContext dbContext)
    {
        _dbContext = dbContext;
    }

    public async Task<string> GetUserNameByIdAsync(int id)
    {
        var user = await _dbContext.Users.FindAsync(id);
        return user?.Name ?? "未知用户";
    }
}

// 2. 在Program.cs注册服务（Scoped生命周期）
builder.Services.AddScoped<IUserService, UserService>();
// 注册DbContext（默认Scoped）
builder.Services.AddDbContext<AppDbContext>(options =>
    options.UseSqlServer(builder.Configuration.GetConnectionString("DefaultConnection")));

// 3. 在控制器中注入使用
[ApiController]
[Route("api/[controller]")]
public class UserController : ControllerBase
{
    private readonly IUserService _userService;

    // 构造函数注入IUserService
    public UserController(IUserService userService)
    {
        _userService = userService;
    }

    [HttpGet("{id}")]
    public async Task<IActionResult> GetUserName(int id)
    {
        var name = await _userService.GetUserNameByIdAsync(id);
        return Ok(new { UserId = id, UserName = name });
    }
}

10.5 配置系统与环境管理

配置来源优先级（从高到低）：命令行参数 → 环境变量 → appsettings.{Environment}.json → appsettings.json → 内置配置。

实战案例：多环境配置与读取：

创建环境配置文件：

• appsettings.Development.json（开发环境）：

{
  "Logging": { "LogLevel": { "Default": "Debug" } },
  "AppSettings": { "ApiBaseUrl": "https://dev.api.com", "MaxRetryCount": 2 }
}

• appsettings.Production.json（生产环境）：

{
  "Logging": { "LogLevel": { "Default": "Warning" } },
  "AppSettings": { "ApiBaseUrl": "https://prod.api.com", "MaxRetryCount": 5 }
}

• 绑定配置到实体类：

// 定义配置实体
public class AppSettings
{
    public string ApiBaseUrl { get; set; }
    public int MaxRetryCount { get; set; }
}

// 在Program.cs绑定配置
builder.Services.Configure<AppSettings>(
    builder.Configuration.GetSection("AppSettings"));

• 使用配置（控制器或服务中）：

public class ConfigController : ControllerBase
{
    private readonly IOptions<AppSettings> _appSettings;

    // 注入IOptions<AppSettings>
    public ConfigController(IOptions<AppSettings> appSettings)
    {
        _appSettings = appSettings;
    }

    [HttpGet("settings")]
    public IActionResult GetSettings()
    {
        var settings = _appSettings.Value;
        return Ok(new
        {
            CurrentEnv = builder.Environment.EnvironmentName, 
            // 获取当前环境（Development/Production）
            ApiUrl = settings.ApiBaseUrl,
            MaxRetry = settings.MaxRetryCount
        });
    }
}

• 切换环境：运行时通过命令行指定环境：dotnet run –environment Production。