ASP.NET Core基础知识(十四)【发出 HTTP 请求】

蔚落 2021-06-26 16:06 566阅读 0赞

可以注册 `IHttpClientFactory`并将其用于配置和创建应用中的 `HttpClient`实例。 这能带来以下好处：

*  提供一个中心位置，用于命名和配置逻辑 `HttpClient` 实例。 例如，可以注册 github 客户端，并将它配置为访问 GitHub。 可以注册一个默认客户端用于其他用途。
 *  通过委托 `HttpClient` 中的处理程序整理出站中间件的概念，并提供适用于基于 `Polly` 的中间件的扩展来利用概念。
 *  管理基础 `HttpClientMessageHandler` 实例的池和生存期，避免在手动管理 `HttpClient` 生存期时出现常见的 DNS 问题。
 *  （通过 `ILogger`）添加可配置的记录体验，以处理工厂创建的客户端发送的所有请求。

## 系统必备 ##

[面向.NET][.NET] Framework 的项目要求安装 [Microsoft.Extensions.Http][] NuGet 包。 面向 .NET Core 且引用 `Microsoft.AspNetCore.App` 元包的项目已经包括 `Microsoft.Extensions.Http` 包。

## 消耗模式 ##

在应用中可以通过以下多种方式使用 `IHttpClientFactory`：

*  基本用法
 *  命名客户端
 *  类型化客户端
 *  生成的客户端

它们之间不存在严格的优先级。 最佳方法取决于应用的约束条件。

### 基本用法 ###

在 `Startup.ConfigureServices` 方法中，通过在 `IServiceCollection` 上调用 `AddHttpClient` 扩展方法可以注册 `IHttpClientFactory`。

services.AddHttpClient();

注册后，在可以使用`依赖关系注入 (DI)` 注入服务的任何位置，代码都能接受 `IHttpClientFactory`。 `IHttpClientFactory` 可以用于创建 `HttpClient` 实例：

public class BasicUsageModel : PageModel
    { 
        private readonly IHttpClientFactory _clientFactory;
    
        public IEnumerable<GitHubBranch> Branches {  get; private set; }
    
        public bool GetBranchesError {  get; private set; }
    
        public BasicUsageModel(IHttpClientFactory clientFactory)
        { 
            _clientFactory = clientFactory;
        }
    
        public async Task OnGet()
        { 
            var request = new HttpRequestMessage(HttpMethod.Get, 
                "https://api.github.com/repos/aspnet/docs/branches");
            request.Headers.Add("Accept", "application/vnd.github.v3+json");
            request.Headers.Add("User-Agent", "HttpClientFactory-Sample");
    
            var client = _clientFactory.CreateClient();
    
            var response = await client.SendAsync(request);
    
            if (response.IsSuccessStatusCode)
            { 
                Branches = await response.Content
                    .ReadAsAsync<IEnumerable<GitHubBranch>>();
            }
            else
            { 
                GetBranchesError = true;
                Branches = Array.Empty<GitHubBranch>();
            }                               
        }
    }

以这种方式使用 `IHttpClientFactory` 适合重构现有应用。 这不会影响 `HttpClient` 的使用方式。 在当前创建 `HttpClient` 实例的位置，使用对 `CreateClient` 的调用替换这些匹配项。

### 命名客户端 ###

如果应用需要有许多不同的 `HttpClient` 用法（每种用法的配置都不同），可以视情况使用命名客户端。 可以在 `HttpClient` 中注册时指定命名 `Startup.ConfigureServices` 的配置。

services.AddHttpClient("github", c =>
    { 
        c.BaseAddress = new Uri("https://api.github.com/");
        // Github API versioning
        c.DefaultRequestHeaders.Add("Accept", "application/vnd.github.v3+json");
        // Github requires a user-agent
        c.DefaultRequestHeaders.Add("User-Agent", "HttpClientFactory-Sample");
    });

上面的代码调用 `AddHttpClient`，同时提供名称“github”。 此客户端应用了一些默认配置，也就是需要基址和两个标头来使用 GitHub API。

每次调用 `CreateClient` 时，都会创建 `HttpClient` 的新实例，并调用配置操作。

要使用命名客户端，可将字符串参数传递到 `CreateClient`。 指定要创建的客户端的名称：

public class NamedClientModel : PageModel
    { 
        private readonly IHttpClientFactory _clientFactory;
    
        public IEnumerable<GitHubPullRequest> PullRequests {  get; private set; }
    
        public bool GetPullRequestsError {  get; private set; }
    
        public bool HasPullRequests => PullRequests.Any();
    
        public NamedClientModel(IHttpClientFactory clientFactory)
        { 
            _clientFactory = clientFactory;
        }
    
        public async Task OnGet()
        { 
            var request = new HttpRequestMessage(HttpMethod.Get, 
                "repos/aspnet/docs/pulls");
    
            var client = _clientFactory.CreateClient("github");
    
            var response = await client.SendAsync(request);
    
            if (response.IsSuccessStatusCode)
            { 
                PullRequests = await response.Content
                    .ReadAsAsync<IEnumerable<GitHubPullRequest>>();
            }
            else
            { 
                GetPullRequestsError = true;
                PullRequests = Array.Empty<GitHubPullRequest>();
            }
        }
    }

在上述代码中，请求不需要指定主机名。 可以仅传递路径，因为采用了为客户端配置的基址。

### 类型化客户端 ###

类型化客户端提供与命名客户端一样的功能，不需要将字符串用作密钥。 类型化客户端方法在使用客户端时提供 IntelliSense 和编译器帮助。 它们提供单个地址来配置特定 `HttpClient` 并与其进行交互。 例如，单个类型化客户端可能用于单个后端终结点，并封装此终结点的所有处理逻辑。 另一个优势是它们使用 DI 且可以被注入到应用中需要的位置。

类型化客户端在构造函数中接收 `HttpClient` 参数：

public class GitHubService
    { 
        public HttpClient Client {  get; }
    
        public GitHubService(HttpClient client)
        { 
            client.BaseAddress = new Uri("https://api.github.com/");
            // GitHub API versioning
            client.DefaultRequestHeaders.Add("Accept", 
                "application/vnd.github.v3+json");
            // GitHub requires a user-agent
            client.DefaultRequestHeaders.Add("User-Agent", 
                "HttpClientFactory-Sample");
    
            Client = client;
        }
    
        public async Task<IEnumerable<GitHubIssue>> GetAspNetDocsIssues()
        { 
            var response = await Client.GetAsync(
                "/repos/aspnet/docs/issues?state=open&sort=created&direction=desc");
    
            response.EnsureSuccessStatusCode();
    
            var result = await response.Content
                .ReadAsAsync<IEnumerable<GitHubIssue>>();
    
            return result;
        }
    }

在上述代码中，配置转移到了类型化客户端中。 `HttpClient` 对象公开为公共属性。 可以定义公开 `HttpClient` 功能的特定于 API 的方法。 `GetAspNetDocsIssues` 方法从 GitHub 存储库封装查询和分析最新待解决问题所需的代码。

要注册类型化客户端，可在 `Startup.ConfigureServices` 中使用通用的 xref:Microsoft.Extensions.DependencyInjection.HttpClientFactoryServiceCollectionExtensions.AddHttpClient\* 扩展方法，指定类型化客户端类：

services.AddHttpClient<GitHubService>();

使用 DI 将类型客户端注册为暂时客户端。 可以直接插入或使用类型化客户端：

public class TypedClientModel : PageModel
    { 
        private readonly GitHubService _gitHubService;
    
        public IEnumerable<GitHubIssue> LatestIssues {  get; private set; }
    
        public bool HasIssue => LatestIssues.Any();
    
        public bool GetIssuesError {  get; private set; }
    
        public TypedClientModel(GitHubService gitHubService)
        { 
            _gitHubService = gitHubService;
        }
    
        public async Task OnGet()
        { 
            try
            { 
                LatestIssues = await _gitHubService.GetAspNetDocsIssues();
            }
            catch(HttpRequestException)
            { 
                GetIssuesError = true;
                LatestIssues = Array.Empty<GitHubIssue>();
            }            
        }
    }

根据你的喜好，可以在 `Startup.ConfigureServices` 中注册时指定类型化客户端的配置，而不是在类型化客户端的构造函数中指定：

services.AddHttpClient<RepoService>(c =>
    { 
        c.BaseAddress = new Uri("https://api.github.com/");
        c.DefaultRequestHeaders.Add("Accept", "application/vnd.github.v3+json");
        c.DefaultRequestHeaders.Add("User-Agent", "HttpClientFactory-Sample");
    });

可以将 `HttpClient` 完全封装在类型化客户端中。 不是将它公开为属性，而是可以提供公共方法，用于在内部调用 `HttpClient`。

public class RepoService
    { 
        // _httpClient isn't exposed publicly
        private readonly HttpClient _httpClient;
    
        public RepoService(HttpClient client)
        { 
            _httpClient = client;
        }
    
        public async Task<IEnumerable<string>> GetRepos()
        { 
            var response = await _httpClient.GetAsync("aspnet/repos");
    
            response.EnsureSuccessStatusCode();
    
            var result = await response.Content
                .ReadAsAsync<IEnumerable<string>>();
    
            return result;
        }
    }

在上述代码中，`HttpClient` 存储未私有字段。 进行外部调用的所有访问都经由 `GetRepos` 方法。

### 生成的客户端 ###

`IHttpClientFactory` 可结合其他第三方库（例如 [Refit][]）使用。 `Refit` [是.NET][.NET 1] 的 REST 库。 它将 `REST API` 转换为实时接口。 `RestService` 动态生成该接口的实现，使用 `HttpClient` 进行外部 HTTP 调用。

定义了接口和答复来代表外部 `API` 及其响应：

public interface IHelloClient
    { 
        [Get("/helloworld")]
        Task<Reply> GetMessageAsync();
    }
    
    public class Reply
    { 
        public string Message {  get; set; }
    }

可以添加类型化客户端，使用 `Refit` 生成实现：

public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
    { 
        services.AddHttpClient("hello", c =>
        { 
            c.BaseAddress = new Uri("http://localhost:5000");
        })
        .AddTypedClient(c => Refit.RestService.For<IHelloClient>(c));
    
        services.AddMvc();
    }

可以在必要时使用定义的接口，以及由 `DI` 和 `Refit` 提供的实现：

[ApiController]
    public class ValuesController : ControllerBase
    { 
        private readonly IHelloClient _client;
    
        public ValuesController(IHelloClient client)
        { 
            _client = client;
        }
    
        [HttpGet("/")]
        public async Task<ActionResult<Reply>> Index()
        { 
            return await _client.GetMessageAsync();
        }
    }

## 出站请求中间件 ##

`HttpClient` 已经具有委托处理程序的概念，这些委托处理程序可以链接在一起，处理出站 HTTP 请求。 `IHttpClientFactory` 可以轻松定义处理程序并应用于每个命名客户端。 它支持注册和链接多个处理程序，以生成出站请求中间件管道。 每个处理程序都可以在出站请求前后执行工作。 此模式类似于 [ASP.NET][] Core 中的入站中间件管道。 此模式提供了一种用于管理围绕 HTTP 请求的横切关注点的机制，包括缓存、错误处理、序列化以及日志记录。

要创建处理程序，请定义一个派生自 `DelegatingHandler`的类。 重写 `SendAsync` 方法，在将请求传递至管道中的下一个处理程序之前执行代码：

public class ValidateHeaderHandler : DelegatingHandler
    { 
        protected override async Task<HttpResponseMessage> SendAsync(
            HttpRequestMessage request,
            CancellationToken cancellationToken)
        { 
            if (!request.Headers.Contains("X-API-KEY"))
            { 
                return new HttpResponseMessage(HttpStatusCode.BadRequest)
                { 
                    Content = new StringContent(
                        "You must supply an API key header called X-API-KEY")
                };
            }
    
            return await base.SendAsync(request, cancellationToken);
        }
    }

上述代码定义了基本处理程序。 它检查请求中是否包含 `X-API-KEY` 头。 如果标头缺失，它可以避免 HTTP 调用，并返回合适的响应。

在注册期间可将一个或多个标头添加到 `HttpClient` 的配置。 此任务通过 `IHttpClientBuilder`上的扩展方法完成。

services.AddTransient<ValidateHeaderHandler>();
    
    services.AddHttpClient("externalservice", c =>
    { 
        // Assume this is an "external" service which requires an API KEY
        c.BaseAddress = new Uri("https://localhost:5000/");
    })
    .AddHttpMessageHandler<ValidateHeaderHandler>();

在上述代码中通过 DI 注册了 `ValidateHeaderHandler`。 `IHttpClientFactory` 为每个处理程序创建单独的 DI 作用域。 处理程序可依赖于任何作用域的服务。 处理程序依赖的服务会在处置处理程序时得到处置。

注册后可以调用 `AddHttpMessageHandler`，传入标头的类型。

可以按处理程序应该执行的顺序注册多个处理程序。 每个处理程序都会覆盖下一个处理程序，直到最终 `HttpClientHandler` 执行请求：

services.AddTransient<SecureRequestHandler>();
    services.AddTransient<RequestDataHandler>();
    
    services.AddHttpClient("clientwithhandlers")
        // This handler is on the outside and called first during the 
        // request, last during the response.
        .AddHttpMessageHandler<SecureRequestHandler>()
        // This handler is on the inside, closest to the request being 
        // sent.
        .AddHttpMessageHandler<RequestDataHandler>();

使用以下方法之一将每个请求状态与消息处理程序共享：

*  使用 `HttpRequestMessage.Properties` 将数据传递到处理程序。
 *  使用 `IHttpContextAccessor` 访问当前请求。
 *  创建自定义 `AsyncLocal` 存储对象以传递数据。

## 使用基于 `Polly` 的处理程序 ##

`IHttpClientFactory` 与一个名为 [Polly][] 的热门第三方库集成。 `Polly` 是适用于 .NET 的全面恢复和临时故障处理库。 开发人员通过它可以表达策略，例如以流畅且线程安全的方式处理重试、断路器、超时、`Bulkhead` 隔离和回退。

提供了扩展方法，以实现将 `Polly` 策略用于配置的 `HttpClient` 实例。 [Microsoft.Extensions.Http.Polly][] NuGet 包中提供 `Polly` 扩展。 `Microsoft.AspNetCore.App 元包`中不包括此包。 若要使用扩展，项目中应该包括显式 `<PackageReference />`。

<Project Sdk="Microsoft.NET.Sdk.Web">
      
      <PropertyGroup>
        <TargetFramework>netcoreapp2.1</TargetFramework>
      </PropertyGroup>
      
      <ItemGroup>
        <PackageReference Include="Microsoft.AspNetCore.App" />
        <PackageReference Include="Microsoft.Extensions.Http.Polly" Version="2.1.1" />
      </ItemGroup>
      
    </Project>

还原此包后，可以使用扩展方法来支持将基于 `Polly` 的处理程序添加至客户端。

### 处理临时故障 ###

大多数常见错误在暂时执行外部 HTTP 调用时发生。 包含了一种简便的扩展方法，该方法名为 `AddTransientHttpErrorPolicy`，允许定义策略来处理临时故障。 使用这种扩展方法配置的策略可以处理 `HttpRequestException`、HTTP 5xx 响应以及 HTTP 408 响应。

`AddTransientHttpErrorPolicy` 扩展可在 `Startup.ConfigureServices` 内使用。 该扩展可以提供 `PolicyBuilder` 对象的访问权限，该对象配置为处理表示可能的临时故障的错误：

services.AddHttpClient<UnreliableEndpointCallerService>()
        .AddTransientHttpErrorPolicy(p => 
            p.WaitAndRetryAsync(3, _ => TimeSpan.FromMilliseconds(600)));

上述代码中定义了 `WaitAndRetryAsync` 策略。 请求失败后最多可以重试三次，每次尝试间隔 600 ms。

### 动态选择策略 ###

存在其他扩展方法，可以用于添加基于 Polly 的处理程序。 这类扩展的其中一个是 `AddPolicyHandler`，它具备多个重载。 一个重载允许在定义要应用的策略时检查该请求：

var timeout = Policy.TimeoutAsync<HttpResponseMessage>(
        TimeSpan.FromSeconds(10));
    var longTimeout = Policy.TimeoutAsync<HttpResponseMessage>(
        TimeSpan.FromSeconds(30));
    
    services.AddHttpClient("conditionalpolicy")
    // Run some code to select a policy based on the request
        .AddPolicyHandler(request => 
            request.Method == HttpMethod.Get ? timeout : longTimeout);

在上述代码中，如果出站请求为 `GET`，则应用 10 秒超时。 其他所有 HTTP 方法应用 30 秒超时。

### 添加多个 `Polly` 处理程序 ###

嵌套 `Polly` 策略以增强功能是很常见的：

services.AddHttpClient("multiplepolicies")
        .AddTransientHttpErrorPolicy(p => p.RetryAsync(3))
        .AddTransientHttpErrorPolicy(
            p => p.CircuitBreakerAsync(5, TimeSpan.FromSeconds(30)));

在上述示例中，添加两个处理程序。 第一个使用 `AddTransientHttpErrorPolicy` 扩展添加重试策略。 若请求失败，最多可重试三次。 第二个调用 `AddTransientHttpErrorPolicy` 添加断路器策略。 如果尝试连续失败了五次，则会阻止后续外部请求 30 秒。 断路器策略处于监控状态。 通过此客户端进行的所有调用都共享同样的线路状态。

### 从 `Polly` 注册表添加策略 ###

管理常用策略的一种方法是一次性定义它们并使用 `PolicyRegistry` 注册它们。 提供了一种扩展方法，可以使用注册表中的策略添加处理程序：

var registry = services.AddPolicyRegistry();
    
    registry.Add("regular", timeout);
    registry.Add("long", longTimeout);
    
    services.AddHttpClient("regulartimeouthandler")
        .AddPolicyHandlerFromRegistry("regular");

在上面的代码中，两个策略在 `PolicyRegistry` 添加到 `ServiceCollection` 中时进行注册。 若要使用注册表中的策略，请使用 `AddPolicyHandlerFromRegistry` 方法，同时传递要应用的策略的名称。

要进一步了解 `IHttpClientFactory` 和 Polly 集成，请参考 [Polly Wiki][]。

## `HttpClient` 和生存期管理 ##

每次对 `IHttpClientFactory` 调用 `CreateClient` 都会返回一个新 `HttpClient` 实例。 每个命名的客户端都具有一个 `HttpMessageHandler`。 工厂管理 `HttpMessageHandler` 实例的生存期。

`IHttpClientFactory` 将工厂创建的 `HttpMessageHandler` 实例汇集到池中，以减少资源消耗。 新建 `HttpClient` 实例时，可能会重用池中的 `HttpMessageHandler` 实例（如果生存期尚未到期的话）。

由于每个处理程序通常管理自己的基础 `HTTP` 连接，因此需要池化处理程序。 创建超出必要数量的处理程序可能会导致连接延迟。 部分处理程序还保持连接无期限地打开，这样可以防止处理程序对 DNS 更改作出反应。

处理程序的默认生存期为两分钟。 可在每个命名客户端上重写默认值。 要重写该值，请在创建客户端时在返回的 `IHttpClientBuilder` 上调用 `SetHandlerLifetime`：

services.AddHttpClient("extendedhandlerlifetime")
        .SetHandlerLifetime(TimeSpan.FromMinutes(5));

无需处置客户端。 处置既取消传出请求，又保证在调用 `Dispose`后无法使用给定的 `HttpClient` 实例。 `IHttpClientFactory` 跟踪和处置 `HttpClient` 实例使用的资源。 `HttpClient` 实例通常可视为无需处置的 .NET 对象。

保持各个 `HttpClient` 实例长时间处于活动状态是在 `IHttpClientFactory` 推出前使用的常见模式。 迁移到 `IHttpClientFactory` 后，就无需再使用此模式。

## 日志记录 ##

通过 `IHttpClientFactory` 创建的客户端记录所有请求的日志消息。 在日志记录配置中启用合适的信息级别可以查看默认日志消息。 仅在跟踪级别包含附加日志记录（例如请求标头的日志记录）。

用于每个客户端的日志类别包含客户端名称。 例如，名为“MyNamedClient”的客户端使用 `System.Net.Http.HttpClient.MyNamedClient.LogicalHandler` 类别来记录消息。 后缀为 `LogicalHandler` 的消息在请求处理程序管道外部发生。 在请求时，在管道中的任何其他处理程序处理请求之前记录消息。 在响应时，在任何其他管道处理程序接收响应之后记录消息。

日志记录还在请求处理程序管道内部发生。 在“MyNamedClient”示例中，这些消息是针对日志类别 `System.Net.Http.HttpClient.MyNamedClient.ClientHandler` 进行记录。 在请求时，在所有其他处理程序运行后，以及刚好在通过网络发出请求之前记录消息。 在响应时，此日志记录包含响应在通过处理程序管道被传递回去之前的状态。

在管道内外启用日志记录，可以检查其他管道处理程序做出的更改。 例如，其中可能包含对请求标头的更改，或者对响应状态代码的更改。

通过在日志类别中包含客户端名称，可以在必要时对特定的命名客户端筛选日志。

## 配置 `HttpMessageHandler` ##

控制客户端使用的内部 `HttpMessageHandler` 的配置是有必要的。

在添加命名客户端或类型化客户端时，会返回 `IHttpClientBuilder`。 `ConfigurePrimaryHttpMessageHandler`扩展方法可以用于定义委托。 委托用于创建和配置客户端使用的主要 `HttpMessageHandler`：

services.AddHttpClient("configured-inner-handler")
        .ConfigurePrimaryHttpMessageHandler(() =>
        { 
            return new HttpClientHandler()
            { 
                AllowAutoRedirect = false,
                UseDefaultCredentials = true
            };
        });

[.NET]: http://xn--iqr997m.NET
[Microsoft.Extensions.Http]: https://www.nuget.org/packages/Microsoft.Extensions.Http/
[Refit]: https://github.com/paulcbetts/refit
[.NET 1]: http://xn--0iv.NET
[ASP.NET]: http://ASP.NET
[Polly]: https://github.com/App-vNext/Polly
[Microsoft.Extensions.Http.Polly]: https://www.nuget.org/packages/Microsoft.Extensions.Http.Polly/
[Polly Wiki]: https://github.com/App-vNext/Polly/wiki/Polly-and-HttpClientFactory