在这篇文章中，我们将探索如何使用.NET 5中的新source generator特性，使用MediatR库和CQRS模式自动为系统生成API。

中介者模式

中介模式是在应用程序中解耦模块的一种方式。在基于web的应用程序中，它通常用于将前端与业务逻辑的解耦。

在.NET平台上，MediatR库是该模式最流行的实现之一。如下图所示，中介器充当所发送命令的发送方和接收方之间的中间人。发送者不知道也不关心谁在处理命令。

使用MediatR，我们定义了一个command，它实现IRequest<T>接口，其中T表示返回类型。在这个例子中，我们有一个CreateUser类，它将返回一个字符串给调用者:

public class CreateUser : IRequest<string>
{
    public string id { get; set; }
    public string Name { get; set; }
}

从ASP.NET Core API发送命令到MediatR，我们可以使用以下代码:

[Route("api/[controller]")]
[ApiController]
public class CommandController : ControllerBase
{
    private readonly IMediator _mediator;
    public CommandController(IMediator mediator)
    {
        _mediator = mediator;
    }
    [HttpPost]
    public async Task<string> Get(CreateUser command)
    {
        return await _mediator.Send(command);
    }
}

在接收端，实现也非常简单:创建一个实现IRequestHandler<T,U>接口的类。在本例中，我们有一个处理程序，它处理CreateUser并向调用者返回一个字符串:

public class CommandHandlers : IRequestHandler<CreateUser, string="">
{
    public Task<string> Handle(CreateUser request, 
                               CancellationToken cancellationToken)
    {
        return Task.FromResult("User Created");
    }
}

每个处理程序类可以处理多个命令。处理规则是对于一个特定的命令，应该总是只有一个处理程序。如果希望将消息发送给许多订阅者，则应该使用MediatR中的内置通知功能，但在本例中我们将不使用该功能。

CQRS

Command Query Responsibility Segregation(CQRS)是一个非常简单的模式。它要求我们应该将系统中的命令(写)的实现与查询(读)分离开来。

有了CQRS，我们会从这样做:

改为这样做：

CQRS通常与event sourcing相关联，但是使用CQRS并不需要使用event sourcing，而仅仅使用CQRS本身就会给我们带来很多架构上的优势。这是为什么呢?因为读写的需求通常是不同的，所以它们需要单独的实现。

Mediator + CQRS

在示例应用程序中结合这两种模式，我们可以创建如下的架构:

Command和Query

使用MediatR，Command和Query之间没有明显的分离，因为两者都将实现IRequest<T>接口。为了更好地分离它们，我们将引入以下接口:

public interface ICommand<T> : IRequest<T>
{
}
public interface IQuery<T> : IRequest<T>
{
}

下面是使用这两个接口的示例:

public record CreateOrder : ICommand<string>
{
    public int Id { get; set; }
    public int CustomerId { get; set; }
}
public record GetOrder : IQuery<order>
{
    public int OrderId { get; set; }
}

为了进一步改进我们的代码，我们可以使用新的C# 9 record特性。在内部，它仍然是一个类，但是我们为我们生成了很多样板代码，包括equality, GetHashCode, ToString……

前端Command和Query

要真正从外部接收Command和Query，我们需要创建一个ASP.NET Core API。这些action方法将接收传入的HTTP命令，并将它们传递给MediatR以进行进一步处理。控制器可能是这样的:

[Route("api/[controller]")]
[ApiController]
public class CommandController : ControllerBase
{
    private readonly IMediator _mediator;
    public CommandController(IMediator mediator)
    {
        _mediator = mediator;
    }
    [HttpPost]
    public async Task<string> CreateOrder([FromBody] CreateOrder command)
    {
        return await _mediator.Send(command);
    }
    [HttpPost]
    public async Task<order> GetOrder([FromBody] GetOrder command)
    {
        return await _mediator.Send(command);
    }
}

然后，MediatR将把Command和Query传递给各种处理程序，这些处理程序将处理它们并返回响应。应用CQRS模式，我们将为Command和Query处理程序使用单独的类。

public class CommandHandlers : IRequestHandler<CreateOrder, string="">
{
    public Task<string> Handle(CreateOrder request, CancellationToken ct)
    {
        return Task.FromResult("Order created");
    }
}
public class QueryHandlers : IRequestHandler<GetOrder, Order="">
{
    public Task<Order> Handle(GetOrder request, CancellationToken ct)
    {
        return Task.FromResult(new Order()
        {
            Id = 2201,
            CustomerId = 1234,
            OrderTotal = 9.95m,
            OrderLines = new List<OrderLine>()
        });
    }
}

源代码生成器

这是Roslyn编译器中的一个新特性，它允许我们hook到编译器，并在编译过程中生成额外的代码。

在一个非常高的层次上，你可以看到它如下:

首先，编译器编译你的C#源代码并生成语法树。
然后，源代码生成器可以检查这个语法树并生成新的C#源代码。
然后，这个新的源代码被编译并添加到最终的输出中。

重要的是要知道源代码生成器永远不能修改现有的代码，它只能向应用程序添加新代码。

源代码生成器+MediatR+CQRS

对于我们实现的每个Command和Query，我们必须编写相应的ASP.NET Core action方法。

这意味着如果我们的系统中有50个Command和Query，我们需要创建50个action方法。当然，这将是相当乏味的、重复的和容易出错的。

但是，如果仅仅基于Command/Query，我们就可以生成API代码作为编译的一部分，这不是很酷吗?就像这样:

意思是，如果我创建这个Command类:

/// <summary>
/// Create a new order
/// </summary>
/// <remarks>
/// Send this command to create a new order in the system for a given customer
/// </remarks>
public record CreateOrder : ICommand<string>
{
    /// <summary>
    /// OrderId
    /// </summary>
    /// <remarks>This is the customers internal ID of the order.</remarks>      
    /// <example>123</example> 
    [Required]
    public int Id { get; set; }
    /// <summary>
    /// CustomerID
    /// </summary>
    /// <example>1234</example>
    [Required]
    public int CustomerId { get; set; }
}

然后，源生成器将生成以下类，作为编译的一部分:

/// <summary>
/// This is the controller for all the commands in the system
/// </summary>
[Route("api/[controller]/[Action]")]
[ApiController]
public class CommandController : ControllerBase
{
    private readonly IMediator _mediator;
    public CommandController(IMediator mediator)
    {
        _mediator = mediator;
    }
    /// <summary>
    /// Create a new order
    /// </summary>
    /// <remarks>
    /// Send this command to create a new order in the system for a given customer
    /// </remarks>

    /// <param name="command">An instance of the CreateOrder
    /// <returns>The status of the operation</returns>
    /// <response code="201">Returns the newly created item</response>
    /// <response code="400">If the item is null</response>   
    [HttpPost]
    [Produces("application/json")]
    [ProducesResponseType(typeof(string), StatusCodes.Status201Created)]
    [ProducesResponseType(StatusCodes.Status400BadRequest)]
    public async Task<string> CreateOrder([FromBody] CreateOrder command)
    {
        return await _mediator.Send(command);
    }
}

使用OpenAPI生成API文档

幸运的是是Swashbuckle包含在ASP.NET Core 5的API模板默认情况下，会看到这些类并为我们生成漂亮的OpenAPI (Swagger)文档!

看看我的代码

他是这样组成的：

SourceGenerator

这个项目包含实际的源生成器，它将生成API控制器action方法。

SourceGenerator-MediatR-CQRS

这是一个使用源代码生成器的示例应用程序。查看项目文件，以了解该项目如何引用源生成器。
Templates这个文件夹包含Command和Query类的模板。源代码生成器将把生成的代码插入到这些模板中。
CommandAndQueries基于此文件夹中定义的Command和Query，生成器将生成相应的ASP.NET终结点。

查看生成的代码

我们如何看到生成的源代码?通过将这些行添加到API项目文件中，我们可以告诉编译器将生成的源代码写到我们选择的文件夹中:

<EmitCompilerGeneratedFiles>
   True
</EmitCompilerGeneratedFiles>
<CompilerGeneratedFilesOutputPath>
   $(BaseIntermediateOutputPath)\GeneratedFiles
</CompilerGeneratedFilesOutputPath>

这意味着你可以在这个目录中找到生成的代码:

\obj\GeneratedFiles\SourceGenerator\SourceGenerator.MySourceGenerator

在这个文件夹里你会找到以下两个文件:

结论

通过引入源代码生成器的概念，我们可以删除大量必须编写和维护的样板代码。我不是编译器工程师，我在源代码生成器方面的方法可能不是100%最优的(甚至不是100%正确的)，但它仍然表明任何人都可以创建自己的源代码生成器，而没有太多麻烦。

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