ایجاد صفحات راهنمای API

برای شروع ابتدا ابزار ASP.NET and Web Tools 2012.2 Update را نصب کنید. اگر از ویژوال استودیو 2013 استفاده می‌کنید این ابزار بصورت خودکار نصب شده است. این ابزار صفحات راهنما را به قالب پروژه‌های ASP.NET Web API اضافه می‌کند.

یک پروژه جدید از نوع ASP.NET MVC Application بسازید و قالب Web API را برای آن انتخاب کنید. این قالب پروژه کنترلری بنام ValuesController را بصورت خودکار برای شما ایجاد می‌کند. همچنین صفحات راهنمای API هم برای شما ساخته می‌شوند. تمام کد مربوط به صفحات راهنما در قسمت Areas قرار دارند.

اگر اپلیکیشن را اجرا کنید خواهید دید که صفحه اصلی لینکی به صفحه راهنمای API دارد. از صفحه اصلی، مسیر تقریبی Help/ خواهد بود.

این لینک شما را به یک صفحه خلاصه (summary) هدایت می‌کند.

نمای این صفحه در مسیر Areas/HelpPage/Views/Help/Index.cshtml قرار دارد. می‌توانید این نما را ویرایش کنید و مثلا قالب، عنوان، استایل‌ها و دیگر موارد را تغییر دهید.

بخش اصلی این صفحه متشکل از جدولی است که API‌‌ها را بر اساس کنترلر طبقه بندی می‌کند. مقادیر این جدول بصورت خودکار و توسط اینترفیس IApiExplorer تولید می‌شوند. در ادامه مقاله بیشتر درباره این اینترفیس صحبت خواهیم کرد. اگر کنترلر جدیدی به API خود اضافه کنید، این جدول بصورت خودکار در زمان اجرا بروز رسانی خواهد شد.

ستون "API" متد HTTP و آدرس نسبی را لیست می‌کند. ستون "Documentation" مستندات هر API را نمایش می‌دهد. مقادیر این ستون در ابتدا تنها placeholder-text است. در ادامه مقاله خواهید دید چگونه می‌توان از توضیحات XML برای تولید مستندات استفاده کرد.

هر API لینکی به یک صفحه جزئیات دارد، که در آن اطلاعات بیشتری درباره آن قابل مشاهده است. معمولا مثالی از بدنه‌های درخواست و پاسخ هم ارائه می‌شود.

افزودن صفحات راهنما به پروژه ای قدیمی

می توانید با استفاده از NuGet Package Manager صفحات راهنمای خود را به پروژه‌های قدیمی هم اضافه کنید. این گزینه مخصوصا هنگامی مفید است که با پروژه ای کار می‌کنید که قالب آن Web API نیست.

از منوی Tools گزینه‌های Library Package Manager, Package Manager Console را انتخاب کنید. در پنجره Package Manager Console فرمان زیر را وارد کنید.

Install-Package Microsoft.AspNet.WebApi.HelpPage

@Html.ActionLink("API", "Index", "Help", new { area = "" }, null)

protected void Application_Start()
{
    // Add this code, if not present.
    AreaRegistration.RegisterAllAreas();

    // ...
}

افزودن مستندات API

بصورت پیش فرض صفحات راهنما از placeholder-text برای مستندات استفاده می‌کنند. می‌توانید برای ساختن مستندات از توضیحات XML استفاده کنید. برای فعال سازی این قابلیت فایل Areas/HelpPage/App_Start/HelpPageConfig.cs را باز کنید و خط زیر را از حالت کامنت درآورید:

config.SetDocumentationProvider(new XmlDocumentationProvider(
    HttpContext.Current.Server.MapPath("~/App_Data/XmlDocument.xml")));

زیر قسمت Output گزینه XML documentation file را تیک بزنید و در فیلد روبروی آن مقدار "App_Data/XmlDocument.xml" را وارد کنید.

حال کنترلر ValuesController را از مسیر Controllers/ValuesController.cs/ باز کنید و یک سری توضیحات XML به متدهای آن اضافه کنید. بعنوان مثال:

/// <summary>
/// Gets some very important data from the server.
/// </summary>
public IEnumerable<string> Get()
{
    return new string[] { "value1", "value2" };
}

/// <summary>
/// Looks up some data by ID.
/// </summary>
/// <param name="id">The ID of the data.</param>
public string Get(int id)
{
    return "value";
}

صفحات راهنما مستندات شما را در زمان اجرا از توضیحات XML استخراج می‌کنند. دقت کنید که هنگام توزیع اپلیکیشن، فایل XML را هم منتشر کنید.

توضیحات تکمیلی

صفحات راهنما توسط کلاس ApiExplorer تولید می‌شوند، که جزئی از فریم ورک ASP.NET Web API است. به ازای هر API این کلاس یک ApiDescription دارد که توضیحات لازم را در بر می‌گیرد. در اینجا منظور از "API" ترکیبی از متدهای HTTP و مسیرهای نسبی است. بعنوان مثال لیست زیر تعدادی API را نمایش می‌دهد:

• GET /api/products
• {GET /api/products/{id
• POST /api/products

اگر اکشن‌های کنترلر از متدهای متعددی پشتیبانی کنند، ApiExplorer هر متد را بعنوان یک API مجزا در نظر خواهد گرفت. برای مخفی کردن یک API از ApiExplorer کافی است خاصیت ApiExplorerSettings را به اکشن مورد نظر اضافه کنید و مقدار خاصیت IgnoreApi آن را به true تنظیم نمایید.

[ApiExplorerSettings(IgnoreApi=true)]
public HttpResponseMessage Get(int id) {  }

مطالعه بیشتر

• Adding a simple Test Client to ASP.NET Web API Help Page
• Making ASP.NET Web API Help Page work on self-hosted services
• Design-time generation of help page (or client) for ASP.NET Web API
• Advanced Help Page customizations

در فضایی که همواره هیچ تضمینی وجود ندارد که درخواست ارسال شده‌ی به یک API، همواره مسیر خود را همانطور که انتظار می‌رود طی کرده و پاسخ مورد نظر را در اختیار ما قرار می‌دهد، بی‌شک تلاش مجدد برای پردازش درخواست مورد نظر، به دلیل خطاهای گذرا، یکی از راهکارهای مورد استفاده خواهد بود. تصور کنید قصد طراحی یک مجموعه API عمومی را دارید، به‌نحوی که مصرف کنندگان بدون نگرانی از ایجاد خرابی یا تغییرات ناخواسته، امکان تلاش مجدد در سناریوهای مختلف مشکل در ارتباط با سرور را داشته باشند. حتما توجه کنید که برخی از متدهای HTTP مانند GET، به اصطلاح Idempotent هستند و در طراحی آنها همواره باید این موضوع مدنظر قرار بگیرد و خروجی مشابهی برای درخواست‌های تکراری همانند، مهیا کنید.

در تصویر بالا، حالتی که درخواست، توسط کلاینت ارسال شده و در آن لحظه ارتباط قطع شده‌است یا با یک خطای گذرا در سرور مواجه شده‌است و همچنین سناریویی که درخواست توسط سرور دریافت و پردازش شده‌است ولی کلاینت پاسخی را دریافت نکرده‌است، قابل مشاهده‌است.

نکته: Idempotence یکی از ویژگی های پایه‌ای عملیاتی در ریاضیات و علوم کامپیوتر است و فارغ از اینکه چندین بار اجرا شوند، نتیجه یکسانی را برای آرگومان‌های همسان، خروجی خواهند داد. این خصوصیت در کانتکست‌های مختلفی از جمله سیستم‌های پایگاه داده و وب سرویس‌ها قابل توجه می‌باشد.

Idempotent and Safe HTTP Methods

طبق HTTP RFC، متدهایی که پاسخ یکسانی را برای درخواست‌های همسان مهیا می‌کنند، به اصطلاح Idempotent هستند. همچنین متدهایی که باعث نشوند تغییری در وضعیت سیستم در سمت سرور ایجاد شود، به اصطلاح Safe در نظر گرفته خواهند شد. برای هر دو خصوصیت عنوان شده، سناریوهای استثناء و قابل بحثی وجود دارند؛ به‌عنوان مثال در مورد خصوصیت Safe بودن، درخواست GET ای را تصور کنید که یکسری لاگ آماری هم ثبت می‌کند یا عملیات بازنشانی کش را نیز انجام می‌دهد که در خیلی از موارد به عنوان یک قابلیت شناسایی خواهد شد. در این سناریوها و طبق RFC، باتوجه به اینکه هدف مصرف کننده، ایجاد Side-effect نبوده‌است، هیچ مسئولیتی در قبال این تغییرات نخواهد داشت. لیست زیر شامل متدهای مختلف HTTP به همراه دو خصوصیت ذکر شده می باشد:

Request Identifier as a Solution

راهکاری که عموما مورد استفاده قرار می‌گیرد، استفاده از یک شناسه‌ی یکتا برای درخواست ارسالی و ارسال آن به سرور از طریق هدر HTTP می باشد. تصویر زیر از کتاب API Design Patterns، روش استفاده و مراحل جلوگیری از پردازش درخواست تکراری با شناسه‌ای همسان را نشان می‌دهد:

در اینجا ابتدا مصرف کننده درخواستی با شناسه «۱» را برای پردازش به سرور ارسال می‌کند. سپس سرور که لیستی از شناسه‌های پردازش شده‌ی قبلی را نگهداری کرده‌است، تشخیص می‌دهد که این درخواست قبلا دریافت شده‌است یا خیر. پس از آن، عملیات درخواستی انجام شده و شناسه‌ی درخواست، به همراه پاسخ ارسالی به کلاینت، در فضایی ذخیره سازی می‌شود. در ادامه اگر همان درخواست مجددا به سمت سرور ارسال شود، بدون پردازش مجدد، پاسخ پردازش شده‌ی قبلی، به کلاینت تحویل داده می شود.

Implementation in .NET

ممکن است پیاده‌سازی‌های مختلفی را از این الگوی طراحی در اینترنت مشاهده کنید که به پیاده سازی یک Middleware بسنده کرده‌اند و صرفا بررسی این مورد که درخواست جاری قبلا دریافت شده‌است یا خیر را جواب می دهند که ناقص است. برای اینکه اطمینان حاصل کنیم درخواست مورد نظر دریافت و پردازش شده‌است، باید در منطق عملیات مورد نظر دست برده و تغییراتی را اعمال کنیم. برای این منظور فرض کنید در بستری هستیم که می توانیم از مزایای خصوصیات ACID دیتابیس رابطه‌ای مانند SQLite استفاده کنیم. ایده به این شکل است که شناسه درخواست دریافتی را در تراکنش مشترک با عملیات اصلی ذخیره کنیم و در صورت بروز هر گونه خطا در اصل عملیات، کل تغییرات برگشت خورده و کلاینت امکان تلاش مجدد با شناسه‌ی مورد نظر را داشته باشد. برای این منظور مدل زیر را در نظر بگیرید:

public class IdempotentId(string id, DateTime time)
{
    public string Id { get; private init; } = id;
    public DateTime Time { get; private init; } = time;
}

هدف از این موجودیت ثبت و نگهداری شناسه‌های درخواست‌های دریافتی می‌باشد. در ادامه واسط IIdempotencyStorage را برای مدیریت نحوه ذخیره سازی و پاکسازی شناسه‌های دریافتی خواهیم داشت:

public interface IIdempotencyStorage
{
    Task<bool> TryPersist(string idempotentId, CancellationToken cancellationToken);
    Task CleanupOutdated(CancellationToken cancellationToken);
    bool IsKnownException(Exception ex);
}

در اینجا متد TryPersist سعی می‌کند با شناسه دریافتی یک رکورد را ثبت کند و اگر تکراری باشد، خروجی false خواهد داشت. متد CleanupOutdated برای پاکسازی شناسه‌هایی که زمان مشخصی (مثلا ۱۲ ساعت) از دریافت آنها گذشته است، استفاده خواهد شد که توسط یک وظیفه‌ی زمان‌بندی شده می تواند اجرا شود؛ به این صورت، امکان استفاده‌ی مجدد از آن شناسه‌ها برای کلاینت‌ها مهیا خواهد شد. پیاده سازی واسط تعریف شده، به شکل زیر خواهد بود:

/// <summary>
/// To prevent from race-condition, this default implementation relies on primary key constraints.
/// </summary>
file sealed class IdempotencyStorage(
    AppDbContext dbContext,
    TimeProvider dateTime,
    ILogger<IdempotencyStorage> logger) : IIdempotencyStorage
{
    private const string ConstraintName = "PK_IdempotentId";

    public Task CleanupOutdated(CancellationToken cancellationToken)
    {
        throw new NotImplementedException(); //TODO: cleanup the outdated ids based on configurable duration
    }

    public bool IsKnownException(Exception ex)
    {
        return ex is UniqueConstraintException e && e.ConstraintName.Contains(ConstraintName);
    }

    // To tackle race-condition issue, the implementation relies on storage capabilities, such as primary constraint for given IdempotentId.
    public async Task<bool> TryPersist(string idempotentId, CancellationToken cancellationToken)
    {
        try
        {
            dbContext.Add(new IdempotentId(idempotentId, dateTime.GetUtcNow().UtcDateTime));
            await dbContext.SaveChangesAsync(cancellationToken);

            return true;
        }
        catch (UniqueConstraintException e) when (e.ConstraintName.Contains(ConstraintName))
        {
            logger.LogInformation(e, "The given idempotentId [{IdempotentId}] already exists in the storage.", idempotentId);
            return false;
        }
    }
}

همانطور که مشخص است در اینجا سعی شده‌است تا با شناسه‌ی دریافتی، یک رکورد جدید ثبت شود که در صورت بروز خطای UniqueConstraint، خروجی با مقدار false را خروجی خواهد داد که می توان از آن نتیجه گرفت که این درخواست قبلا دریافت و پردازش شده‌است (در ادامه نحوه‌ی استفاده از آن را خواهیم دید).

در این پیاده سازی از کتابخانه MediatR استفاده می کنیم؛ در همین راستا برای مدیریت تراکنش ها به صورت زیر می توان TransactionBehavior را پیاده سازی کرد:

internal sealed class TransactionBehavior<TRequest, TResponse>(
    AppDbContext dbContext,
    ILogger<TransactionBehavior<TRequest, TResponse>> logger) :
    IPipelineBehavior<TRequest, TResponse>
    where TRequest : IBaseCommand
    where TResponse : IErrorOr
{
    public async Task<TResponse> Handle(
        TRequest command,
        RequestHandlerDelegate<TResponse> next,
        CancellationToken cancellationToken)
    {
        string commandName = typeof(TRequest).Name;
        await using var transaction = await dbContext.Database.BeginTransactionAsync(IsolationLevel.ReadCommitted, cancellationToken);

        TResponse? result;
        try
        {
            logger.LogInformation("Begin transaction {TransactionId} for handling {CommandName} ({@Command})", transaction.TransactionId, commandName, command);

            result = await next();
            if (result.IsError)
            {
                await transaction.RollbackAsync(cancellationToken);

                logger.LogInformation("Rollback transaction {TransactionId} for handling {CommandName} ({@Command}) due to failure result.", transaction.TransactionId, commandName, command);

                return result;
            }

            await transaction.CommitAsync(cancellationToken);

            logger.LogInformation("Commit transaction {TransactionId} for handling {CommandName} ({@Command})", transaction.TransactionId, commandName, command);
        }
        catch (Exception ex)
        {
            await transaction.RollbackAsync(cancellationToken);

            logger.LogError(ex, "An exception occured within transaction {TransactionId} for handling {CommandName} ({@Command})", transaction.TransactionId, commandName, command);

            throw;
        }

        return result;
    }
}

در اینجا مستقیما AppDbContext تزریق شده و با استفاده از خصوصیت Database آن، کار مدیریت تراکنش انجام شده‌است. همچنین باتوجه به اینکه برای مدیریت خطاها از کتابخانه‌ی ErrorOr استفاده می کنیم و خروجی همه‌ی Command های سیستم، حتما یک وهله از کلاس ErrorOr است که واسط IErrorOr را پیاده سازی کرده‌است، یک محدودیت روی تایپ جنریک اعمال کردیم که این رفتار، فقط برروی IBaseCommand ها اجرا شود. تعریف واسط IBaseCommand به شکل زیر می‌باشد:

 
/// <summary>
/// This is marker interface which is used as a constraint of behaviors.
/// </summary>
public interface IBaseCommand
{
}

public interface ICommand : IBaseCommand, IRequest<ErrorOr<Unit>>
{
}

public interface ICommand<T> : IBaseCommand, IRequest<ErrorOr<T>>
{
}

public interface ICommandHandler<in TCommand> : IRequestHandler<TCommand, ErrorOr<Unit>>
    where TCommand : ICommand
{
    Task<ErrorOr<Unit>> IRequestHandler<TCommand, ErrorOr<Unit>>.Handle(TCommand request, CancellationToken cancellationToken)
    {
        return Handle(request, cancellationToken);
    }

    new Task<ErrorOr<Unit>> Handle(TCommand command, CancellationToken cancellationToken);
}

public interface ICommandHandler<in TCommand, T> : IRequestHandler<TCommand, ErrorOr<T>>
    where TCommand : ICommand<T>
{
    Task<ErrorOr<T>> IRequestHandler<TCommand, ErrorOr<T>>.Handle(TCommand request, CancellationToken cancellationToken)
    {
        return Handle(request, cancellationToken);
    }

    new Task<ErrorOr<T>> Handle(TCommand command, CancellationToken cancellationToken);
}

در ادامه برای پیاده‌سازی IdempotencyBehavior و محدود کردن آن، واسط IIdempotentCommand را به شکل زیر خواهیم داشت:

/// <summary>
/// This is marker interface which is used as a constraint of behaviors.
/// </summary>
public interface IIdempotentCommand
{
    string IdempotentId { get; }
}

public abstract class IdempotentCommand : ICommand, IIdempotentCommand
{
    public string IdempotentId { get; init; } = string.Empty;
}

public abstract class IdempotentCommand<T> : ICommand<T>, IIdempotentCommand
{
    public string IdempotentId { get; init; } = string.Empty;
}

در اینجا یک پراپرتی، برای نگهداری شناسه‌ی درخواست دریافتی با نام IdempotentId در نظر گرفته شده‌است. این پراپرتی باید از طریق مقداری که از هدر درخواست HTTP دریافت می‌کنیم مقداردهی شود. به عنوان مثال برای ثبت کاربر جدید، به شکل زیر باید عمل کرد:

[HttpPost]
public async Task<ActionResult<long>> Register(
     [FromBody] RegisterUserCommand command,
     [FromIdempotencyToken] string idempotentId,
     CancellationToken cancellationToken)
{
     command.IdempotentId = idempotentId;
     var result = await sender.Send(command, cancellationToken);

     return result.ToActionResult();
}

در اینجا از همان Command به عنوان DTO ورودی استفاده شده‌است که وابسته به سطح Backward compatibility مورد نیاز، می توان از DTO مجزایی هم استفاده کرد. سپس از طریق FromIdempotencyToken سفارشی، شناسه‌ی درخواست، دریافت شده و بر روی command مورد نظر، تنظیم شده‌است.

رفتار سفارشی IdempotencyBehavior از ۲ بخش تشکیل شده‌است؛ در قسمت اول سعی می شود، قبل از اجرای هندلر مربوط به command مورد نظر، شناسه‌ی دریافتی را در storage تعبیه شده ثبت کند:

internal sealed class IdempotencyBehavior<TRequest, TResponse>(
    IIdempotencyStorage storage,
    ILogger<IdempotencyBehavior<TRequest, TResponse>> logger) :
    IPipelineBehavior<TRequest, TResponse>
    where TRequest : IIdempotentCommand
    where TResponse : IErrorOr
{
    public async Task<TResponse> Handle(
        TRequest command,
        RequestHandlerDelegate<TResponse> next,
        CancellationToken cancellationToken)
    {
        string commandName = typeof(TRequest).Name;

        if (string.IsNullOrWhiteSpace(command.IdempotentId))
        {
            logger.LogWarning(
                "The given command [{CommandName}] ({@Command}) marked as idempotent but has empty IdempotentId",
                commandName, command);
            return await next();
        }

        if (await storage.TryPersist(command.IdempotentId, cancellationToken) == false)
        {
            return (dynamic)Error.Conflict(
                $"The given command [{commandName}] with idempotent-id [{command.IdempotentId}] has already been received and processed.");
        }

        return await next();
    }
}

در اینجا IIdempotencyStorage تزریق شده و در صورتی که امکان ذخیره سازی وجود نداشته باشد، خطای Confilict که به‌خطای 409 ترجمه خواهد شد، برگشت داده می‌شود. در غیر این صورت ادامه‌ی عملیات اصلی باید اجرا شود. پس از آن اگر به هر دلیلی در زمان پردازش عملیات اصلی،‌ درخواست همزمانی با همان شناسه، توسط سرور دریافت شده و پردازش شود، عملیات جاری با خطای UniqueConstaint برروی PK_IdempotentId در زمان نهایی سازی تراکنش جاری، مواجه خواهد شد. برای این منظور بخش دوم این رفتار به شکل زیر خواهد بود:

internal sealed class IdempotencyExceptionBehavior<TRequest, TResponse>(IIdempotencyStorage storage) :
    IPipelineBehavior<TRequest, TResponse>
    where TRequest : IIdempotentCommand
    where TResponse : IErrorOr
{
    public async Task<TResponse> Handle(
        TRequest command,
        RequestHandlerDelegate<TResponse> next,
        CancellationToken cancellationToken)
    {
        if (string.IsNullOrWhiteSpace(command.IdempotentId)) return await next();

        string commandName = typeof(TRequest).Name;
        try
        {
            return await next();
        }
        catch (Exception ex) when (storage.IsKnownException(ex))
        {
            return (dynamic)Error.Conflict(
                $"The given command [{commandName}] with idempotent-id [{command.IdempotentId}] has already been received and processed.");
        }
    }
}

در اینجا عملیات اصلی در بدنه try اجرا شده و در صورت بروز خطایی مرتبط با Idempotency، خروجی Confilict برگشت داده خواهد شد. باید توجه داشت که نحوه ثبت رفتارهای تعریف شده تا اینجا باید به ترتیب زیر انجام شود:

services.AddMediatR(config =>
{
   config.RegisterServicesFromAssemblyContaining(typeof(DependencyInjection));

   // maintaining the order of below behaviors is crucial.
   config.AddOpenBehavior(typeof(LoggingBehavior<,>));
   config.AddOpenBehavior(typeof(IdempotencyExceptionBehavior<,>));
   config.AddOpenBehavior(typeof(TransactionBehavior<,>));
   config.AddOpenBehavior(typeof(IdempotencyBehavior<,>));
});

به این ترتیب بدنه اصلی هندلرهای موجود در سیستم هیچ تغییری نخواهند داشت و به صورت ضمنی و انتخابی، امکان تعیین command هایی که نیاز است به صورت Idempotent اجرا شوند را خواهیم داشت.

References

https://www.mscharhag.com/p/rest-api-design

https://www.manning.com/books/api-design-patterns

https://codeopinion.com/idempotent-commands/