【.NET后端工具系列】MediatR实现进程内消息通讯

阅读本文你的收获

  1. 学习MediatR工具，实现进程内消息发送和处理过程的解耦
  2. 学习MediatR的两种消息处理模式
  3. 了解中介者模式和其好处

一、什么是MediatR？

MediatR是一款基于中介者模式的思想而实现的.NET库，支持.NET Framework和跨平台 的.NET Core。主要是为了解决进程内消息发送与消息处理过程之间的耦合问题。MediatR的作者是Jimmy Bogard，如果你不知道这个人，想必你也用过他开发的AutoMapper吧。

它通过一种进程内消息传递机制（无其他外部依赖），进行请求/响应、命令、查询、通知和事件的消息传递，并通过泛型来支持消息的智能调度。

MediatR有两种消息处理模式：

  • Request/Response模式：请求响应模式，一对一，消息（Message）将被单个处理者（Handler）处理，可以有返回值
  • Notifictaion模式：发布订阅模式，一对多，Message可以被多个Handler处理，无返回值

二、中介者模式介绍

为什么使用中介者模式？

在现实生活中，中介者的存在是不可缺少的，比如房屋中介、招聘平台等；网络世界中有很多中介者模式的身影，例如QQ游戏平台，聊天室、QQ群和短信平台。

在软件设计领域，为什么要使用中介者模式呢？如果不使用中介者模式的话，各个同事对象将会相互进行引用，如果每个对象都与多个对象进行交互时，将会形成如下图所示的网状结构。
多对象交互网状结构
从上图可以发现，如果不使用中介者模式的话，每个对象之间过度耦合，这样的既不利于类的复用也不利于扩展。如果引入了中介者模式，那么对象之间的关系将变成星型结构，采用中介者模式之后会形成如下图所示的结构：
中介者模式
中介者模式使之前的网状结构，现在变成了以中介者为中心的星星结构。这样的设计大大减少了系统的耦合度。

中介者就像一个容器的，它自己把控着整个流程，和每一个对象都有或多或少，或近或远的联系，多个对象之间不用理睬其他对象发生了什么，只是负责自己的模块就好，然后把消息发给中介者，让中介者再分发给其他的具体对象，从而实现通讯 —— 这个思想就是中介者的核心思想，而且也是DDD领域驱动设计的核心思想之一。

中介者模式是23种设计模式之一？

中介者模式是23种设计模式的其中一个。中介者模式是一个行为设计模式，它允许我们公开一个统一的接口，系统的 不同部分 可以通过该接口进行 通信，而 不需要 显式的相互作用； 类图结构如下：
中介者模式类图
中介者使各个对象不需要显式地相互引用，从而使其耦合性降低，而且可以独立地改变它们之间的交互。

以下情况下可考虑使用中介者模式：

  • 一组定义良好的对象之间需要进行通信的场合
  • 想通过一个中间类来封装多个类中的行为，而又不想生成太多的子类。

以下是一个具体例子，联合国就是一个中介者：
联合国

三、MediatR的应用场景

以下是 MediatR 的一些适用场景：

  • CQRS（Command and Query Responsibility Segregation，命令查询责任分离）：MediatR 可以用于实现 CQRS 架构的命令与查询分离。通过将命令和查询封装为不同的请求对象，并使用中介者模式来处理这些请求，可以更好地组织和管理复杂的业务逻辑。
  • 事件驱动架构（Event-Driven Architecture）：MediatR 可以用于实现事件的发布和订阅模式。通过定义和处理事件通知，可以实现松耦合的组件间通信，以及更灵活的系统扩展和异步处理。
  • 插件化和扩展性：MediatR 可以用于实现插件化和可扩展的应用程序架构。通过定义通用的请求和处理逻辑，并利用中介者模式将请求和处理解耦，可以方便地添加、移除和替换各种功能模块。
  • 视图模型更新（View Model Updates）：MediatR 可以用于处理视图模型的更新操作。通过定义更新请求和相应的处理器，可以实现对视图模型的增、删、改等操作，并在更新完成后及时通知相关组件进行界面更新。
  • 领域事件和领域命令：MediatR 可以用于处理领域事件和领域命令。通过定义相应的事件和命令，并使用中介者模式进行处理，可以有效地组织和管理领域逻辑，并实现解耦、可测试和可扩展的领域模型。

总体而言，MediatR适用于需要解耦请求和处理逻辑的场景，能够提高代码的可读性、可维护性和可扩展性。它可以与其他架构模式（如CQRS、事件驱动架构等）结合使用，以满足不同的业务需求和系统设计要求。

四、MediatR使用入门

开发环境：

平台版本是：.NET6
开发框架：ASP.NET Core WebApi
开发工具：Visual Studio 2022

  1. 引用MediatR的NuGet包，案例版本为11.0.0
    添加MediatR

3.1 演示 request/response 请求响应模式

此案例，演示一个游戏管理模块的“添加游戏”这个功能。

  1. 步骤一：创建一个“”添加游戏”请求消息类，需要实现IRequest,或IRequest< T > 接口
//引用命名空间
using MediatR;namespace MediatRWebApp.Requests
{//Request类，string是处理者响应的数据类型public class AddGameRequest : IRequest<string>{public int GameId { get; set; }         public string GameName { get; set; }public string GameType { get; set; }}
}
  1. 步骤二：创建一个消息处理器对象，需实现 IRequestHandler<AddGameRequest , string>接口
using MediatR;
using MediatRWebApp.Requests;namespace MediatRWebApp.RequestHandlers
{//Handler类型，PingRequest是其处理的请求类型，string是处理者响应的数据类型public class AddGameRequestHandler : IRequestHandler<AddGameRequest, string>{/// <summary>/// 处理AddGameRequest请求，返回string类型的响应/// </summary>/// <param name="request">请求对象</param>/// <param name="cancellationToken">取消令牌</param>/// <returns></returns>public Task<string> Handle(AddGameRequest request, CancellationToken cancellationToken){//做如下的一些处理：（代码略）//验证输入的参数是否正确//可能还要做名称的唯一性判断//根据Request来创建一个实体对象//用仓储把他保存到数据库中return Task.FromResult("添加游戏成功！");}}
}

步骤三：在服务容器中注册AddGameRequestHandler

using MediatR;
using MediatRWebApp.RequestHandlers;//在Program.cs 注册AddGameRequestHandler 
builder.Services.AddMediatR(typeof(AddGameRequestHandler ));

步骤四：在控制器方法中用Mediator的Send方法发送请求，对应的Request请求将由注册过的Handler来处理。

//在控制器中使用
using MediatR;
using MediatRWebApp.Requests;
using Microsoft.AspNetCore.Http;
using Microsoft.AspNetCore.Mvc;namespace MediatRWebApp.Controllers
{[Route("api/[controller]")][ApiController]public class GameController : ControllerBase{//构造函数注入Mediatorprivate readonly IMediator _mediator;//构造方法public GameController(IMediator mediator){_mediator = mediator;}/// <summary>/// 添加游戏的接口方法/// </summary>/// <returns></returns>[HttpPost]public async Task<IActionResult> Add([FromBody]AddGameDto input){AddGameRequest request = new AddGameRequest (){GameName = input.GameName,GameType = input.GameType };var response  =  await _mediator.Send(request);return Ok(response);}}
}

3.2 演示 Notification 发布/订阅模式：

  1. 步骤一：创建一个通知对象，必须继承INotification接口
using MediatR;public class DomainNotification: INotification
{public DomainNotification(string message){Message = message;}public string Message { get; set; }  //通知的消息
}
  1. 步骤二：创建两个消息处理器
//步骤二：创建一个消息处理器
public class DomainNotificationHandler : INotificationHandler<DomainNotification>
{/// <summary>/// 处理消息/// </summary>/// <param name="notification"></param>/// <param name="cancellationToken"></param>/// <returns></returns>public Task Handle(DomainNotification notification, CancellationToken cancellationToken){Console.WriteLine("{0} 被消息处理器DomainNotificationHandler处理了！！", notification.Message);return  Task.CompletedTask;}
}//步骤二：创建另一个消息处理器
public class AnotherNotificationHandler : INotificationHandler<DomainNotification>
{/// <summary>/// 处理消息/// </summary>/// <param name="notification"></param>/// <param name="cancellationToken"></param>/// <returns></returns>public Task Handle(DomainNotification notification, CancellationToken cancellationToken){Console.WriteLine("{0} 被消息处理器AnotherNotificationHandler处理了！！", notification.Message);return Task.CompletedTask;}
}
  1. 步骤三：通过 中介者对象 发布通知消息（发布订阅模式）
using MediatR;
using MediatRWebApp.Notifications;
using MediatRWebApp.Requests;[Route("api/[controller]")][ApiController]public class PingController : ControllerBase{private readonly IMediator _mediator;//构造方法public PingController (IMediator mediator){_mediator = mediator;}/// <summary>///  测试方法/// </summary>/// <returns></returns>[HttpPost]public async Task<IActionResult> TestNotification(){//发送请求消息 PingRequestvar response = await _mediator.Send(new PingRequest());//将通知消息广播出去，订阅了DomainNotification的Handler都能够响应await _mediator.Publish(new DomainNotification("添加成功"));return Ok(response);}}

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