第 3 章 使用 ASP.NET Core 开发微服务

微服务定义

微服务是一个支持特定业务场景的独立部署单元。它借助语义化版本管理、定义良好的 API 与其他后端服务交互。它的天然特点就是严格遵守单一职责原则。

为什么要用 API 优先

所有团队都一致把公开、文档完备且语义化版本管理的 API 作为稳定的契约予以遵守，那么这种契约也能让各团队自主地掌握其发布节奏。遵循语义化版本规则能让团队在完善 API 的同时，不破坏已有消费方使用的 API。

作为微服务生态系统成功的基石，坚持好 API 优先的这些实践，远比开发服务所用的技术或代码更重要。

以测试优先的方式开发控制器

每一个单元测试方法都包含如下三个部分：

• 安排（Arrange）完成准备测试的必要配置

• 执行（Act）执行被测试的代码

• 断言（Assert）验证测试条件并确定测试是否通过

测试项目：
https://github.com/microservices-aspnetcore/teamservice

特别注意测试项目如何把其他项目引用进来，以及为什么不需要再次声明从主项目继承而来的依赖项。

StatlerWaldorfCorp.TeamService.Tests.csproj

Exenetcoreapp1.1

首先创建 Team 模型类

Team.cs

using System;
using System.Collections.Generic;namespace StatlerWaldorfCorp.TeamService.Models
{public class Team {public string Name { get; set; }public Guid ID { get; set; }public ICollection Members { get; set; }public Team(){this.Members = new List();}public Team(string name) : this(){this.Name = name;}public Team(string name, Guid id)  : this(name){this.ID = id;}public override string ToString() {return this.Name;}}
}

每个团队都需要一系列成员对象

Member.cs

using System;namespace StatlerWaldorfCorp.TeamService.Models
{public class Member {public Guid ID { get; set; }public string FirstName { get; set; }public string LastName { get; set; }public Member() {}public Member(Guid id) : this() {this.ID = id;}public Member(string firstName, string lastName, Guid id) : this(id) {this.FirstName = firstName;this.LastName = lastName;}public override string ToString() {return this.LastName;}}
}

创建第一个失败的测试

TeamsControllerTest.cs

using Xunit;
using System.Collections.Generic;
using StatlerWaldorfCorp.TeamService.Models;namespace StatlerWaldorfCorp.TeamService
{public class TeamsControllerTest{TeamsController controller = new TeamsController();[Fact]public void QueryTeamListReturnsCorrectTeams(){List teams = new List(controller.GetAllTeams());}}
}

要查看测试运行失败的结果，请打开一个终端并运行 cd 浏览到对应目录，然后运行以下命令：

$ dotnet restore
$ dotnet test

因为被测试的控制器尚未创建，所以测试项目无法通过。

向主项目添加一个控制器：

TeamsController.cs

using System;
using Microsoft.AspNetCore.Hosting;
using Microsoft.AspNetCore.Builder;
using Microsoft.AspNetCore.Mvc;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using StatlerWaldorfCorp.TeamService.Models;namespace StatlerWaldorfCorp.TeamService
{public class TeamsController{public TeamsController(){}[HttpGet]public IEnumerable GetAllTeams(){return Enumerable.Empty();}}
}

第一个测试通过后，我们需要添加一个新的、运行失败的断言，检查从响应里获取的团队数目是正确的，由于还没创建模拟对象，先随意选择一个数字。

List teams = new List(controller.GetAllTeams());
Assert.Equal(teams.Count, 2);

现在让我们在控制器里硬编码一些随机的逻辑，使测试通过。

只编写恰好能让测试通过的代码，这样的小迭代作为 TDD 规则的一部分，不光是一种 TDD 运作方式，更能直接提高对代码的信心级别，同时也能避免 API 逻辑膨胀。

更新后的 TeamsController 类，支持新的测试

using System;
using Microsoft.AspNetCore.Hosting;
using Microsoft.AspNetCore.Builder;
using Microsoft.AspNetCore.Mvc;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using StatlerWaldorfCorp.TeamService.Models;namespace StatlerWaldorfCorp.TeamService
{public class TeamsController{public TeamsController(){}[HttpGet]public IEnumerable GetAllTeams(){return new Team[] { new Team("One"), new Team("Two") };}}
}

接下来关注添加团队方法。

[Fact]
public void CreateTeamAddsTeamToList()
{TeamsController controller = new TeamsController();var teams = (IEnumerable)(await controller.GetAllTeams() as ObjectResult).Value;List original = new List(teams);Team t = new Team("sample");var result = controller.CreateTeam(t);var newTeamsRaw = (IEnumerable)(controller.GetAllTeams() as ObjectResult).Value;List newTeams = new List(newTeamsRaw);Assert.Equal(newTeams.Count, original.Count+1);var sampleTeam = newTeams.FirstOrDefault( target => target.Name == "sample");Assert.NotNull(sampleTeam);
}

代码略粗糙，测试通过后可以重构测试以及被测试代码。

在真实世界的服务里，不应该在内存中存储数据，因为会违反云原生服务的无状态规则。

接下来创建一个接口表示仓储，并重构控制器来使用它。

ITeamRepository.cs

using System.Collections.Generic;namespace StatlerWaldorfCorp.TeamService.Persistence
{public interface ITeamRepository {IEnumerable GetTeams();void AddTeam(Team team);}
}

在主项目中为这一仓储接口创建基于内存的实现

MemoryTeamRepository.cs

using System.Collections.Generic;namespace StatlerWaldorfCorp.TeamService.Persistence
{public class MemoryTeamRepository :  ITeamRepository {protected static ICollection teams;public MemoryTeamRepository() {if(teams == null) {teams = new List();}}public MemoryTeamRepository(ICollection teams) {teams = teams;}public IEnumerable GetTeams() {return teams;}public void AddTeam(Team t){teams.Add(t);}}
}

借助 ASP.NET Core 的 DI 系统，我们将通过 Startup 类把仓储添加为 DI 服务

public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
{services.AddMvc();services.AddScoped();
}

利用这种 DI 服务模型，现在我们可以在控制器里使用构造函数注入，而 ASP.NET Core 则会把仓储实例添加到所有依赖它的控制器里。

修改控制器，通过给构造函数添加一个简单参数就把它注入进来

public class TeamsController : Controller
{ITeamRepository repository;public TeamsController(ITeamRepository repo){repository = repo;}...
}

修改现有的控制器方法，将使用仓储，而不是返回硬编码数据

[HttpGet]
public async virtual Task GetAllTeams()
{return this.Ok(repository.GetTeams());
}

可从 GitHub 的 master 分支找到测试集的完整代码

要立即看这些测试的效果，请先编译服务主项目，然后转到 test/StatlerWaldorfCorp.TeamService.Tests 目录，并运行下列命令：

$ dotnet restore
$ dotnet build
$ dotnet test

集成测试

集成测试最困难的部分之一经常位于启动 Web 宿主机制的实例时所需要的技术或代码上，我们在测试中需要借助 Web 宿主机制收发完整的 HTTP 消息。

庆幸的是，这一问题已由 Microsoft.AspNetCore.TestHost.TestServer类解决。

对不同场景进行测试

SimpleIntegrationTests.cs

using Xunit;
using System.Collections.Generic;
using StatlerWaldorfCorp.TeamService.Models;
using Microsoft.AspNetCore.Mvc;
using Microsoft.AspNetCore.Hosting;
using Microsoft.AspNetCore.Builder;
using Microsoft.AspNetCore.TestHost;
using System;
using System.Net.Http;
using System.Linq;
using Newtonsoft.Json;
using System.Text;namespace StatlerWaldorfCorp.TeamService.Tests.Integration
{public class SimpleIntegrationTests{private readonly TestServer testServer;private readonly HttpClient testClient;private readonly Team teamZombie;public SimpleIntegrationTests(){testServer = new TestServer(new WebHostBuilder().UseStartup());testClient = testServer.CreateClient();teamZombie = new Team() {ID = Guid.NewGuid(),Name = "Zombie"};}[Fact]public async void TestTeamPostAndGet(){StringContent stringContent = new StringContent(JsonConvert.SerializeObject(teamZombie),UnicodeEncoding.UTF8,"application/json");// ActHttpResponseMessage postResponse = await testClient.PostAsync("/teams",stringContent);postResponse.EnsureSuccessStatusCode();var getResponse = await testClient.GetAsync("/teams");getResponse.EnsureSuccessStatusCode();string raw = await getResponse.Content.ReadAsStringAsync();List teams = JsonConvert.DeserializeObject>(raw);Assert.Equal(1, teams.Count());Assert.Equal("Zombie", teams[0].Name);Assert.Equal(teamZombie.ID, teams[0].ID);}}
}

运行团队服务的 Docker 镜像

$ docker run -p 8080:8080 dotnetcoreseservices/teamservice

端口映射之后，就可以用 http://localhost:8080 作为服务的主机名

下面的 curl 命令会向服务的 /teams 资源发送一个 POST 请求

$ curl -H "Content-Type:application/json" \ -X POST -d \ '{"id":"e52baa63-d511-417e-9e54-7aab04286281", \ "name":"Team Zombie"}' \ http://localhost:8080/teams

它返回了一个包含了新创建团队的 JSON 正文

{"name":"Team Zombie","id":"e52baa63-d511-417e-9e54-7aab04286281","members":[]}

注意上面片段的响应部分，members 属性是一个空集合。

为确定服务在多个请求之间能够维持状态（即使目前只是基于内存列表实现），我们可以使用下面的 curl 命令

$ curl http://localhost:8080/teams
[{"name":"Team Zombie","id":"e52baa63-d511-417e-9e54-7aab04286281","members":[]}]

至此，我们已经拥有了一个功能完备的团队服务，每次 Git 提交都将触发自动化测试，将自动部署到 docker hub，并未云计算环境的调度做好准备。