【ASP.NET Core 沉思录】CreateWebHostBuilder 是一个 Convension

失踪人口回归。去年六月份开始，我开始翻译一千多页的《CSharp 7 in a Nutshell》到现在为止终于告一段落。我又回归了表世界。从这次开始我希望展开一个全新的主题。我叫它 ASP.NET Core 沉思录（多么高大上的名字，自我陶醉~）。今天是第一个主题。CreateWebHostBuilder 是一个 Convension。

太长不读

对于 WebApplicationFactory<T> 而言，默认情况下会采取如下假定：

Startup 所在的程序集应当就是应用程序入口（Main）所在的程序集；（官方工程模板的坑）
应用程序入口所在的类（Program），里面会包含整个创建和配置 IWebHostBuilder 的过程；
创建和配置 IWebHostBuilder 的过程是由应用程序入口所在类的 CreateWebHostBuilder 方法完成的。

在满足上述假定的情况下，无需额外代码，Web 应用的执行和测试将共享相同的逻辑。如若不然，则测试失败。如果无法满足上述三种条件还可以通过集成 WebApplicationFactory<T> 并重写 CreateWebHostBuilder 方法来解决。

以上约束仅仅限定于 WebApplicationFactory<T>，若直接在测试中使用 TestServer 则没有这种限制。

WebApplicationFactory<T> 的 T 并不是 TStartup，而是应用程序入口所在的程序集中的任意类型。

娓娓道来

如果我们使用 dotnet 命令行创建一个 ASP.NET Core MVC/WebAPI 的工程。那么它的启动代码大概是这样的：

public static class Program
{
    public static void Main(string[] args)
    {
        CreateWebHostBuilder(args).Build().Run();
    }

    public static IWebHostBuilder CreateWebHostBuilder(string[] args)
    {
        // Modified a little bit for the sake of illustration
        return new WebHostBuilder()
            .UseKestrel()
            .ConfigureLogging(lb =>
            {
                lb.SetMinimumLevel(LogLevel.Debug).AddConsole();
            })
            .UseStartup<Startup>();
    }
}

有没有小伙伴好奇，为什么需要一个 CreateWebHostBuilder 方法？从直观上看，它是创建并完成基本的 IWebHostBuilder 配置的方法。这个方法应在测试中进行复用以确保测试和应用程序中的 IWebHostBuilder 配置几乎相同，例如：

[Fact]
public async Task should_get_response_text()
{
    IWebHostBuilder webHostBuilder = Program.CreateWebHostBuilder(Array.Empty<string>());

    using (var testServer = new TestServer(webHostBuilder))
    using (HttpClient client = testServer.CreateClient())
    {
        HttpResponseMessage response = await client.GetAsync("/message");

        Assert.Equal(HttpStatusCode.OK, response.StatusCode);
        Assert.Equal("Hello", await response.Content.ReadAsStringAsync());
    }
}

这个测试是可以顺利通过的。但是我们认为将 Program.CreateWebHostBuilder 暴露并不是一个好的感觉。我们更希望把这个配置过程分离。例如分离到一个类中：

public class WebHostBuilderConfigurator
{
    public IWebHostBuilder Configure(IWebHostBuilder webHostBuilder)
    {
        return webHostBuilder
            .UseKestrel()
            .ConfigureLogging(lb =>
            {
                lb.SetMinimumLevel(LogLevel.Debug).AddConsole();
            })
            .UseStartup<Startup>();
    }
}

这样，Program 仅仅包含整个应用程序的入口，CreateWebHostBuilder 方法就被删掉了：

public static void Main(string[] args)
{
    var webHostBuilder = new WebHostBuilder();
    new WebHostBuilderConfigurator().Configure(webHostBuilder).Build().Run();
}

测试也就变成了：

[Fact]
public async Task should_get_response_text()
{
    IWebHostBuilder webHostBuilder = new WebHostBuilderConfigurator().Configure(new WebHostBuilder());

    using (var testServer = new TestServer(webHostBuilder))
    using (HttpClient client = testServer.CreateClient())
    {
        HttpResponseMessage response = await client.GetAsync("/message");

        Assert.Equal(HttpStatusCode.OK, response.StatusCode);
        Assert.Equal("Hello", await response.Content.ReadAsStringAsync());
    }
}

看起来不错，测试也通过了真是可喜可贺。现在我们准备使用更加完善的 WebApplicationFactory<T> 代替 TestServer 进行测试：

[Fact]
public async Task should_get_response_text_using_web_app_factory()
{
    using (var factory = new WebApplicationFactory<Startup>().WithWebHostBuilder(
        wb => new WebHostBuilderConfigurator().Configure(wb)))
    using (HttpClient client = factory.CreateClient())
    {
        HttpResponseMessage response = await client.GetAsync("/message");

        Assert.Equal(HttpStatusCode.OK, response.StatusCode);
        Assert.Equal("Hello", await response.Content.ReadAsStringAsync());
    }
}

看起来不错，但是发现测试运行的时候却失败了。并伴有诡异的异常信息：

System.InvalidOperationException : No method 'public static IWebHostBuilder CreateWebHostBuilder(string[] args)' found on 'WebApp.Program'. Alternatively, WebApplicationFactory`1 can be extended and 'protected virtual IWebHostBuilder CreateWebHostBuilder()' can be overridden to provide your own IWebHostBuilder instance.

哦，真神奇，它怎么找到 WebApp.Program 的？我只告诉了它 Startup 而并没有提供任何 Program 类型的信息啊？而这个时候，如果我们老老实实的恢复 WebApp.Program 类中的 CreateWebHostBuilder 方法，那么测试就顺利通过了。

这是为什么呢？原来让测试环境尽可能的 Match 执行环境是我们共同的心愿，WebApplicationFactory 希望能够自动的帮我们解决这个问题，于是它做了如下的假定：

Startup 所在的程序集应当就是应用程序入口（Main）所在的程序集；
应用程序入口所在的类（Program），里面会包含整个创建和配置 IWebHostBuilder 的过程；
创建和配置 IWebHostBuilder 的过程是由应用程序入口所在类的 CreateWebHostBuilder 方法完成的。

只要符合这三个假定，那么你尽可不费吹灰之力就达到了产品测试配置一致的目的。而如果不符合这个假定将让测试在默认状态下执行失败。具体的代码请参考这里和这里。从 WebHostFactoryResolver 里面可以看出，除了 CreateWebHostBuilder 方法之外，BuildWebHost 也是一个 Convension，只不过主要是为了向前兼容的目的。

在真实的项目中，很可能是不满足这三个条件的，那么怎么办呢？还好我们可以通过集成 WebApplicationFactory<T> 并重写 CreateWebHostBuilder 方法来解决这个问题：

public class MyWebApplicationFactory : WebApplicationFactory<Startup>
{
    protected override IWebHostBuilder CreateWebHostBuilder()
    {
        var webHostBuilder = new WebHostBuilder();
        new WebHostBuilderConfigurator().Configure(webHostBuilder);
        return webHostBuilder;
    }
}

并相应的将测试更改为：

[Fact]
public async Task should_get_response_text_using_web_app_factory()
{
    using (var factory = new MyWebApplicationFactory())
    using (HttpClient client = factory.CreateClient())
    {
        HttpResponseMessage response = await client.GetAsync("/message");

        Assert.Equal(HttpStatusCode.OK, response.StatusCode);
        Assert.Equal("Hello", await response.Content.ReadAsStringAsync());
    }
}