通过扩展改善ASP.NET MVC的验证机制[实现篇]

在《使用篇》中我们谈到扩展的验证编程方式，并且演示了本解决方案的三大特性：消息提供机制的分离、多语言的支持和多验证规则的支持，我们现在来看看这样的验证解决方案最终是如何实现的。

目录：
一、为验证创建一个上下文：ValidatorContext
二、通过自定义ActionInvoker在进行操作执行之前初始化上下文
三、为Validator创建基类:ValidatorBaseAttribute
四、通过自定义ModelValidatorProvider在验证之前将不匹配Validator移除
五、RequiredValidatorAttribute的定义

一、为验证创建一个上下文：ValidatorContext

“基于某个规则的验证”是本解决方案一个最大的卖点。为了保持以验证规则名称为核心的上下文信息，我定义了如下一个ValidatorContext（我们本打算将其命名为ValidationContext，无奈这个类型已经存在）。ValidatorContext的属性RuleName和Culture表示当前的验证规则和语言文化（默认值为当前线程的CurrentUICulture），而字典类型的属性Properties用户存放一些额外信息。当前ValidationContext的获取与设置通过静态Current完成。

   1: public class ValidatorContext

   2: {

   3:     [ThreadStatic]

   4:     private static ValidatorContext current;

   5:  

   6:     public string RuleName { get; private set; }

   7:     public CultureInfo Culture { get; private set; }

   8:     public IDictionary<string, object> Properties { get; private set; }

   9:  

  10:     public ValidatorContext(string ruleName, CultureInfo culture=null)

  11:     {

  12:         this.RuleName = ruleName;

  13:         this.Properties = new Dictionary<string, object>();

  14:         this.Culture = culture??CultureInfo.CurrentUICulture;

  15:     }

  16:  

  17:     public static ValidatorContext Current

  18:     {

  19:         get { return current; }

  20:         set { current = value; }

  21:     }

  22: }

我们为ValidatorContext定义了如下一个匹配的ValidatorContextScope对象用于设置ValidatorContext的作用范围。

   1: public class ValidatorContextScope : IDisposable

   2: {

   3:     private ValidatorContext current = ValidatorContext.Current;

   4:     public ValidatorContextScope(string ruleName, CultureInfo culture = null)

   5:     {

   6:         ValidatorContext.Current = new ValidatorContext(ruleName, culture);

   7:     }

   8:     public void Dispose()

   9:     {

  10:         if (null == current)

  11:         {

  12:             foreach (object property in ValidatorContext.Current.Properties.Values)

  13:             {

  14:                 IDisposable disposable = property as IDisposable;

  15:                 if (null != disposable)

  16:                 {

  17:                     disposable.Dispose();

  18:                 }

  19:             }

  20:         }

  21:         ValidatorContext.Current = current;

  22:     }

  23: }

二、通过自定义ActionInvoker在进行操作执行之前初始化上下文

通过《使用篇》中我们知道当前的验证规则名称是通过ValidationRuleAttribute来设置的，该特性不仅仅可以应用在Action方法上，也可以应用在Controller类型上。当然Action方法上的ValidationRuleAttribute具有更高的优先级。如下面的代码片断所示，ValidationRuleAttribute就是一个包含Name属性的普通Attribute而已。

   1: [AttributeUsage( AttributeTargets.Class| AttributeTargets.Method)]

   2: public class ValidationRuleAttribute:Attribute

   3: {

   4:     public string Name { get; private set; }

   5:     public ValidationRuleAttribute(string name)

   6:     {

   7:         this.Name = name;

   8:     }

   9: }

很显然，以当前验证规则验证规则为核心的ValidatorContext需要在Action操作之前设置（严格地说应该在进行Model绑定之前），而在Action操作完成后清除。很自然地，我们可以通过自定义ActionInvoker来完成，为此我定义了如下一个直接继承自ControllerActionInvoker的ExtendedControllerActionInvoker类。

   1: public class ExtendedControllerActionInvoker : ControllerActionInvoker

   2: {

   3:     public ExtendedControllerActionInvoker()

   4:     { 

   5:         this.CurrentCultureAccessor= (context=>

   6:             {

   7:                 string culture = context.RouteData.GetRequiredString("culture");

   8:                 if(string.IsNullOrEmpty(culture))

   9:                 {

  10:                     return null;

  11:                 }

  12:                 else

  13:                 {

  14:                     return new CultureInfo(culture);

  15:                 }

  16:             });

  17:     }

  18:     public virtual Func<ControllerContext, CultureInfo> CurrentCultureAccessor { get; set; }

  19:     public override bool InvokeAction(ControllerContext controllerContext, string actionName)

  20:     {

  21:         CultureInfo originalCulture = CultureInfo.CurrentCulture;

  22:         CultureInfo originalUICulture = CultureInfo.CurrentUICulture;

  23:         try

  24:         {

  25:             CultureInfo culture = this.CurrentCultureAccessor(controllerContext);

  26:             if (null != culture)

  27:             {

  28:                 Thread.CurrentThread.CurrentCulture = culture;

  29:                 Thread.CurrentThread.CurrentUICulture = culture;

  30:             }

  31:             var controllerDescriptor = this.GetControllerDescriptor(controllerContext);

  32:             var actionDescriptor = this.FindAction(controllerContext, controllerDescriptor, actionName);

  33:             ValidationRuleAttribute attribute = actionDescriptor.GetCustomAttributes(true).OfType<ValidationRuleAttribute>().FirstOrDefault() as ValidationRuleAttribute;

  34:             if (null == attribute)

  35:             {

  36:                 attribute = controllerDescriptor.GetCustomAttributes(true).OfType<ValidationRuleAttribute>().FirstOrDefault() as ValidationRuleAttribute;

  37:             }

  38:             string ruleName = (null == attribute) ? string.Empty : attribute.Name;

  39:             using (ValidatorContextScope contextScope = new ValidatorContextScope(ruleName))

  40:             {

  41:                 return base.InvokeAction(controllerContext, actionName);

  42:             }

  43:         }

  44:         catch

  45:         {

  46:             throw;

  47:         }

  48:         finally

  49:         {

  50:             Thread.CurrentThread.CurrentCulture = originalCulture;

  51:             Thread.CurrentThread.CurrentUICulture = originalUICulture;

  52:         }

  53:     }

  54: }

如上面的代码片断所示，在重写的InvokeAction方法中我们通过ControllerDescriptor/ActionDescriptor得到应用在Controller类型/Action方法上的ValidationRuleAttribute特性，并或者到设置的验证规则名称。然后我们创建ValidatorContextScope对象，而针对基类InvokeAction方法的执行就在该ValidatorContextScope中执行的。初次之外，我们还对当前线程的Culture进行了相应地设置，默认的Culture 信息来源于当前RouteData。

为了更方便地使用ExtendedControllerActionInvoker，我们定义了一个抽象的Controller基类：BaseController。BaseController是Controller的子类，在构造函数中我们将ActionInvoker属性设置成我们自定义的ExtendedControllerActionInvoker对象。

   1: public abstract class BaseController: Controller

   2: {

   3:     public BaseController()

   4:     {

   5:         this.ActionInvoker = new ExtendedControllerActionInvoker();

   6:     }

   7: }

三、为Validator创建基类:ValidatorBaseAttribute

接下来我们才来看看真正用于验证的验证特性如何定义。我们的验证特性都直接或者间接地继承自具有如下定义的ValidatorBaseAttribute，而它使ValidationAttribute的子类。如下面的代码片断所示，ValidatorBaseAttribute还实现了IClientValidatable接口，以提供对客户端验证的支持。属性RuleName、MessageCategory、MessageId和Culture分别代表验证规则名称、错误消息的类别和ID号（通过这两个属性通过MessageManager这个独立的组件获取完整的错误消息）和基于的语言文化。

   1: [AttributeUsage(AttributeTargets.Class|AttributeTargets.Field | AttributeTargets.Property, AllowMultiple = false)]

   2: public abstract class ValidatorBaseAttribute : ValidationAttribute, IClientValidatable

   3: {

   4:     

   5:     public string RuleName { get; set; }

   6:     public string MessageCategory { get; private set; }

   7:     public string MessageId { get; private set; }

   8:     public string Culture { get; set; }

   9:  

  10:     public ValidatorBaseAttribute(MessageManager messageManager, string messageCategory, string messageId, params object[] args)

  11:         : base(() => messageManager.FormatMessage(messageCategory, messageId, args))

  12:     {

  13:         this.MessageCategory = messageCategory;

  14:         this.MessageId = messageId;

  15:     }

  16:  

  17:     public ValidatorBaseAttribute(string messageCategory, string messageId, params object[] args)

  18:         : this(MessageManagerFactory.GetMessageManager(), messageCategory, messageId, args)

  19:     { }

  20:  

  21:     public virtual bool Match(ValidatorContext context, IEnumerable<ValidatorBaseAttribute> validators)

  22:     {

  23:         if (!string.IsNullOrEmpty(this.RuleName))

  24:         {

  25:             if (this.RuleName != context.RuleName)

  26:             {

  27:                 return false;

  28:             }

  29:         }

  30:  

  31:         if (!string.IsNullOrEmpty(this.Culture))

  32:         {                

  33:             if (string.Compare(this.Culture, context.Culture.Name, true) != 0)

  34:             {

  35:                 return false;

  36:             }

  37:         }

  38:  

  39:         if (string.IsNullOrEmpty(this.Culture))

  40:         {

  41:             if (validators.Any(validator => validator.GetType() == this.GetType() && string.Compare(validator.Culture, context.Culture.Name, true) == 0))

  42:             {

  43:                 return false;

  44:             }

  45:         }

  46:         return true;

  47:     }

  48:     public abstract IEnumerable<ModelClientValidationRule> GetClientValidationRules(ModelMetadata metadata, ControllerContext context);

  49:     private object typeId;

  50:     public override object TypeId

  51:     {

  52:         get { return (null == typeId) ? (typeId = new object()) : typeId; }

  53:     }

  54: }

由于我们需要将多个相同类型的Validator特性应用到某个类型或者字段/属性上，我们需要通过AttributeUsageAttribute将AllowMultiple属性设置为True，此外需要重写TypeId属性。至于为什么需需要这么做，可以参考我的上一篇文章《在ASP.NET MVC中如何应用多个相同类型的ValidationAttribute？》。对于应用在同一个目标元素的多个相同类型的Validator特性，只有与当前ValidatorContext相匹配的才能执行，我们通过Match方法来进行匹配性的判断，具体的逻辑是这样的：

• 在显式设置了RuleName属性情况下，如果不等于当前验证规则，直接返回False；
• 在显式设置了Culture属性情况下，如果与当前语言文化不一致，直接返回False；
• 在没有设置Culture属性（语言文化中性）情况下，如果存在另一个同类型的Validator与当前的语言文化一致，也返回False；
• 其余情况返回True

四、通过自定义ModelValidatorProvider在验证之前将不匹配Validator移除

应用在Model类型或其属性/字段上的ValidationAttribute最终通过对应的ModelValidatorProvider（DataAnnotationsModelValidatorProvider）用于创建ModelValidator（DataAnnotationsModelValidator）。我们必须在ModelValidator创建之前将不匹配的Validator特性移除，才能确保只有与当前ValidatorContext相匹配的Validator特性参与验证。为此我们通过继承DataAnnotationsModelValidator自定义了如下一个ExtendedDataAnnotationsModelValidator。

   1: public class ExtendedDataAnnotationsModelValidatorProvider : DataAnnotationsModelValidatorProvider

   2: {

   3:     protected override IEnumerable<ModelValidator> GetValidators(ModelMetadata metadata, ControllerContext context, IEnumerable<Attribute> attributes)

   4:     {

   5:         var validators = attributes.OfType<ValidatorBaseAttribute>();

   6:         var allAttributes = attributes.Except(validators).ToList();

   7:         foreach (ValidatorBaseAttribute validator in validators)

   8:         {

   9:             if (validator.Match(ValidatorContext.Current, validators))

  10:             {

  11:                 allAttributes.Add(validator);

  12:             }

  13:         }

  14:         return base.GetValidators(metadata, context, allAttributes);

  15:     }

  16: }

如上面的代码片断所示，在重写的GetClientValidationRules方法中，输入参数attributes表示所有的ValidationAttribute，在这里我们根据调用ValidatorBaseAttribute的Match方法将不匹配的Validator特性移除，然后根据余下的ValidationAttribute列表调用基类GetValidators方法创建ModelValidator列表。值得一提的是，关于System.Attribute的Equals/GetHashCode方法的问题就从这个方法中发现的（详情参见《为什么System.Attribute的GetHashCode方法需要如此设计？》）。自定义ExtendedDataAnnotationsModelValidator在Global.asax的Application_Start方法中通过如下的方式进行注册。

   1: protected void Application_Start()

   2: {

   3:      //...

   4:     var provider = ModelValidatorProviders.Providers.OfType<DataAnnotationsModelValidatorProvider>().FirstOrDefault();

   5:     if (null != provider)

   6:     {

   7:         ModelValidatorProviders.Providers.Remove(provider);

   8:     }

   9:     ModelValidatorProviders.Providers.Add(new ExtendedDataAnnotationsModelValidatorProvider());

  10: }

五、RequiredValidatorAttribute的定义

最后我们来看看用于验证必需字段的RequiredValidatorAttribute如何定义。IsValid用于服务端验证，而GetClientValidationRules生成调用客户端验证规则。

   1: [AttributeUsage(AttributeTargets.Field | AttributeTargets.Property, AllowMultiple = true)]

   2: public class RequiredValidatorAttribute : ValidatorBaseAttribute

   3: {

   4:     public RequiredValidatorAttribute(string messageCategory, string messageId, params object[] args)

   5:         : base(messageCategory, messageId, args)

   6:     { }   

   7:  

   8:     public override bool IsValid(object value)

   9:     {

  10:         if (value == null)

  11:         {

  12:             return false;

  13:         }

  14:         string str = value as string;

  15:         if (str != null)

  16:         {

  17:             return (str.Trim().Length != 0);

  18:         }

  19:         return true;

  20:     }

  21:  

  22:     public override IEnumerable<ModelClientValidationRule> GetClientValidationRules(ModelMetadata metadata, ControllerContext context)

  23:     {

  24:         return new ModelClientValidationRequiredRule[] { new ModelClientValidationRequiredRule(this.ErrorMessageString) };

  25:     }

  26: }