2020-07-26

在ASP.NET Core中创建自定义端点可视化图

在上篇文章中,我为构建自定义端点可视化图奠定了基础,正如我在第一篇文章中展示的那样。该图显示了端点路由的不同部分:文字值,参数,动词约束和产生结果的端点:

在本文中,我将展示如何通过创建一个自定义的DfaGraphWriter来为自己的应用程序创建一个端点图。

这篇文章使用了本系列前几篇文章中的技巧和类,因此我强烈建议在继续之前先阅读这些技巧和类。

作者:依乐祝

原文链接:https://andrewlock.net/creating-a-custom-endpoint-visualization-graph/

译文:https://www.cnblogs.com/yilezhu/p/13380120.html

为端点图添加配置

我们首先要看的是如何配置最终端点图的外观。我们将为两种类型的节点和四种类型的边缘添加配置。边是:

  • 文字边缘:路线部分,例如apivalues中的文字匹配api/values/{id}
  • 参数边缘:路线的参数化部分,例如{id}route中api/values/{id}
  • 捕获所有边:与"全部捕获"路由参数相对应的边,例如{**slug}
  • 策略边缘:与URL以外的其他约束相对应的边缘。例如,图中的基于HTTP谓词的边HTTP: GET

节点是:

  • 匹配节点:与端点匹配关联的节点,因此将生成响应。
  • 默认节点:与端点匹配关联的节点。

每个节点和边都可以具有任意数量的Graphviz属性来控制其显示。下面的GraphDisplayOptions显示了我在本文开始时用于生成图形的默认值:

public class GraphDisplayOptions{ /// <summary> /// Additional display options for literal edges /// </summary> public string LiteralEdge { get; set; } = string.Empty; /// <summary> /// Additional display options for parameter edges /// </summary> public string ParametersEdge { get; set; } = "arrowhead=diamond color=\"blue\""; /// <summary> /// Additional display options for catchall parameter edges /// </summary> public string CatchAllEdge { get; set; } = "arrowhead=odot color=\"green\""; /// <summary> /// Additional display options for policy edges /// </summary> public string PolicyEdge { get; set; } = "color=\"red\" style=dashed arrowhead=open"; /// <summary> /// Additional display options for node which contains a match /// </summary> public string MatchingNode { get; set; } = "shape=box style=filled color=\"brown\" fontcolor=\"white\""; /// <summary> /// Additional display options for node without matches /// </summary> public string DefaultNode { get; set; } = string.Empty;}

我们现在可以使用这个对象来控制显示,并使用上一篇文章中所示的ImpromptuInterface"代理"技术来创建我们的自定义图形编写器。

创建自定义的DfaGraphWriter

我们的自定义图形编辑器(巧妙地称为CustomDfaGraphWriter)在很大程度上基于包含在ASP.NET Core中的DfaGraphWriter。该类的主体与原始类相同,但有以下更改:

  • GraphDisplayOptions注入类中以自定义显示。
  • 使用ImpromptuInterface库来处理内部DfaMatcherBuilderDfaNode类,如上一篇文章中所示。
  • 自定义WriteNode函数以使用我们的自定义样式。
  • 添加一个Visit函数来处理IDfaNode接口,而不是在内部DfaNode类上使用Visit()方法。

CustomDfaGraphWriter的全部代码如下所示,重点是主Write()功能。我保持了与原始版本几乎相同的实现,只是更新了我们必须更新的部分。

public class CustomDfaGraphWriter{ // Inject the GraphDisplayOptions  private readonly IServiceProvider _services; private readonly GraphDisplayOptions _options; public CustomDfaGraphWriter(IServiceProvider services, GraphDisplayOptions options) {  _services = services;  _options = options; } public void Write(EndpointDataSource dataSource, TextWriter writer) {  // Use ImpromptuInterface to create the required dependencies as shown in previous post  Type matcherBuilder = typeof(IEndpointSelectorPolicy).Assembly   .GetType("Microsoft.AspNetCore.Routing.Matching.DfaMatcherBuilder");  // Build the list of endpoints used to build the graph  var rawBuilder = _services.GetRequiredService(matcherBuilder);  IDfaMatcherBuilder builder = rawBuilder.ActLike<IDfaMatcherBuilder>();  // This is the same logic as the original graph writer  var endpoints = dataSource.Endpoints;  for (var i = 0; i < endpoints.Count; i++)  {   if (endpoints[i] is RouteEndpoint endpoint && (endpoint.Metadata.GetMetadata<ISuppressMatchingMetadata>()?.SuppressMatching ?? false) == false)   {    builder.AddEndpoint(endpoint);   }  }  // Build the raw tree from the registered routes  var rawTree = builder.BuildDfaTree(includeLabel: true);  IDfaNode tree = rawTree.ActLike<IDfaNode>();  // Store a list of nodes that have already been visited   var visited = new Dictionary<IDfaNode, int>();  // Build the graph by visiting each node, and calling WriteNode on each  writer.WriteLine("digraph DFA {");  Visit(tree, WriteNode);  writer.WriteLine("}");  void WriteNode(IDfaNode node)  {   /* Write the node to the TextWriter */   /* Details shown later in this post*/  } } static void Visit(IDfaNode node, Action<IDfaNode> visitor) {  /* Recursively visit each node in the tree. */  /* Details shown later in this post*/ }}

为了简洁起见,我在这里省略了VisitWriteNode函数,但是我们会尽快对其进行研究。我们将从Visit函数开始,因为该函数最接近原始函数。

更新Visit函数以与IDfaNode一起使用

正如我在上一篇文章中所讨论的,创建自定义DfaGraphWriter的最大问题之一是它对内部类的使用。为了解决这个问题,我使用ImpromptuInterface创建了包装原始对象的代理对象:

原始的Visit()方法是DfaNode类中的方法。它递归地访问端点树中的每个节点,为每个节点调用一个提供的Action<>函数。

由于DfaNodeinternal,我在CustomDfaGraphWriter中实现了一个静态的Visit来代替。

我们的定制实现大体上与原始实现相同,但是我们必须在"原始"DfaNodes和我们的IDfaNode代理之间进行一些有点困难的转换。更新后的方法如下所示。该方法接受两个参数,即被检查的节点,以及在每个参数上运行的Action<>

static void Visit(IDfaNode node, Action<IDfaNode> visitor){ // Does the node of interest have any nodes connected by literal edges? if (node.Literals?.Values != null) {  // node.Literals is actually a Dictionary<string, DfaNode>  foreach (var dictValue in node.Literals.Values)  {   // Create a proxy for the child DfaNode node and visit it   IDfaNode value = dictValue.ActLike<IDfaNode>();   Visit(value, visitor);  } } // Does the node have a node connected by a parameter edge? // The reference check breaks any cycles in the graph if (node.Parameters != null && !ReferenceEquals(node, node.Parameters)) {  // Create a proxy for the DfaNode node and visit it  IDfaNode parameters = node.Parameters.ActLike<IDfaNode>();  Visit(parameters, visitor); } // Does the node have a node connected by a catch-all edge? // The refernece check breaks any cycles in the graph if (node.CatchAll != null && !ReferenceEquals(node, node.CatchAll)) {  // Create a proxy for the DfaNode node and visit it  IDfaNode catchAll = node.CatchAll.ActLike<IDfaNode>();  Visit(catchAll, visitor); } // Does the node have a node connected by a policy edges? if (node.PolicyEdges?.Values != null) {  // node.PolicyEdges is actually a Dictionary<object, DfaNode>  foreach (var dictValue in node.PolicyEdges.Values)  {   IDfaNode value = dictValue.ActLike<IDfaNode>();   Visit(value, visitor);  } } // Write the node using the provided Action<> visitor(node);}

Visit函数使用post-order遍历,因此在使用visitor函数编写节点之前,它首先"深入"地遍历节点的子节点。这与原始DfaNode.Visit()功能相同。

我们现在快到了。我们有一个类,它构建端点节点树,遍历树中的所有节点,并为每个节点运行一个函数。剩下的就是定义访问者函数WriteNode()

定义自定义WriteNode函数

我们终于到了最重要的部分,控制了端点图的显示方式。到目前为止,所有自定义和努力都是使我们能够自定义WriteNode功能。

WriteNode()是一个局部函数,它使用点图描述语言将一个节点连同任何连接的边一起写入TextWriter输出。

我们的自定义WriteNode()函数与原始函数几乎相同。有两个主要区别:

  • 原始的图形编写器使用DfaNodes,我们必须转换为使用IDfaNode代理。
  • 原始图形编写器对所有节点和边使用相同的样式。我们根据配置的GraphDisplayOptions定制节点和边的显示。

由于WriteNode是一个局部函数,它可以从封闭函数访问变量。这包括writer参数(用于将图形写入输出)和以前写入节点的已访问字典。

下面显示了我们的方法(已被大量注释)的自定义版本WriteNode()

void WriteNode(IDfaNode node){ // add the node to the visited node dictionary if it isn't already // generate a zero-based integer label for the node if (!visited.TryGetValue(node, out var label)) {  label = visited.Count;  visited.Add(node, label); } // We can safely index into visited because this is a post-order traversal, // all of the children of this node are already in the dictionary. // If this node is linked to any nodes by a literal edge if (node.Literals != null) {  foreach (DictionaryEntry dictEntry in node.Literals)  {   // Foreach linked node, get the label for the edge and the linked node   var edgeLabel = (string)dictEntry.Key;   IDfaNode value = dictEntry.Value.ActLike<IDfaNode>();   int nodeLabel = visited[value];   // Write an edge, including our custom styling for literal edges   writer.WriteLine($"{label} -> {nodeLabel} [label=\"/{edgeLabel}\" {_options.LiteralEdge}]");  } } // If this node is linked to a nodes by a parameter edge if (node.Parameters != null) {  IDfaNode parameters = node.Parameters.ActLike<IDfaNode>();  int nodeLabel = visited[catchAll];  // Write an edge labelled as /* using our custom styling for parameter edges  writer.WriteLine($"{label} -> {nodeLabel} [label=\"/**\" {_options.CatchAllEdge}]"); } // If this node is linked to a catch-all edge if (node.CatchAll != null && node.Parameters != node.CatchAll) {  IDfaNode catchAll = node.CatchAll.ActLike<IDfaNode>();  int nodeLabel = visited[catchAll];  // Write an edge labelled as /** using our custom styling for catch-all edges  writer.WriteLine($"{label} -> {nodelLabel} [label=\"/**\" {_options.CatchAllEdge}]"); } // If this node is linked to any Policy Edges if (node.PolicyEdges != null) {  foreach (DictionaryEntry dictEntry in node.PolicyEdges)  {   // Foreach linked node, get the label for the edge and the linked node   var edgeLabel = (object)dictEntry.Key;   IDfaNode value = dictEntry.Value.ActLike<IDfaNode>();   int nodeLabel = visited[value];   // Write an edge, including our custom styling for policy edges   writer.WriteLine($"{label} -> {nodeLabel} [label=\"{key}\" {_options.PolicyEdge}]");  } } // Does this node have any associated matches, indicating it generates a response? var matchCount = node?.Matches?.Count ?? 0; var extras = matchCount > 0   ? _options.MatchingNode // If we have matches, use the styling for response-generating nodes...  : _options.DefaultNode; // ...otherwise use the default style // Write the node to the graph output writer.WriteLine($"{label} [label=\"{node.Label}\" {extras}]");}

由于我们将节点从"叶"节点写回到树的根的方式,因此跟踪这些交互的流程可能会有些混乱。例如,如果我们看一下本文开头显示的基本应用程序的输出,您会看到"叶子"端点都被首先写入:healthz运行状况检查端点和终端匹配生成路径最长的端点:

digraph DFA { 1 [label="/healthz/" shape=box style=filled color="brown" fontcolor="white"] 2 [label="/api/Values/{...}/ HTTP: GET" shape=box style=filled color="brown" fontcolor="white"] 3 [label="/api/Values/{...}/ HTTP: PUT" shape=box style=filled color="brown" fontcolor="white"] 4 [label="/api/Values/{...}/ HTTP: DELETE" shape=box style=filled color="brown" fontcolor="white"] 5 [label="/api/Values/{...}/ HTTP: *" shape=box style=filled color="brown" fontcolor="white"] 6 -> 2 [label="HTTP: GET" color="red" style=dashed arrowhead=open] 6 -> 3 [label="HTTP: PUT" color="red" style=dashed arrowhead=open] 6 -> 4 [label="HTTP: DELETE" color="red" style=dashed arrowhead=open] 6 -> 5 [label="HTTP: *" color="red" style=dashed arrowhead=open] 6 [label="/api/Values/{...}/"] 7 [label="/api/Values/ HTTP: GET" shape=box style=filled color="brown" fontcolor="white"] 8 [label="/api/Values/ HTTP: POST" shape=box style=filled color="brown" fontcolor="white"] 9 [label="/api/Values/ HTTP: *" shape=box style=filled color="brown" fontcolor="white"] 10 -> 6 [label="/*" arrowhead=diamond color="blue"] 10 -> 7 [label="HTTP: GET" color="red" style=dashed arrowhead=open] 10 -> 8 [label="HTTP: POST" color="red" style=dashed arrowhead=open] 10 -> 9 [label="HTTP: *" color="red" style=dashed arrowhead=open] 10 [label="/api/Values/"] 11 -> 10 [label="/Values"] 11 [label="/api/"] 12 -> 1 [label="/healthz"] 12 -> 11 [label="/api"] 12 [label="/"]}

即使首先将叶节点写入图形输出,但Graphviz可视化工具通常会以叶节点在底部,边缘朝下的方式绘制图形。您可以在https://dreampuf.github.io/GraphvizOnline/在线显示图形:

如果要更改图形的呈现方式,可以自定义GraphDisplayOptions。如果使用我在上一篇文章中描述的"测试"方法,则可以在生成图形时直接传递这些选项。如果使用的是"中间件"方法,则可以改为使用IOptions<>系统进行GraphDisplayOptions注册,并使用配置系统控制显示。

摘要

在这篇文章中,我展示了如何创建自定义的DfaGraphWriter来控制如何生成应用程序的端点图。为了与internal内部类进行互操作,我们使用了ImpromptuInterface,如在上篇文章所示,创建代理,我们可以互动。然后,我们必须编写一个自定义Visit()函数来使用IDfaNode代理。最后,我们创建了一个自定义WriteNode函数,该函数使用在GraphDisplayOptions对象中定义的自定义设置来显示不同类型的节点和边。

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