ASP.NET Core Web API 中的 JSON 修补程序

本文介绍如何处理 ASP.NET Core Web API 中的 JSON 修补程序请求。

包安装

ASP.NET Core Web API 中的 JSON 修补程序支持基于 Newtonsoft.Json，并且需要 Microsoft.AspNetCore.Mvc.NewtonsoftJson NuGet 包。 要启用 JSON 修补程序支持，请执行以下操作：

• 安装 Microsoft.AspNetCore.Mvc.NewtonsoftJson NuGet 包。

• 调用 AddNewtonsoftJson。 例如：

  var builder = WebApplication.CreateBuilder(args);
  
  builder.Services.AddControllers()
      .AddNewtonsoftJson();
  
  var app = builder.Build();
  
  app.UseHttpsRedirection();
  
  app.UseAuthorization();
  
  app.MapControllers();
  
  app.Run();
  

AddNewtonsoftJson 取代基于 System.Text.Json 的默认输入和输出格式化程序，该格式化程序用于设置所有 JSON 内容的格式。 此扩展方法与以下 MVC 服务注册方法兼容：

• AddRazorPages
• AddControllersWithViews
• AddControllers

JsonPatch 要求将 Content-Type 标头设置为 application/json-patch+json。

使用 System.Text.Json 时添加对 JSON 修补程序的支持

基于 System.Text.Json 的输入格式化程序不支持 JSON 修补程序。 要使用 Newtonsoft.Json 添加对 JSON 修补程序的支持，同时使其他输入和输出格式化程序保持不变，请执行以下操作：

• 安装 Microsoft.AspNetCore.Mvc.NewtonsoftJson NuGet 包。

• 更新Program.cs：

  using JsonPatchSample;
  using Microsoft.AspNetCore.Mvc.Formatters;
  
  var builder = WebApplication.CreateBuilder(args);
  
  builder.Services.AddControllers(options =>
  {
      options.InputFormatters.Insert(0, MyJPIF.GetJsonPatchInputFormatter());
  });
  
  var app = builder.Build();
  
  app.UseHttpsRedirection();
  
  app.UseAuthorization();
  
  app.MapControllers();
  
  app.Run();
  

  using Microsoft.AspNetCore.Mvc;
  using Microsoft.AspNetCore.Mvc.Formatters;
  using Microsoft.Extensions.Options;
  
  namespace JsonPatchSample;
  
  public static class MyJPIF
  {
      public static NewtonsoftJsonPatchInputFormatter GetJsonPatchInputFormatter()
      {
          var builder = new ServiceCollection()
              .AddLogging()
              .AddMvc()
              .AddNewtonsoftJson()
              .Services.BuildServiceProvider();
  
          return builder
              .GetRequiredService<IOptions<MvcOptions>>()
              .Value
              .InputFormatters
              .OfType<NewtonsoftJsonPatchInputFormatter>()
              .First();
      }
  }
  

前面的代码创建 NewtonsoftJsonPatchInputFormatter 的实例，并将其作为 MvcOptions.InputFormatters 集合中的第一个条目插入。 此注册顺序可确保：

• NewtonsoftJsonPatchInputFormatter 处理 JSON 修补程序请求。
• 基于 System.Text.Json 的现有输入和格式化程序处理所有其他 JSON 请求和响应。

使用 Newtonsoft.Json.JsonConvert.SerializeObject 方法序列化 JsonPatchDocument。

PATCH HTTP 请求方法

PUT 和 PATCH 方法用于更新现有资源。 它们之间的区别是，PUT 会替换整个资源，而PATCH 仅指定更改。

JSON 补丁

JSON 修补程序是一种格式，用于指定要应用于资源的更新。 JSON 修补程序文档有一个操作数组。 每个操作都标识一种特定类型的更改。 此类更改的示例包括添加数组元素或替换属性值。

例如，以下 JSON 文档表示资源、资源的 JSON Patch 文档和应用 Patch 操作的结果。

资源示例

{
  "customerName": "John",
  "orders": [
    {
      "orderName": "Order0",
      "orderType": null
    },
    {
      "orderName": "Order1",
      "orderType": null
    }
  ]
}

JSON 修补程序示例

[
  {
    "op": "add",
    "path": "/customerName",
    "value": "Barry"
  },
  {
    "op": "add",
    "path": "/orders/-",
    "value": {
      "orderName": "Order2",
      "orderType": null
    }
  }
]

在上述 JSON 中：

• op 属性指示操作的类型。
• path 属性指示要更新的元素。
• value 属性提供新值。

修补程序之后的资源

下面是应用上述 JSON 修补程序文档后的资源：

{
  "customerName": "Barry",
  "orders": [
    {
      "orderName": "Order0",
      "orderType": null
    },
    {
      "orderName": "Order1",
      "orderType": null
    },
    {
      "orderName": "Order2",
      "orderType": null
    }
  ]
}

通过将 JSON Patch 文档应用于资源所做的更改是原子操作。 如果列表中的任何操作失败，则不会应用列表中的任何操作。

路径语法

操作对象的路径属性的级别之间有斜杠。 例如，"/address/zipCode"。

使用从零开始的索引来指定数组元素。 addresses 数组的第一个元素将位于 /addresses/0。 若要将 add 置于数组末尾，请使用连字符 (-)，而不是索引号：/addresses/-。

Operations

下表显示了 JSON 修补程序规范中定义的支持操作：

操作	说明
add	添加属性或数组元素。 对于现有属性：设置值。
remove	删除属性或数组元素。
replace	与在相同位置后跟 add 的 remove 相同。
move	与从后跟 add 的源到使用源中的值的目标的 remove 相同。
copy	与到使用源中的值的目标的 add 相同。
test	如果 path 处的值 = 提供的 value，则返回成功状态代码。

ASP.NET Core 中的 JSON Patch

Microsoft.AspNetCore.JsonPatch NuGet 包中提供了 JSON 修补程序的 ASP.NET Core 实现。

操作方法代码

在 API 控制器中，JSON 修补程序的操作方法：

• 使用 HttpPatch 属性进行批注。
• 接受 JsonPatchDocument<TModel>，通常带有 [FromBody]。
• 在修补程序文档上调用 ApplyTo(Object) 以应用更改。

下面是一个示例：

[HttpPatch]
public IActionResult JsonPatchWithModelState(
    [FromBody] JsonPatchDocument<Customer> patchDoc)
{
    if (patchDoc != null)
    {
        var customer = CreateCustomer();

        patchDoc.ApplyTo(customer, ModelState);

        if (!ModelState.IsValid)
        {
            return BadRequest(ModelState);
        }

        return new ObjectResult(customer);
    }
    else
    {
        return BadRequest(ModelState);
    }
}

示例应用中的此代码适用于以下 Customer 模型：

namespace JsonPatchSample.Models;

public class Customer
{
    public string? CustomerName { get; set; }
    public List<Order>? Orders { get; set; }
}

namespace JsonPatchSample.Models;

public class Order
{
    public string OrderName { get; set; }
    public string OrderType { get; set; }
}

示例操作方法：

• 构造一个 Customer。
• 应用修补程序。
• 在响应的正文中返回结果。

在实际应用中，该代码将从存储（如数据库）中检索数据并在应用修补程序后更新数据库。

模型状态

上述操作方法示例调用将模型状态用作其参数之一的 ApplyTo 的重载。 使用此选项，可以在响应中收到错误消息。 以下示例显示了 test 操作的“400 错误请求”响应的正文：

{
  "Customer": [
    "The current value 'John' at path 'customerName' != test value 'Nancy'."
  ]
}

动态对象

以下操作方法示例演示如何将修补程序应用于动态对象：

[HttpPatch]
public IActionResult JsonPatchForDynamic([FromBody]JsonPatchDocument patch)
{
    dynamic obj = new ExpandoObject();
    patch.ApplyTo(obj);

    return Ok(obj);
}

添加操作

• 如果 path 指向数组元素：将新元素插入到 path 指定的元素之前。
• 如果 path 指向属性：设置属性值。
• 如果 path 指向不存在的位置：
  • 如果要修补的资源是一个动态对象：添加属性。
  • 如果要修补的资源是一个静态对象：请求失败。

以下示例修补程序文档设置 CustomerName 的值，并将 Order 对象添加到 Orders 数组末尾。

[
  {
    "op": "add",
    "path": "/customerName",
    "value": "Barry"
  },
  {
    "op": "add",
    "path": "/orders/-",
    "value": {
      "orderName": "Order2",
      "orderType": null
    }
  }
]

删除操作

• 如果 path 指向数组元素：删除元素。
• 如果 path 指向属性：
  • 如果要修补的资源是一个动态对象：删除属性。
  • 如果要修补的资源是一个静态对象：
    • 如果属性可以为 Null：将其设置为 null。
    • 如果属性不可以为 Null，将其设置为 default<T>。

以下示例修补程序文档将 CustomerName 设置为 null 并删除 Orders[0]：

[
  {
    "op": "remove",
    "path": "/customerName"
  },
  {
    "op": "remove",
    "path": "/orders/0"
  }
]

替换操作

此操作在功能上与后跟 add 的 remove 相同。

以下示例修补程序文档设置 CustomerName 的值，并将 Orders[0] 替换为新的 Order 对象：

[
  {
    "op": "replace",
    "path": "/customerName",
    "value": "Barry"
  },
  {
    "op": "replace",
    "path": "/orders/0",
    "value": {
      "orderName": "Order2",
      "orderType": null
    }
  }
]

移动操作

• 如果 path 指向数组元素：将 from 元素复制到 path 元素的位置，然后对 from 元素运行 remove 操作。
• 如果 path 指向属性：将 from 属性的值复制到 path 属性，然后对 from 属性运行 remove 操作。
• 如果 path 指向不存在的属性：
  • 如果要修补的资源是一个静态对象：请求失败。
  • 如果要修补的资源是一个动态对象：将 from 属性复制到 path 指示的位置，然后对 from 属性运行 remove 操作。

以下示例修补程序文档：

• 将 Orders[0].OrderName 的值复制到 CustomerName。
• 将 Orders[0].OrderName 设置为 null。
• 将 Orders[1] 移动到 Orders[0] 之前。

[
  {
    "op": "move",
    "from": "/orders/0/orderName",
    "path": "/customerName"
  },
  {
    "op": "move",
    "from": "/orders/1",
    "path": "/orders/0"
  }
]

复制操作

此操作在功能上与不包含最后 remove 步骤的 move 操作相同。

以下示例修补程序文档：

• 将 Orders[0].OrderName 的值复制到 CustomerName。
• 将 Orders[1] 的副本插入到 Orders[0] 之前。

[
  {
    "op": "copy",
    "from": "/orders/0/orderName",
    "path": "/customerName"
  },
  {
    "op": "copy",
    "from": "/orders/1",
    "path": "/orders/0"
  }
]

测试操作

如果 path 指示的位置处的值与 value 中提供的值不同，则请求会失败。 在这种情况下，整个 PATCH 请求会失败，即使修补程序文档中的所有其他操作均成功也是如此。

test 操作通常用于在发生并发冲突时阻止更新。

如果 CustomerName 的初始值是“John”，则以下示例修补程序文档不起任何作用，因为测试失败：

[
  {
    "op": "test",
    "path": "/customerName",
    "value": "Nancy"
  },
  {
    "op": "add",
    "path": "/customerName",
    "value": "Barry"
  }
]

获取代码

查看或下载示例代码。 （下载方法）。

若要测试此示例，请使用以下设置运行应用并发送 HTTP 请求：

• URL： http://localhost:{port}/jsonpatch/jsonpatchwithmodelstate
• HTTP 方法：PATCH
• 标头：Content-Type: application/json-patch+json
• 正文：从 JSON 项目文件夹中复制并粘贴其中一个 JSON 修补程序文档示例。

其他资源

• IETF RFC 5789 PATCH 方法规范
• IETF RFC 6902 JSON 修补程序规范
• IETF RFC 6901 JSON 指针
• JSON 路径文档。 包括指向用于创建 JSON 修补程序文档的资源的链接。
• ASP.NET Core JSON 修补程序源代码