教學課程：使用 C 在 .NET 主控台應用程式中提出 HTTP 要求#

發行項
05/22/2023

本教學課程會建置對 GitHub 上的 REST 服務發出 HTTP 要求的應用程式。應用程式會以 JSON 格式讀取資訊，並將 JSON 轉換成 C# 物件。從 JSON 轉換成 C# 物件稱為「還原序列化」。

本教學課程顯示如何：

傳送 HTTP 要求。
還原序列化 JSON 回應。
使用屬性來設定還原序列化。

如果您偏好追蹤本教學課程的最終範例，則可以將其下載。如需下載指示，請參閱範例和教學課程。

必要條件

.NET SDK 6.0 或更新版本
Visual Studio Code (開放原始碼、跨平台編輯器) 這類程式碼編輯器。您可以在 Windows、Linux、macOS 或 Docker 容器中執行範例應用程式。

建立用戶端應用程式

請開啟命令提示字元，然後為您的應用程式建立新目錄。使該目錄成為目前的目錄。
在主控台視窗中輸入下列命令：
```
dotnet new console --name WebAPIClient
```
此命令會建立基本 "Hello World" 應用程式的起始檔案。專案名稱為 "WebAPIClient"。
導覽至 "WebAPIClient" 目錄，然後執行應用程式。
```
cd WebAPIClient
```
```
dotnet run
```
dotnet run 會自動執行 dotnet restore 以還原應用程式所需的任何相依性。其也會視需要執行 dotnet build。您應該會看到應用程式輸出 "Hello, World!"。在您的終端機中，按 Ctrl+C 以停止應用程式。

發出 HTTP 要求

此應用程式會呼叫 GitHub API ，以取得 .NET Foundation 底下專案的相關資訊。端點為 https://api.github.com/orgs/dotnet/repos。若要擷取資訊，其會提出 HTTP GET 要求。瀏覽器也會提出 HTTP GET 要求，因此您可以將該 URL 貼入瀏覽器網址列，以查看您將接收和處理的資訊。

使用 HttpClient 類別來提出 HTTP 要求。 HttpClient 只支援其長時間執行 API 的非同步方法。因此，下列步驟會建立非同步方法，並從 Main 方法進行呼叫。

開啟專案目錄中的 Program.cs 檔案，並將其內容取代為下列內容：
```
await ProcessRepositoriesAsync();

static async Task ProcessRepositoriesAsync(HttpClient client)
{
}
```
此程式碼：
- 將 Console.WriteLine 陳述式取代為使用 await 關鍵字的 ProcessRepositoriesAsync 呼叫。
- 定義空的 ProcessRepositoriesAsync 方法。

在 Program 類別中，使用 HttpClient 來處理要求和回應，方法是將內容取代為下列 C#。

using System.Net.Http.Headers;

using HttpClient client = new();
client.DefaultRequestHeaders.Accept.Clear();
client.DefaultRequestHeaders.Accept.Add(
    new MediaTypeWithQualityHeaderValue("application/vnd.github.v3+json"));
client.DefaultRequestHeaders.Add("User-Agent", ".NET Foundation Repository Reporter");

await ProcessRepositoriesAsync(client);

static async Task ProcessRepositoriesAsync(HttpClient client)
{
}

此程式碼：

設定所有要求的 HTTP 標頭：
- 要接受 JSON 回應的 Accept 標頭
- User-Agent 標題。這些標頭受到 GitHub 伺服器程式碼的檢查，而且是從 GitHub 擷取資訊的必要項目。

在方法中 ProcessRepositoriesAsync ，呼叫 GitHub 端點，以傳回 .NET 基礎組織下所有存放庫的清單：
```
 static async Task ProcessRepositoriesAsync(HttpClient client)
 {
     var json = await client.GetStringAsync(
         "https://api.github.com/orgs/dotnet/repos");

     Console.Write(json);
 }
```
此程式碼：
- 等候呼叫 HttpClient.GetStringAsync(String) 方法所傳回的工作。此方法會將 HTTP GET 要求傳送至指定的 URI。回應主體會傳回為 String，而這是在工作完成時提供。
- 回應字串 json 會列印至主控台。
請建置並執行應用程式。
```
dotnet run
```
沒有建置警告，因為 ProcessRepositoriesAsync 現在包含 await 運算子。輸出是 JSON 文字的完整顯示。

還原序列化 JSON 結果

下列步驟會將 JSON 回應轉換成 C# 物件。您可以使用 System.Text.Json.JsonSerializer 類別以將 JSON 還原序列化為物件。

建立名為 Repository.cs 的檔案，然後新增下列程式碼：
```
public record class Repository(string name);
```
上述程式碼定義類別來代表從 GitHub API 傳回的 JSON 物件。您將使用此類別來顯示存放庫名稱清單。

存放庫物件的 JSON 包含數十個屬性，但只會還原序列化 name 屬性。序列化程式會自動忽略目標類別中沒有相符項目的 JSON 屬性。此功能可讓您更輕鬆地建立類型，而類型只與大型 JSON 封包中的欄位子集搭配運作。

C# 慣例是將屬性名稱的第一個字母大寫，但這裡的 name 屬性會以小寫字母開頭，因為這完全符合 JSON 中的內容。您稍後將會看到如何使用不符合 JSON 屬性名稱的 C# 屬性名稱。
使用序列化程式，以將 JSON 轉換成 C# 物件。將 ProcessRepositoriesAsync 方法中的 GetStringAsync(String) 呼叫取代為下列各行：
```
await using Stream stream =
    await client.GetStreamAsync("https://api.github.com/orgs/dotnet/repos");
var repositories =
    await JsonSerializer.DeserializeAsync<List<Repository>>(stream);
```
更新過的程式碼會將 GetStringAsync(String) 取代為 GetStreamAsync(String)。此序列化程式方法會使用資料流 (而非字串) 作為其來源。

JsonSerializer.DeserializeAsync<TValue>(Stream, JsonSerializerOptions, CancellationToken) 的第一個引數是 await 運算式。 await 運算式可以出現在您程式碼中幾乎任何一個地方，雖然到目前為止，您只在指派陳述式中看到它們。另兩個參數 (JsonSerializerOptions 和 CancellationToken) 是選用參數，而且會在程式碼片段中予以省略。

DeserializeAsync 方法是泛型，這表示您針對應該從 JSON 文字建立的物件類型提供類型引數。在此範例中，您要還原序列化為 List<Repository>，這是另一個泛型物件 (System.Collections.Generic.List<T>)。 List<T> 類別可儲存物件的集合。類型引數會宣告 List<T> 中所儲存的物件類型。類型引數是您的 Repository 記錄，因為 JSON 文字代表存放庫物件的集合。

新增程式碼，以顯示每個存放庫的名稱。將下列幾行：

Console.Write(json);

取代為下列程式碼：

foreach (var repo in repositories ?? Enumerable.Empty<Repository>())
    Console.Write(repo.name);

下列 using 指示詞應該出現在檔案頂端：

using System.Net.Http.Headers;
using System.Text.Json;

執行應用程式。
```
dotnet run
```
輸出是屬於 .NET Foundation 一部分的存放庫名稱清單。

設定還原序列化

在 Repository.cs 中，將檔案內容取代為下列 C#。
```
using System.Text.Json.Serialization;

public record class Repository(
    [property: JsonPropertyName("name")] string Name);
```
此程式碼：
- 將 name 屬性的名稱變更為 Name。
- 新增 JsonPropertyNameAttribute，以指定此屬性在 JSON 中的顯示方式。
在 Program.cs 中，更新程式碼以使用 Name 屬性的新大寫：
```
foreach (var repo in repositories)
   Console.Write(repo.Name);
```
執行應用程式。

輸出會相同。

重構程式碼

ProcessRepositoriesAsync 方法可以執行非同步工作，然後傳回儲存機制的集合。變更該方法以傳回 Task<List<Repository>>，並將寫入至主控台的程式碼移至其呼叫端附近。

請變更 ProcessRepositoriesAsync 的簽章以傳回其結果為 Repository 物件清單的工作：
```
static async Task<List<Repository>> ProcessRepositoriesAsync(HttpClient client)
```

在處理 JSON 回應之後，傳回存放庫：

await using Stream stream =
    await client.GetStreamAsync("https://api.github.com/orgs/dotnet/repos");
var repositories =
    await JsonSerializer.DeserializeAsync<List<Repository>>(stream);
return repositories ?? new();

編譯器會產生用於傳回值的 Task<T> 物件，因為您已將此方法標記為 async。

修改 Program.cs 檔案，並將 ProcessRepositoriesAsync 呼叫取代為下列內容來擷取結果，然後將每個存放庫名稱寫入至主控台。
```
var repositories = await ProcessRepositoriesAsync(client);

foreach (var repo in repositories)
    Console.Write(repo.Name);
```
執行應用程式。

輸出會相同。

還原序列化更多屬性

下列步驟會新增程式碼，以處理所收到 JSON 封包中的更多屬性。您可能不想要處理每個屬性，但再新增一些屬性可示範其他 C# 功能。

將 Repository 類別的內容取代為下列 record 定義：

using System.Text.Json.Serialization;

public record class Repository(
    [property: JsonPropertyName("name")] string Name,
    [property: JsonPropertyName("description")] string Description,
    [property: JsonPropertyName("html_url")] Uri GitHubHomeUrl,
    [property: JsonPropertyName("homepage")] Uri Homepage,
    [property: JsonPropertyName("watchers")] int Watchers);

Uri 和 int 類型具有內建功能，可轉換成字串表示式以及轉換自字串表示式。不需要額外的程式碼，即可將 JSON 字串格式還原序列化為這些目標類型。如果 JSON 封包所包含的資料不會轉換成目標類型，則序列化動作會擲回例外狀況。

更新 Program.cs 檔案中的 foreach 迴圈，以顯示內容值：

foreach (var repo in repositories)
{
    Console.WriteLine($"Name: {repo.Name}");
    Console.WriteLine($"Homepage: {repo.Homepage}");
    Console.WriteLine($"GitHub: {repo.GitHubHomeUrl}");
    Console.WriteLine($"Description: {repo.Description}");
    Console.WriteLine($"Watchers: {repo.Watchers:#,0}");
    Console.WriteLine();
}

執行應用程式。

此清單現在會包括其他屬性。

新增日期屬性

在 JSON 回應中，會以此形式格式化最後一個推送作業的日期：

2016-02-08T21:27:00Z

此格式適用於國際標準時間 (UTC)，因此還原序列化的結果是其 Kind 屬性為 Utc 的 DateTime 值。

若要取得您時區中所代表的日期和時間，您必須撰寫自訂轉換方法。

在 Repository.cs 中，新增日期和時間 UTC 表示法的屬性，以及可傳回轉換為當地時間之日期的唯讀 LastPush 屬性，而檔案看起來應該與下面類似：

using System.Text.Json.Serialization;

public record class Repository(
    [property: JsonPropertyName("name")] string Name,
    [property: JsonPropertyName("description")] string Description,
    [property: JsonPropertyName("html_url")] Uri GitHubHomeUrl,
    [property: JsonPropertyName("homepage")] Uri Homepage,
    [property: JsonPropertyName("watchers")] int Watchers,
    [property: JsonPropertyName("pushed_at")] DateTime LastPushUtc)
{
    public DateTime LastPush => LastPushUtc.ToLocalTime();
}

LastPush 屬性是使用 get 存取子的「運算式主體成員」所定義。沒有 set 存取子。省略 set 存取子是在 C# 中定義「唯讀」屬性的一種方式。 (是的，您可以用 C# 來建立「唯寫」屬性，但其值會受到限制)。

再次於 Program.cs 中新增另一個輸出陳述式：
```
Console.WriteLine($"Last push: {repo.LastPush}");
```

完整的應用程式應該與下列 Program.cs 檔案類似：

using System.Net.Http.Headers;
using System.Text.Json;

using HttpClient client = new();
client.DefaultRequestHeaders.Accept.Clear();
client.DefaultRequestHeaders.Accept.Add(
    new MediaTypeWithQualityHeaderValue("application/vnd.github.v3+json"));
client.DefaultRequestHeaders.Add("User-Agent", ".NET Foundation Repository Reporter");

var repositories = await ProcessRepositoriesAsync(client);

foreach (var repo in repositories)
{
    Console.WriteLine($"Name: {repo.Name}");
    Console.WriteLine($"Homepage: {repo.Homepage}");
    Console.WriteLine($"GitHub: {repo.GitHubHomeUrl}");
    Console.WriteLine($"Description: {repo.Description}");
    Console.WriteLine($"Watchers: {repo.Watchers:#,0}");
    Console.WriteLine($"{repo.LastPush}");
    Console.WriteLine();
}

static async Task<List<Repository>> ProcessRepositoriesAsync(HttpClient client)
{
    await using Stream stream =
        await client.GetStreamAsync("https://api.github.com/orgs/dotnet/repos");
    var repositories =
        await JsonSerializer.DeserializeAsync<List<Repository>>(stream);
    return repositories ?? new();
}

執行應用程式。

輸出包括上次推送至每個存放庫的日期和時間。

下一步

在本教學課程中，您已建立應用程式來提出 Web 要求以及剖析結果。您的應用程式版本現在應該與已完成範例相符。

若要深入瞭解如何設定 JSON 序列化，請參閱如何在 .NET 中序列化和還原序列化 (封送處理和 unmarshal) JSON。