Web API 2 筆記 - 資料物件驗證

介紹 ASP.NET WebAPI 2 驗證傳入參數資料物件的簡便做法。

假設我們有個需求，要寫一個 Web API 方法集中蒐集排程作業執行 Log 寫入資料庫，為符合 Schema 要求，接收參數時需檢查 NOT NULL 欄位必須有值，字串長度不能超過欄位 NVARCHAR(N) 長度... 等等，避免出錯。

將範例更具體化，這個 Web API 方法需傳入 TaskName(作業名稱)、Action(動作)、EventType(事件別，例如：開始執行、執行成功或失敗)、Message(訊息)，而 TaskName、Action 不可空白且有長度限制，最直白不花腦筋的寫法是將以上欄位一一宣告成方法變數，再寫 if 加上檢查，例如：

public void Add(string taskName, string action, string eventType, string message)
{
    var errors = new List<string>();
    if (string.IsNullOrEmpty(taskName))
        errors.Add("taskName 不可空白");
    else if (taskName.Length > 16)
        errors.Add("taskName 過長");
    //...省略...
}

母湯啊母湯!

在 ASP.NET MVC 或 Web API 有打火機可用，不要傻傻鑽木取火啊~

較優雅的做法是宣告資料物件，再用 System.ComponentModel.DataAnnontations 命名空間提供的 [Required]、[StringLength] Attribute 指定屬性驗證要求。在本例我們定義成 TaskLogEntity 型別，宣告 TaskName、Action 不可空白且最大長度分別為 16 及 32。至於 EventType 事件別則另外定義列舉型別，限制 Start、Succ、Fail 三種選擇：

using Newtonsoft.Json;
using Newtonsoft.Json.Converters;
using System;
using System.ComponentModel.DataAnnotations;

namespace WebApiDemo.Models
{
    /// <summary>
    /// 作業記錄物件
    /// </summary>
    public class TaskLogEntity
    {
        /// <summary>
        /// 發生時間
        /// </summary>
        public DateTime LogTime { get; set; } = DateTime.Now;
        /// <summary>
        /// 作業名稱
        /// </summary>
        [Required]
        [StringLength(16)]
        public string TaskName { get; set; }
        /// <summary>
        /// 動作
        /// </summary>
        [Required]
        [StringLength(32)]
        public string Action { get; set; }
        /// <summary>
        /// 事件別
        /// </summary>
        public EventTypes EventType { get; set; }
        /// <summary>
        /// 訊息
        /// </summary>
        public string Message { get; set; }
    }
    /// <summary>
    /// 事件別列舉
    /// </summary>
    [JsonConverter(typeof(StringEnumConverter))]
    public enum EventTypes
    {
        /// <summary>
        /// 開始執行
        /// </summary>
        Start,
        /// <summary>
        /// 執行成功
        /// </summary>
        Succ,
        /// <summary>
        /// 失敗
        /// </summary>
        Fail
    }
}

補充幾點：

1. [MaxLength] 與 [StringLength] 都可限定字串屬性最大長度，但 StringLength 才支援客戶端驗證。(參考：You Have Chosen Poorly - MaxLength vs StringLength)
2. 在列舉型別加註 [JsonConverter(typeof(StringEnumConverter))] 的用意是當 POST Json 傳入資料時，Json.NET 可直接將 eventType 的 "Start"、"Succ"、"Fail" 文字轉為 EventTypes 型舉型別。延伸閱讀：Json.NET技巧兩則: 忽略屬性及列舉轉字串
3. [Required]、[StringLength] 亦可自訂顯示欄位名稱及錯誤訊息，詳情可參考舊文：ASP.NET MVC 3 豬走路範例 (2)
4. 若現成驗證規則無法滿足需求，自訂也不是難事。有兩個方向，一個是自訂 ValidationAttribute 子型別加註在要驗證的屬性上；若驗證規則較複雜涉及多個屬性，可選擇在 Entity 類別實作 IValidatableObject 介面，在 Validate(ValidationContext validationConext) 方法執行自訂檢查邏輯。參考：自訂 ValidationAttribute、IValidationObject

做好 Entity 類別，剩下的交給 ASP.NET Web API 2 的資料繫結機制就可以了。範例方法如下：

/// <summary>
/// 新增作業執行記錄
/// </summary>
/// <param name="entity"></param>
[HttpPost]
public HttpResponseMessage Add([FromBody]TaskLogEntity entity)
{
    //若資料驗證未過，傳回錯誤訊息
    if (!ModelState.IsValid)
        return Request.CreateErrorResponse(HttpStatusCode.BadRequest, ModelState);

    entity.LogTime = DateTime.Now;

    //TODO: 將 Entity 寫入資料庫
    //TaskLogDataHelper.Insert(entity);
    
    //成功時傳回OK
    return Request.CreateResponse(HttpStatusCode.OK);
}

ASP.NET Web API 2 的資料繫結機制會將 POST Body 傳入的 JSON 轉換成 TaskLogEntity 物件，而 ModalState.IsValid 為資料驗證成功失敗旗標，false 表驗證失敗，要顯示哪些驗證條件失敗的方法很簡單，HttpRequestMesage 有個 CreateErrorResponse(HttpStatusCode, ModelStateDictionary) 方法，將 ModelState 當成參數傳進去，呈現錯誤訊息的事就交給 ASP.NET 處理，不用我們操煩。

來實測一下。借用 NSwag Swagger UI，故意輸入無效內容，TaskName 過長、Action 為 null、EventType 給無效值。如下圖所示，Web API 2 一如預期傳回 HTTP Status 400 BadRequest，並一一列出無效欄位跟錯誤訊息，很酷吧?

下一篇再來聊聊 GET 或 Uri 方式傳入參數時的資料驗證。

【延伸閱讀】

• ASP.NET MVC3 驗證介紹實作與擴充 by demo
• ASP.NET MVC 開發心得分享 (28)：深入了解 ModelState 內部細節 by 保哥

Tutorial of how to use ValidationAttribute to validate input data in Web API 2.