第20天：ASP.NET Core 與基礎設定

課程簡介

今天，我們將深入探討 ASP.NET Core，並學習如何進行其基礎設定。ASP.NET Core 是一個跨平台、開源的框架，用於建立現代化的 Web 應用程式。透過其模組化設計和強大的配置系統，開發者可以靈活地配置應用程式的環境和行為。

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學習目標

• 了解 ASP.NET Core 的架構和特性
• 學習如何設定 ASP.NET Core 專案
• 掌握環境變數和應用程式配置的使用
• 學習中間件的概念與使用方式

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課程內容

1. ASP.NET Core 簡介

ASP.NET Core 是微軟提供的現代化 Web 框架，支援跨平台運行於 Windows、Linux 和 macOS。它具有以下特點：

• 輕量且模組化：可以根據需求引入所需的功能，並移除不需要的組件。
• 跨平台：支援不同作業系統的開發和部署。
• 高效能：相較於傳統的 ASP.NET，ASP.NET Core 具有更高的性能和效率。

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2. 建立 ASP.NET Core 專案

讓我們開始創建一個 ASP.NET Core 專案，並學習如何配置其基本設定。

創建 ASP.NET Core 專案：

使用以下命令來創建一個新的 ASP.NET Core 專案：

dotnet new web -n MyAspNetCoreApp
cd MyAspNetCoreApp

這會創建一個新的 ASP.NET Core Web 應用程式，專案目錄將包含以下關鍵檔案：

• Program.cs：應用程式的入口點。
• appsettings.json：應用程式的配置檔案。
• Startup.cs（如果使用 ASP.NET Core 5 或更早版本）：負責設定中間件管道和服務。

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3. Program.cs 與應用程式啟動

在 ASP.NET Core 中，應用程式的啟動點在 Program.cs 檔案。這個檔案定義了應用程式的主要邏輯，包括 Web 伺服器的設置和啟動。

Program.cs 基本範例：

using Microsoft.AspNetCore.Builder;
using Microsoft.Extensions.Hosting;

var builder = WebApplication.CreateBuilder(args);

var app = builder.Build();

if (app.Environment.IsDevelopment())
{
    app.UseDeveloperExceptionPage();
}

app.UseRouting();

app.MapGet("/", () => "Hello World!");

app.Run();

此範例中，CreateBuilder 方法會初始化應用程式的各項服務，並在 app.Build() 之後建立應用程式物件。app.UseRouting() 用來設置應用程式的路由，而 app.MapGet() 則設定了根路由返回 “Hello World!”。

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4. 基礎中間件設定

中間件（Middleware） 是 ASP.NET Core 的一個核心概念，用於處理 HTTP 請求與回應。每個 ASP.NET Core 應用程式都是一系列中間件的組合。中間件按順序執行，決定了應用程式如何處理每個 HTTP 請求。

常見中間件設定：

• app.UseRouting()：啟用路由功能。
• app.UseAuthentication()：啟用身份驗證。
• app.UseAuthorization()：啟用授權檢查。
• app.UseStaticFiles()：提供靜態檔案的支援，如 CSS、JS 檔案。
• app.UseEndpoints()：定義應用程式的端點。

中間件範例：

app.Use(async (context, next) =>
{
    // 實作自定義中間件邏輯
    Console.WriteLine("處理請求：" + context.Request.Path);
    await next.Invoke();  // 呼叫下個中間件
    Console.WriteLine("處理回應");
});

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5. appsettings.json 與環境變數

ASP.NET Core 使用 appsettings.json 檔案來儲存應用程式的設定值，這些設定可以包括資料庫連接字串、外部服務 API 金鑰、日誌設定等。此檔案可以與環境變數結合使用，根據不同環境進行配置。

appsettings.json 基本結構：

{
  "Logging": {
    "LogLevel": {
      "Default": "Information",
      "Microsoft": "Warning"
    }
  },
  "ConnectionStrings": {
    "DefaultConnection": "Server=(localdb)\\mssqllocaldb;Database=mydb;Trusted_Connection=True;"
  }
}

環境變數的使用：

ASP.NET Core 支援透過環境變數來覆蓋 appsettings.json 中的設定。例如，可以使用 ASPNETCORE_ENVIRONMENT 來指定應用程式的運行環境（如 Development、Staging、Production）。

在 Program.cs 中，我們可以根據環境變數來執行不同的邏輯：

if (app.Environment.IsDevelopment())
{
    app.UseDeveloperExceptionPage();  // 開發環境啟用詳細錯誤頁面
}
else
{
    app.UseExceptionHandler("/Error");  // 生產環境啟用全域錯誤處理頁面
}

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6. DI（依賴注入）與服務設定

依賴注入（Dependency Injection, DI） 是 ASP.NET Core 的內建功能，用來在應用程式中管理服務的建立與生命周期。我們可以在 Program.cs 中註冊並配置各種服務。

服務註冊範例：

builder.Services.AddTransient<IMyService, MyService>();  // 註冊服務

• AddTransient：每次請求都會建立一個新的服務實例。
• AddScoped：每個 HTTP 請求建立一個實例，請求結束後即銷毀。
• AddSingleton：應用程式期間只建立一個實例，且在所有請求間共享。

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7. 日誌系統（Logging）

ASP.NET Core 提供了強大的內建日誌系統，用來記錄應用程式的各種事件。日誌系統可以透過 ILogger 介面進行使用，並可以配置不同的日誌輸出目標，如檔案、控制台或第三方服務。

日誌範例：

using Microsoft.Extensions.Logging;

var logger = app.Services.GetRequiredService<ILogger<Program>>();
logger.LogInformation("應用程式啟動中");

配置日誌級別：

在 appsettings.json 中可以設定日誌的級別：

"Logging": {
  "LogLevel": {
    "Default": "Information",
    "Microsoft": "Warning"
  }
}

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8. 進階設定：開發與生產環境配置

在開發環境與生產環境中，應用程式的行為往往需要有所不同。ASP.NET Core 提供了對不同環境的支援，可以根據環境變數來調整應用程式的配置。

使用多個 appsettings 檔案：

• appsettings.Development.json：開發環境使用的配置。
• appsettings.Production.json：生產環境使用的配置。

當 ASP.NET Core 應用程式啟動時，會自動載入相應環境的設定檔，並覆蓋 appsettings.json 中的配置。

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實作練習

1. 自定義中間件
   • 創建一個自定義中間件，用來記錄所有 HTTP 請求的 URL 和時間戳，並將此資訊輸出到日誌中。
2. 配置多個環境
   • 在 appsettings.Development.json 和 appsettings.Production.json 中設定不同的資料庫連接字串，並根據 ASPNETCORE_ENVIRONMENT 設置選擇合適的連接字串。

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教學重點

• 了解 ASP.NET Core 的架構與其模組化設計。
• 掌握 Program.cs 的啟動流程與中間件的使用。
• 熟悉 appsettings.json 和環境變數的配置。
• 使用 DI 來管理服務與應用程式的依賴。
• 配置不同環境

下的應用程式行為。

在接下來的課程中，我們將學習 進階 ASP.NET Core 特性，如身份驗證、授權和資料保護等。