FastEndpoints框架中结构体请求绑定的技术挑战与解决方案

引言

在FastEndpoints框架的使用过程中，开发者可能会遇到一个特殊的技术问题：当尝试将HTTP请求参数绑定到结构体(Struct)类型的请求DTO时，框架默认无法正确处理这种绑定操作。本文将深入分析这一问题的技术背景、现有解决方案以及可能的改进方向。

问题现象

当开发者定义一个结构体作为请求DTO时，例如：

public struct MyRequest
{
    public string MyString { get; set; }
}

并在端点类中使用：

public class MyEndpoint : Endpoint<MyRequest>
{
    public override void Configure()
    {
        Get("{MyString}");
    }
    // ...
}

框架会抛出错误提示："Only JSON requests (with an "application/json" content-type header) can be deserialized to a DTO type without a constructor!"。这表明当前框架对结构体类型的请求绑定存在限制。

技术背景分析

FastEndpoints框架的模型绑定机制在处理非JSON请求(如路由参数、查询字符串等)时，使用了一个编译表达式来设置DTO属性的值。这个机制的核心在于：

1. 框架创建一个Action<object, object?>类型的委托
2. 将初始化的DTO实例传递给这个委托
3. 委托负责设置指定属性的值

问题根源在于C#中结构体是值类型(value type)，当它们作为参数传递时是"按值传递"(by value)的。这意味着：

• 在委托内部对结构体实例的修改只在该委托的局部作用域内有效
• 原始的结构体实例不会受到影响
• 这与引用类型(reference type)的行为完全不同

现有解决方案

目前开发者可以采用以下几种临时解决方案：

1. 定义构造函数

public struct MyRequest
{
    public MyRequest(string myString)
    {
        MyString = myString;
    }
    public string MyString { get; set; }
}

2. 使用自定义RequestBinder

public class MyRequestBinder : RequestBinder<MyRequest>
{
    public override ValueTask<MyRequest> BindAsync(BinderContext ctx, CancellationToken cancellation)
    {
        return new MyRequest
        {
            MyString = ctx.HttpContext.Request.RouteValues["myString"]?.ToString()!
        };
    }
}

3. 发送空JSON请求体(不推荐)

curl -X 'GET' 'htts://{domain}/abc' -H 'Content-Type: application/json' -d '{}'

潜在的技术解决方案

经过深入分析，可以考虑以下几种技术方向来解决这个问题：

方案一：使用ref参数

理论上可以通过修改编译表达式，使DTO实例以ref方式传递。然而，这在表达式树的构建中存在技术挑战，因为Expression Trees对ref参数的支持有限。

方案二：改用Func委托

将Action<object, object?>改为Func<object, object?, TRequest>，让委托返回修改后的实例。这种方案虽然可行，但会带来额外的内存分配开销。

方案三：特殊处理结构体

可以在绑定逻辑中加入对结构体类型的特殊处理，例如：

1. 检测到结构体类型时，创建临时变量
2. 执行属性设置操作
3. 将修改后的结构体实例重新赋值

性能与设计考量

在考虑实现方案时，需要权衡以下因素：

1. 性能影响：额外的内存分配和复制操作对高吞吐量场景的影响
2. 代码复杂度：特殊处理逻辑会增加框架的维护成本
3. 实际需求：在大多数Web API场景中，使用结构体作为请求DTO的实际价值有限

结论与建议

虽然技术上可以实现结构体请求绑定，但从实用性和设计角度考虑，建议开发者：

1. 优先使用类(class)作为请求DTO
2. 如果必须使用结构体，采用构造函数或自定义绑定器方案
3. 在特殊场景下评估性能需求与实现复杂度的平衡

FastEndpoints框架的设计哲学倾向于简单高效，对于这种边界情况，保持现状可能是更合理的选择，除非有明确的性能数据证明改进的必要性。