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Patrones de Desarrollo .NET

Patrones idiomáticos de C# y .NET para construir aplicaciones robustas, eficientes y mantenibles.

Cuándo activar

• Escribiendo nuevo código C#
• Revisando código C#
• Refactorizando aplicaciones .NET existentes
• Diseñando arquitecturas de servicio con ASP.NET Core

Principios fundamentales

1. Preferir inmutabilidad

Use registros y propiedades de solo inicialización para modelos de datos. La mutabilidad debe ser una elección explícita y justificada.

// Bueno: Objeto de valor inmutable
public sealed record Money(decimal Amount, string Currency);

// Bueno: DTO inmutable con setters init
public sealed class CreateOrderRequest
{
    public required string CustomerId { get; init; }
    public required IReadOnlyList<OrderItem> Items { get; init; }
}

// Malo: Modelo mutable con setters públicos
public class Order
{
    public string CustomerId { get; set; }
    public List<OrderItem> Items { get; set; }
}

2. Explícito sobre implícito

Sea claro sobre nulabilidad, modificadores de acceso e intención.

// Bueno: Modificadores de acceso y nulabilidad explícitos
public sealed class UserService
{
    private readonly IUserRepository _repository;
    private readonly ILogger<UserService> _logger;

    public UserService(IUserRepository repository, ILogger<UserService> logger)
    {
        _repository = repository ?? throw new ArgumentNullException(nameof(repository));
        _logger = logger ?? throw new ArgumentNullException(nameof(logger));
    }

    public async Task<User?> FindByIdAsync(Guid id, CancellationToken cancellationToken)
    {
        return await _repository.FindByIdAsync(id, cancellationToken);
    }
}

3. Depender de abstracciones

Use interfaces para los límites del servicio. Registre mediante el contenedor DI.

// Bueno: Dependencia basada en interfaz
public interface IOrderRepository
{
    Task<Order?> FindByIdAsync(Guid id, CancellationToken cancellationToken);
    Task<IReadOnlyList<Order>> FindByCustomerAsync(string customerId, CancellationToken cancellationToken);
    Task AddAsync(Order order, CancellationToken cancellationToken);
}

// Registro
builder.Services.AddScoped<IOrderRepository, SqlOrderRepository>();

Patrones Async/Await

Uso correcto de async

// Bueno: Async hasta arriba, con CancellationToken
public async Task<OrderSummary> GetOrderSummaryAsync(
    Guid orderId,
    CancellationToken cancellationToken)
{
    var order = await _repository.FindByIdAsync(orderId, cancellationToken)
        ?? throw new NotFoundException($"Pedido {orderId} no encontrado");

    var customer = await _customerService.GetAsync(order.CustomerId, cancellationToken);

    return new OrderSummary(order, customer);
}

// Malo: Bloqueando en async
public OrderSummary GetOrderSummary(Guid orderId)
{
    var order = _repository.FindByIdAsync(orderId, CancellationToken.None).Result; // Riesgo de deadlock
    return new OrderSummary(order);
}

Operaciones async paralelas

// Bueno: Operaciones independientes concurrentes
public async Task<DashboardData> LoadDashboardAsync(CancellationToken cancellationToken)
{
    var ordersTask = _orderService.GetRecentAsync(cancellationToken);
    var metricsTask = _metricsService.GetCurrentAsync(cancellationToken);
    var alertsTask = _alertService.GetActiveAsync(cancellationToken);

    await Task.WhenAll(ordersTask, metricsTask, alertsTask);

    return new DashboardData(
        Orders: await ordersTask,
        Metrics: await metricsTask,
        Alerts: await alertsTask);
}

Patrón Options

Vincule secciones de configuración a objetos fuertemente tipados.

public sealed class SmtpOptions
{
    public const string SectionName = "Smtp";

    public required string Host { get; init; }
    public required int Port { get; init; }
    public required string Username { get; init; }
    public bool UseSsl { get; init; } = true;
}

// Registro
builder.Services.Configure<SmtpOptions>(
    builder.Configuration.GetSection(SmtpOptions.SectionName));

// Uso mediante inyección
public class EmailService(IOptions<SmtpOptions> options)
{
    private readonly SmtpOptions _smtp = options.Value;
}

Patrón Result

Devuelva éxito/fracaso explícito en lugar de lanzar excepciones para fallos esperados.

public sealed record Result<T>
{
    public bool IsSuccess { get; }
    public T? Value { get; }
    public string? Error { get; }

    private Result(T value) { IsSuccess = true; Value = value; }
    private Result(string error) { IsSuccess = false; Error = error; }

    public static Result<T> Success(T value) => new(value);
    public static Result<T> Failure(string error) => new(error);
}

// Uso
public async Task<Result<Order>> PlaceOrderAsync(CreateOrderRequest request)
{
    if (request.Items.Count == 0)
        return Result<Order>.Failure("El pedido debe contener al menos un artículo");

    var order = Order.Create(request);
    await _repository.AddAsync(order, CancellationToken.None);
    return Result<Order>.Success(order);
}

Patrón Repository con EF Core

public sealed class SqlOrderRepository : IOrderRepository
{
    private readonly AppDbContext _db;

    public SqlOrderRepository(AppDbContext db) => _db = db;

    public async Task<Order?> FindByIdAsync(Guid id, CancellationToken cancellationToken)
    {
        return await _db.Orders
            .Include(o => o.Items)
            .AsNoTracking()
            .FirstOrDefaultAsync(o => o.Id == id, cancellationToken);
    }

    public async Task<IReadOnlyList<Order>> FindByCustomerAsync(
        string customerId,
        CancellationToken cancellationToken)
    {
        return await _db.Orders
            .Where(o => o.CustomerId == customerId)
            .OrderByDescending(o => o.CreatedAt)
            .AsNoTracking()
            .ToListAsync(cancellationToken);
    }

    public async Task AddAsync(Order order, CancellationToken cancellationToken)
    {
        _db.Orders.Add(order);
        await _db.SaveChangesAsync(cancellationToken);
    }
}

Middleware y Pipeline

// Middleware personalizado
public sealed class RequestTimingMiddleware
{
    private readonly RequestDelegate _next;
    private readonly ILogger<RequestTimingMiddleware> _logger;

    public RequestTimingMiddleware(RequestDelegate next, ILogger<RequestTimingMiddleware> logger)
    {
        _next = next;
        _logger = logger;
    }

    public async Task InvokeAsync(HttpContext context)
    {
        var stopwatch = Stopwatch.StartNew();
        try
        {
            await _next(context);
        }
        finally
        {
            stopwatch.Stop();
            _logger.LogInformation(
                "Solicitud {Method} {Path} completada en {ElapsedMs}ms con estado {StatusCode}",
                context.Request.Method,
                context.Request.Path,
                stopwatch.ElapsedMilliseconds,
                context.Response.StatusCode);
        }
    }
}

Patrones Minimal API

// Organizado con grupos de rutas
var orders = app.MapGroup("/api/orders")
    .RequireAuthorization()
    .WithTags("Pedidos");

orders.MapGet("/{id:guid}", async (
    Guid id,
    IOrderRepository repository,
    CancellationToken cancellationToken) =>
{
    var order = await repository.FindByIdAsync(id, cancellationToken);
    return order is not null
        ? TypedResults.Ok(order)
        : TypedResults.NotFound();
});

orders.MapPost("/", async (
    CreateOrderRequest request,
    IOrderService service,
    CancellationToken cancellationToken) =>
{
    var result = await service.PlaceOrderAsync(request, cancellationToken);
    return result.IsSuccess
        ? TypedResults.Created($"/api/orders/{result.Value!.Id}", result.Value)
        : TypedResults.BadRequest(result.Error);
});

Guardas (Guard Clauses)

// Bueno: Retornos tempranos con validación clara
public async Task<ProcessResult> ProcessPaymentAsync(
    PaymentRequest request,
    CancellationToken cancellationToken)
{
    ArgumentNullException.ThrowIfNull(request);

    if (request.Amount <= 0)
        throw new ArgumentOutOfRangeException(nameof(request.Amount), "El monto debe ser positivo");

    if (string.IsNullOrWhiteSpace(request.Currency))
        throw new ArgumentException("La moneda es obligatoria", nameof(request.Currency));

    // El camino feliz continúa aquí sin anidamiento
    var gateway = _gatewayFactory.Create(request.Currency);
    return await gateway.ChargeAsync(request, cancellationToken);
}

Antipatrones a evitar

Antipatrón	Solución
Métodos async void	Devuelva Task (excepto controladores de eventos)
.Result o .Wait()	Use await
catch (Exception) { }	Maneje o relance con contexto
new Service() en constructores	Use inyección de constructor
Campos public	Use propiedades con accesores adecuados
dynamic en lógica de negocio	Use genéricos o tipos explícitos
Estado static mutable	Use ámbito DI o ConcurrentDictionary
string.Format en bucles	Use StringBuilder o manejadores de cadenas interpoladas