跟我一起学.NetCore之中间件(Middleware)应用和自定义

前言

Asp.NetCore中的请求管道是通过一系列的中间件组成的，使得请求会根据需求进行对应的过滤和加工处理。在平时开发中会时常引用别人定义好的中间件，只需简单进行app.Usexxx就能完成中间件的注册，但是对于一些定制化需求还得自己进行处理和封装，以下说说中间件的注册应用和自定义中间件；

正文

在上一小节中有简单提到，当注册第三方封装的中间件时，其实本质还是调用了IApplicationBuilder的Use方法；而在开发过程中，会使用以下三种方式进行中间件的注册：

  • Use：通过Use的方式注册中间件，可以控制是否将请求传递到下一个中间件；

  • Run：通过Run的方式注册中间件，一般用于断路或请求管道末尾，即不会将请求传递下去；

  • Map/MapWhen：请求管道中增加分支，条件满足之后就由分支管道进行处理，而不会切换回主管道；Map用于请求路径匹配，而MapWhen可以有更多的条件进行过滤；

  • UseMiddleWare : 一般用于注册自定义封装的中间件，内部其实是使用Use的方式进行中间件注册；

相信都知道我的套路了，光说不练假把式，来一个Asp.NetCore API项目进行以上几种中间件注册方式演示：

图中代码部分将原先默认注册的中间件删除了，用Use和Run的方式分别注册了两个中间件(这里只是简单的显示文字，里面可以根据需求添加相关逻辑)，其中用Use注册的方式在上一节中已经提及到，直接将中间件添加链表中，这里就不再赘述了；

对于使用Run方式注册中间，小伙伴们肯定不甘心止于此吧，所以这里直接看Run是如何实现：

namespace Microsoft.AspNetCore.Builder
{public static class RunExtensions{// 也是一个扩展方法，但参数就是一个委托public static void Run(this IApplicationBuilder app, RequestDelegate handler){// 参数校验，如果null就抛出异常if (app == null){throw new ArgumentNullException(nameof(app));}// 传入的委托校验，如果null也是抛出异常if (handler == null){throw new ArgumentNullException(nameof(handler));}// 这里其实只有一个 RequestDelegate执行逻辑，并没有传递功能// 本质也是使用方法Useapp.Use(_ => handler);}}
}

通过代码可知，用Run方式只是将处理逻辑RequestDelegate传入，并没有传递的逻辑，所以Run注册的中间件就会形成断路，导致后面的中间件不能再执行了；

使用Map和MapWhen注册的方式，其实是给管道开一个分支，就像高速公路一样，有匝道，到了对应出口就进匝道了，就不能倒车回来了(倒回来扣你12分);同样，请求管道也是，当条件满足时，请求就走Map对应的分支管道，就不能重新返回主管道了；

代码走一波，在注册中间件的地方增加Map的使用：

Configure全部代码如下：

public void Configure(IApplicationBuilder app, IWebHostEnvironment env)
{// 使用Use注册中间 app.Use(async (context, next) => {await context.Response.WriteAsync("Hello Use1\r\n");// 将请求传递到下一个中间件await next();await context.Response.WriteAsync("Hello Use1 Response\r\n");});// 使用Use注册中间   参数类型不一样app.Use(requestDelegate =>{return async (context) =>{await context.Response.WriteAsync("Hello Use2\r\n");// 将请求传递到下一个中间件await requestDelegate(context);await context.Response.WriteAsync("Hello Use2 Response\r\n");};});// 分支管道，只有匹配到路径才走分支管道app.Map("/Hello", builder =>{builder.Use(async (context, next) =>{await context.Response.WriteAsync("Hello MapUse\r\n");// 将请求传递到分支管道的下一个中间件await next();await context.Response.WriteAsync("Hello MapUse Response\r\n");});// 注册分支管道中间件builder.Run(async context => {await context.Response.WriteAsync("Hello MapRun1~~~\r\n");});// 注册分支管道中间件builder.Run(async context => {await context.Response.WriteAsync("Hello MapRun2~~~\r\n");});});// 使用Run app.Run(async context => {await context.Response.WriteAsync("Hello Run~~~\r\n");});//使用Run注册app.Run(async context => {await context.Response.WriteAsync("Hello Code综艺圈~~~\r\n");});
}

执行看效果：

Map方式注册的分支管道只有路径匹配了才走，否则都会走主管道；

仔细的小伙伴肯定会说，那是在分支管道上用了Run注册中间件了，形成了断路，所以导致不能执行主管道剩下的中间件，好，那我们稍微改改代码：

这样运行访问分支管道时会报错，因为分支管道中没有下一个中间件了，还调用下一个中间件，那肯定有问题；

改了改，如下运行：

进入匝道还想倒回来，12分不要了吗，哈哈哈；

MapWhen注册的分支管道逻辑和Map差不多类似，只是匹配的条件更加灵活而已，可以根据自己需求进行调节匹配，如下：

看到这，小伙伴应该都知道，接下来肯定不会放过Map/MapWhen的实现：

  • Map

    public static IApplicationBuilder Map(this IApplicationBuilder app, PathString pathMatch, Action<IApplicationBuilder> configuration)
{// 进行参数校验 IApplicationBuilder对象不能为空if (app == null){throw new ArgumentNullException(nameof(app));}// 进行参数校验 传进的委托对象不能为空if (configuration == null){throw new ArgumentNullException(nameof(configuration));}// 匹配的路径末尾不能有"/",否则就抛异常if (pathMatch.HasValue && pathMatch.Value.EndsWith("/", StringComparison.Ordinal)){throw new ArgumentException("The path must not end with a '/'", nameof(pathMatch));}// 克隆一个IApplicationBuilder，共用之前的属性，这里其实创建了分支管道var branchBuilder = app.New();// 将创建出来的branchBuilder进行相关配置configuration(branchBuilder);// 构造出分支管道var branch = branchBuilder.Build();// 将构造出来的管道和匹配路径进行封装var options = new MapOptions{Branch = branch,PathMatch = pathMatch,};// 注册中间件return app.Use(next => new MapMiddleware(next, options).Invoke);
}// MapMiddleware 的Invoke方法，及如何进入分支管道处理的
public async Task Invoke(HttpContext context)
{// 参数判断if (context == null){throw new ArgumentNullException(nameof(context));}PathString matchedPath;PathString remainingPath;// 判断是否匹配路径，如果匹配上就进入分支if (context.Request.Path.StartsWithSegments(_options.PathMatch, out matchedPath, out remainingPath)){// 更新请求地址var path = context.Request.Path;var pathBase = context.Request.PathBase;context.Request.PathBase = pathBase.Add(matchedPath);context.Request.Path = remainingPath;try{// 进入分支管道await _options.Branch(context);}finally{// 恢复原先请求地址，回到主管道之后，并没有进行主管道也下一个中间件的传递，所以主管道后续不在执行context.Request.PathBase = pathBase;context.Request.Path = path;}}else{// 匹配不到路径就继续主管道执行await _next(context);}
}

  • MapWhen：其实和Map差不多，只是传入的匹配规则不一样，比较灵活：

    public static IApplicationBuilder MapWhen(this IApplicationBuilder app, Predicate predicate, Action<IApplicationBuilder> configuration)
{if (app == null){throw new ArgumentNullException(nameof(app));}if (predicate == null){throw new ArgumentNullException(nameof(predicate));}if (configuration == null){throw new ArgumentNullException(nameof(configuration));}// 构建分支管道，和Map一致var branchBuilder = app.New();configuration(branchBuilder);var branch = branchBuilder.Build();// 封装匹配规则var options = new MapWhenOptions{Predicate = predicate,Branch = branch,};// 注册中间件return app.Use(next => new MapWhenMiddleware(next, options).Invoke);
}
// MapWhenMiddleware 的Invoke方法
public async Task Invoke(HttpContext context)
{// 参数校验if (context == null){throw new ArgumentNullException(nameof(context));}// 判断是否匹配规则，如果匹配就进入分支管道if (_options.Predicate(context)){await _options.Branch(context);}else{// 没有匹配就继续执行主管道await _next(context);}
}

现在是不是清晰明了多了，不懵了吧；还没完呢，继续往下；

上面注册中间件的方式是不是有点不那么好看，当中间件多了时候，可读性很是头疼，维护性也得花点功夫，所以微软肯定想到这了，提供了类的方式进行中间件的封装(但是要按照约定来)，从而可以像使用第三方中间件那样简单，如下：

使用及运行：

是不是自定义也没想象中那么难，其中注册封装的中间件时，在扩展方法中使用了app.UseMiddleware<T>()进行注册，这个上一节中提到过，就是那段在上一节中有点嫌早的代码，这里就拷过来了(偷个懒)：

// 看着调用的方法
public static IApplicationBuilder UseMiddleware<TMiddleware>(this IApplicationBuilder app, params object[] args)
{// 内部调用了以下方法return app.UseMiddleware(typeof(TMiddleware), args);
}
// 其实这里是对自定义中间件的注册，这里可以不用太深入了解
public static IApplicationBuilder UseMiddleware(this IApplicationBuilder app, Type middleware, params object[] args)
{if (typeof(IMiddleware).GetTypeInfo().IsAssignableFrom(middleware.GetTypeInfo())){// IMiddleware doesn't support passing args directly since it's// activated from the containerif (args.Length > 0){throw new NotSupportedException(Resources.FormatException_UseMiddlewareExplicitArgumentsNotSupported(typeof(IMiddleware)));}return UseMiddlewareInterface(app, middleware);}// 取得容器var applicationServices = app.ApplicationServices;// 反编译进行包装成注册中间件的样子(Func<ReuqestDelegate,RequestDelegate>)，但可以看到本质使用IApplicationBuilder中Use方法return app.Use(next =>{// 获取指定类型中的方法列表var methods = middleware.GetMethods(BindingFlags.Instance | BindingFlags.Public);// 找出名字是Invoke或是InvokeAsync的方法var invokeMethods = methods.Where(m =>string.Equals(m.Name, InvokeMethodName, StringComparison.Ordinal)|| string.Equals(m.Name, InvokeAsyncMethodName, StringComparison.Ordinal)).ToArray();// 如果有多个方法 ，就抛出异常，这里保证方法的唯一if (invokeMethods.Length > 1){throw new InvalidOperationException(Resources.FormatException_UseMiddleMutlipleInvokes(InvokeMethodName, InvokeAsyncMethodName));}// 如果没有找到，也就抛出异常if (invokeMethods.Length == 0){throw new InvalidOperationException(Resources.FormatException_UseMiddlewareNoInvokeMethod(InvokeMethodName, InvokeAsyncMethodName, middleware));}// 取得唯一的方法Invoke或是InvokeAsync方法var methodInfo = invokeMethods[0];// 判断类型是否返回Task,如果不是就抛出异常，要求返回Task的目的是为了后续包装RequestDelegateif (!typeof(Task).IsAssignableFrom(methodInfo.ReturnType)){throw new InvalidOperationException(Resources.FormatException_UseMiddlewareNonTaskReturnType(InvokeMethodName, InvokeAsyncMethodName, nameof(Task)));}// 判断方法的参数，参数的第一个参数必须是HttpContext类型var parameters = methodInfo.GetParameters();if (parameters.Length == 0 || parameters[0].ParameterType != typeof(HttpContext)){throw new InvalidOperationException(Resources.FormatException_UseMiddlewareNoParameters(InvokeMethodName, InvokeAsyncMethodName, nameof(HttpContext)));}// 开始构造RequestDelegate对象var ctorArgs = new object[args.Length + 1];ctorArgs[0] = next;Array.Copy(args, 0, ctorArgs, 1, args.Length);// 这里找到参数匹配最多的构造函数进行实例创建var instance = ActivatorUtilities.CreateInstance(app.ApplicationServices, middleware, ctorArgs);// 如果参数只有一个HttpContext 就包装成一个RequestDelegate返回if (parameters.Length == 1){return (RequestDelegate)methodInfo.CreateDelegate(typeof(RequestDelegate), instance);}// 如果参数有多个的情况就单独处理，这里不详细进去了var factory = Compile<object>(methodInfo, parameters);return context =>{var serviceProvider = context.RequestServices ?? applicationServices;if (serviceProvider == null){throw new InvalidOperationException(Resources.FormatException_UseMiddlewareIServiceProviderNotAvailable(nameof(IServiceProvider)));}return factory(instance, context, serviceProvider);};});
}

可以看出，框架将我们封装的中间件类进行了反射获取对应的方法和属性，然后封装成中间件(Func<RequestDelegate,RequestDelegate>)的样子，从而是得编码更加方便，中间件更容易分类管理了；通过以上代码注释也能看出在封装中间件的时候对应的约定，哈哈哈，是不是得重新看一遍代码(如果这样，目标达到了)；对了，框架提供了IMiddleware了接口，实现中间件的时候可以实现，但是约定还是一个不能少；

总结

我去，不能熬了，再熬明天起不来跑步了；这篇内容有点多，之所以没分开，感觉关联性比较强，一口气看下来比较合适；下一节说说文件相关的点；

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