ASP.NET Core 中的中间件

前言

由于是第一次写博客,如果您看到此文章,希望大家抱着找错误、批判的心态来看。 sky!

何为中间件?

在 ASP.NET Framework 中应该都知道请求管道。可参考：浅谈 ASP.NET 的内部机制系列，个人感觉超详细。

题外话：
说到请求管道，就想以前还是超菜鸟时有次面试被问到这个问题，一脸懵逼只说了 Controller→Action→View。脸红啊！！

ASP.NET Core 中的中间件就是.net framework 请求管道的实现。下图演示了 Middlerware 的概念。沿黑色箭头执行。

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每一个中间件(Middleware1、Middleware2...)都是一个委托,这一系列委托就组成了整个管道。

中间件的写法

直接在Startup.cs类的Configure方法里写
```
app.Use(async (context, next) =>
{    logger.LogInformation("中间件开始...");   
      await next.Invoke(); //执行下一个中间件logger.LogInformation("中间件完成...");
});
```
结合上图：
//logic对应logger.LogInformation("中间件开始...");
next();对应await next.Invoke();
//more logic对应logger.LogInformation("中间件完成...");
其中//logic(即请求)是顺序执行。即：Middleware1→Middleware2→...→Middlewaren
而//more logic(即响应)是倒序执行。即：Middlewaren→...→Middleware2→Middleware1

同 1,只是不用 Use 而是用 Run：

 app.Run(async context =>{   
   await context.Response.WriteAsync("请求终止了,下一步将会执行已执行过的Middleware的 //more logic");});

Run 会终止请求,即管道中最后一个中间件,后面详细剖析！

下面这种写法应该是比较合理的，也是比较优雅的

新建一个类如下(该类是有强制规范的，详细见下文)：

public class RequestTestMiddleware{    
   private readonly RequestDelegate _next;  
  public RequestTestMiddleware(RequestDelegate next)    {_next = next;}   

 public async Task InvokeAsync(HttpContext context)    {    
     //中间件开始 logicawait _next(context);//执行下一个中间件//中间件完成 more logic}
}

在Startup.cs类的Configure方法里添加如下代码，效果和 1 相同：

app.UseMiddleware<RequestTestMiddleware>();
//app.UseMiddleware<RequestTestMiddleware>(params object[] parameters);//参数说明见下面

不知发现了没，上面的InvokeAsync方法不是用的打印日志，而是用的注释。
因为我们没有引用logger对象,了解过 ASP.NET Core 的肯定知道依赖注入，我们只需要把ILogger注入进来就行了，改造如下：

public class RequestTestMiddleware{    
      private readonly RequestDelegate _next;    

      public RequestTestMiddleware(RequestDelegate next)     {_next = next;}    

       public async Task InvokeAsync(HttpContext context, ILogger<TestMiddleware> logger)     {logger.LogInformation("中间件开始 logic");         await _next(context);logger.LogInformation("中间件完成 more logic");}}

通过依赖注入方法添加中间件：
新建类 TestMiddleware.cs 注意依赖注入的位置和 3 不同

public class TestMiddleware : IMiddleware{    
       private readonly ILogger _logger;   
      public TestMiddleware(ILogger<TestMiddleware> logger)     {_logger = logger;}    
      public async Task InvokeAsync(HttpContext context, RequestDelegate next)     {_logger.LogInformation("中间件开始");      
         await next(context);_logger.LogInformation("中间件完成");}}

在Startup.cs类的ConfigureServices方法里添加如下代码：

services.AddTransient<TestMiddleware>();

在Startup.cs类的Configure方法里添加如下代码：

app.UseMiddleware<TestMiddleware>();

还有一种第三方容器激活中间件

源代码分析(部分)

Run和Use的实现

直接放出源代码:

 public static void Run(this IApplicationBuilder app, RequestDelegate handler) {     if (app == null){         throw new ArgumentNullException(nameof(app));}     if (handler == null){         throw new ArgumentNullException(nameof(handler));}app.Use(_ => handler);}

 public static IApplicationBuilder Use(this IApplicationBuilder app, Func<HttpContext, Func<Task>, Task> middleware){     return app.Use(next =>{         return context =>{Func<Task> simpleNext = () => next(context);             return middleware(context, simpleNext);};});}

2 个方法最终调用的都是app.Use(),我们看下代码：

public IApplicationBuilder Use(Func<RequestDelegate, RequestDelegate> middleware){_components.Add(middleware);   
 return this;
}

_components是IList<Func<RequestDelegate, RequestDelegate>>类型，其实就是把我们的Middleware添加到 _components 中，继续看代码：

public RequestDelegate Build(){RequestDelegate app = context =>{context.Response.StatusCode = 404;     
   return Task.CompletedTask;};   
 foreach (var component in _components.Reverse()){app = component(app);}    return app;
}

该方法会在Program.cs中Main方法的 CreateWebHostBuilder(args).Build().Run(); 的 Run() 方法执行。

此方法把我们所有的Middleware再次组装成 1 个新的RequestDelegate,最终的顺序将会是：

Middleware1()
{    next()=>Middleware2(){         
       next()=>Middleware3(){                            next()=>最后的那个返回404的委托}}
}

不知道写清楚了没( ╯□╰ ). 其中next()=>Middleware2()的意思为：next()就是 Middleware2()

继承 IMiddleware 和没继承 IMiddleware(根据规范必须要有 InvokeAsync 或 Invoke 方法等)的区别：
按功能实现方面来说是没区别的，但按性能方面应该是继承了 IMiddleware 的方式要好很多,因为没继承 IMiddleware 的方式会用到反射。(未测试,由于继承 IMiddleware 还需要用依赖注入这里只是猜测)
代码见：
Microsoft.AspNetCore.Http.Abstractions\Extensions\UseMiddlewareExtensions.cs 的 UseMiddleware 方法。

未继承 IMiddleware 时的约定，直接看代码吧：

//1.在middleware中必须存在public且有返回值的方法var methods = middleware.GetMethods(BindingFlags.Instance | BindingFlags.Public);//2.必须有‘Invoke’或‘InvokeAsync’方法var invokeMethods = methods.Where(m =>string.Equals(m.Name, "Invoke", StringComparison.Ordinal)|| string.Equals(m.Name, "InvokeAsync", StringComparison.Ordinal)).ToArray();//3.‘Invoke’和‘InvokeAsync’只能有1个if (invokeMethods.Length > 1) {}//4.‘Invoke’和‘InvokeAsync’必须要存在if (invokeMethods.Length == 0) {}var methodInfo = invokeMethods[0];//5.返回结果类型必须为Taskif (!typeof(Task).IsAssignableFrom(methodInfo.ReturnType)){}

中间件传参
直接上代码：

public class RequestTestMiddleware{    private readonly RequestDelegate _next;    private int _i;    public RequestTestMiddleware(RequestDelegate next, int i)    {_next = next;_i = i;}    public async Task InvokeAsync(HttpContext context, ILogger<TestMiddleware> logger)    {logger.LogInformation($"通过参数传递i值：{_i}");logger.LogInformation("中间件开始");        await _next(context);logger.LogInformation("中间件完成");}
}

在Startup.cs类的Configure方法里：

//参数类型为： params object[] args
app.UseMiddleware<RequestTestMiddleware>(1);

具体实现方式同样在 Microsoft.AspNetCore.Http.Abstractions\Extensions\UseMiddlewareExtensions.cs 的 UseMiddleware 方法中

高级用法 Map MapWhen

Map

app.Map("/map", _app =>
{_app.Run(async context =>{        await context.Response.WriteAsync("Test Map!");});
});

当访问https://localhost:5001/map时将返回 Test Map!

这里说一下,代码中并没有 MapController....

MapWhen

app.MapWhen(context => context.Request.Query.ContainsKey("branch"), _app =>
{_app.Run(async context =>{        await context.Response.WriteAsync("Test Map!");});
});

看源代码会发现,MapWhen 的第二个参数(委托)并不是上面Use()中next(),而是存在MapOptions的Branch属性中，也是RequestDelegate委托