Asp.net core中间件实现原理及用法解说

简述asp.net core中间件的实现思路

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一次http请求的过程，就是对一个Request请求进行若干次逻辑处理，并最终设置Response的过程。从代码的实现维度看，由于Request和Response都在HttpContext里，可将此过程表示为“以一个httpContext为输入的委托函数”，即delegate Task RequestDelegate(HttpContext context)，为方便此文的描述，我们将此委托函数暂时称为“请求处理逻辑”

而中间件的作用，就是在请求的后面加入一个处理逻辑，这个处理逻辑是以“前一个请求处理逻辑”为输入，并经过中间件自己的处理后，返回一个“新的请求处理逻辑”。所以从代码上可将“中间件”表式为以一个“请求处理逻辑”为输入并返回另一个“请求处理逻辑”的委托，即Func<RequestDelegate,RequestDelegate>。而多个中间件即表示为List<Func<RequestDelegate,RequestDelegate>>。

Asp.net core中间件的核心功能就是如何将一系列的中间件，合并成一个“请求处理逻辑”的过程，即如何将List<Func<RequestDelegate,RequestDelegate>>合并生成一个RequestDelegate。合并逻辑如下

上面的代码有两个地方要注意

1、asp.net core会默认在请求的最后加入一个“404”处理的中间件。

2、合并时，组件是先反序后再循环的

因先加入的中间件要先执行，所以在合并时，第一个中间件要最后合并，即要倒序后再循环合并中间件

如何使用中间件

使用中间件有四种方法：Use、Run、Map和使用Middleware class，但前三种方法最终调用的都是Use方法，我们来看看Use方法的实现逻辑，如下

即use方法只是在中间件列表（_components）的最后再加入一个中间件

下面详细描述四种方法的用法

Use的用法

Ues的用法有两种

用法一

调用IApplicationBuilder Use(Func<RequestDelegate, RequestDelegate> middleware)，此用法需在middleware委托里自己控制是否要进入下一个中间件，并且要自己创建一个RequestDelegate并返回，写法会比较复杂。

示例如下

用法二

调用IApplicationBuilder Use(this IApplicationBuilder app, Func<HttpContext, Func<Task>, Task> middleware)，这是一个扩展方法，此方法不用自己创建RequestDelegate并返回，写法比较简洁。它最终调用的方法还是用法一中的实现，此方法的实现代码如下。

示例如下

需注意：上面的两种Use用法，在第二个中间件时，并没有再调用下一个中间件，这是为了确保http请求不会进入到asp.net core默认的最后一个404中间件，因为最后一个404中间件设置了status code，而一但response body之前已经开始写入时，是不能再改变status code或是request header的，否则会报错。微软的官方文档里要求中间件的使用要遵循如下规则：如response body改变后就不要再调用下一个中间件，避免下一个中间件对上一个中间件的httpcontext内容的污染。（本文示例为演示目的，未遵循此约定）

run的用法

run方法的实现代码如下

注意：从run方法的实现的代码可以看出，run是不会再执行下一个中间件的，所以第一个中间run方法后面的中间件都不会起作用。所以一般用run时都是放在中间件的最后

map的用法

map其实准确来说不是中间件的用法，而是新开一个“中间件请求路线分支”，在这个“分支”里，可以再用use和run方法来组件一个新的中间件逻辑。

示例如下

如上示例，请求地址当能匹配上/test里，才会启用map里的中间件

Middleware class的用法

Middleware class不需要继承任何类或是接口，但必须有名为Invoke，返回类型为Task，且第一个参数为HttpContext类型的方法。

示例如下

Asp.net core内置中间件的介绍

中间件名称	如何使用及说明
Authentication	App.UseAuthentication，验证当前请求的用户，并设置HttpContext.User，当OAuth callbacks时，会中止执行下一个中间件。放到要用到用户验证的中间件前面
Static File	app.UseStaticFiles()，判断当前请求是否为静态文件，如果是则中止执行下一个中间件，否则继续下一个中间件。放到管道的最前
Response Caching	app.UseResponseCaching()，缓存中间件
MVC	app.UseMvc()，将MVC引入到中间件管道，如果请求的地址能找到对应的MVC路由，则中止执行下一个中间件。放到管道的最后。
Exception	app.UseDeveloperExceptionPage();或app.UseExceptionHandler();用于处理程序的异常信息。放到管道的最前
Authorization	授权中间件。不需直接引用，App.UseMvc()会在内部调用，并配合app.UseAuthentication()一起使用。

中间件的总结

1、通过use,run,map,middleware class四种方法使用

2、使用多个中间件时，需注意中间件的顺序

3、在设计中间件时，请遵循“责任分离”原则，即一个中间件只对“单一责任”进行处理，如验证用户、授权等。

4、如果对response body做了修改后，请不要再执行下一个中间件