ASP.NET MVC 几种 Filter 的执行过程源码解析

一、前言

之前也阅读过MVC的源码，并了解过各个模块的运行原理和执行过程，但都没有形成文章（所以也忘得特别快），总感觉分析源码是大神的工作，而且很多 人觉得平时根本不需要知道这些，会用就行了。其实阅读源码是个很好的习惯，它不只停留在知道怎么用的阶段，而是让我们知道一系列的为什么，为什么这样设 计，为什么这样使用…。很多朋友应该看过《asp.net x 框架揭秘》这本书，确实不错，特别是边看源码边看书，可以有不小的收获。Ok,我不是大神，我只是心血来潮想看一下源码！

二、几种常见的Filter

说到mvc里的Filter，自然会想到 IAuthorizationFilter,IActionFilter,IResultFilter,IExceptionFilter，搜索一下也都 知道怎么用了。其实说白了，这些接口定义了一系列方法，这些方法在请求的不同时机被执行，所谓Filter，就是让我们可以在不同时机进行拦截处理。

这里还涉及到一个特性：FilterAttribute，例如常用的AuthorizeAttribute就继 承了FilterAttribute和实现了IAuthorizationFilter接口。说到Attribute，马上会关联到：运行时、反射、性 能。框架会在运行过程中，通过反射获取标记属性，并执行特定的操作；至于性能问题，通常可以通过缓存来优化。

所以，我们可以做出猜测，以AuthorizeAttribute为例，msdn说它可以进行权限验证，也就是 在Action执行前，框架会通过反射获取标记在Action(或Controller)上的FilterAttribute，并执行 IAuthorizationFilter定义的OnAuthorization方法，在该方法内部进行权限验证。所以如果我们要在Action执行前做 某些判断或处理，可以 1.定义一个Attribute继承FilterAttribute，并实现IActionFilter接口（与 IAuthorizationFilter不同的是，这个时候ModelBinding已经完成）；2.实现IActionFilter中的方法；3.标 记在Action(或Controller上)。ok，下面就通过源码来验证这个过程。

三、源码分析

Action的执行是由ActionInvoker负责的，我们直接从这里出发。IActionInvoker定义了ActionInvoker要实现的方法，该接口定义如下：

public interface IActionInvoker
{
    bool InvokeAction(ControllerContext controllerContext, string actionName);
}

ControllerActionInvoker  实现了该接口，顾名思义，它用于执行Controller 的 Action方法。它的 InvokeAction如下：

public virtual bool InvokeAction(ControllerContext controllerContext, string actionName)
{
    ControllerDescriptor controllerDescriptor = GetControllerDescriptor(controllerContext);
    ActionDescriptor actionDescriptor = FindAction(controllerContext, controllerDescriptor, actionName);
    if (actionDescriptor != null)
    {
        //标记1
        FilterInfo filterInfo = GetFilters(controllerContext, actionDescriptor);

        try
        {
            //标记2
            AuthenticationContext authenticationContext = InvokeAuthenticationFilters(controllerContext, filterInfo.AuthenticationFilters, actionDescriptor);

            if (authenticationContext.Result != null)
            {
                InvokeActionResult(controllerContext, authenticationContext.Result);
            }
            else
            {
                IPrincipal principal = authenticationContext.Principal;

                if (principal != null)
                {
                    Thread.CurrentPrincipal = principal;
                    HttpContext.Current.User = principal;
                }

                //标记3
                AuthorizationContext authorizationContext = InvokeAuthorizationFilters(controllerContext, filterInfo.AuthorizationFilters, actionDescriptor);
                if (authorizationContext.Result != null)
                {
                    AuthenticationChallengeContext challengeContext =
                        InvokeAuthenticationFiltersChallenge(controllerContext, filterInfo.AuthenticationFilters, actionDescriptor, authorizationContext.Result);                          
                    InvokeActionResult(controllerContext, challengeContext.Result ?? authorizationContext.Result);
                }
                else
                {
                    if (controllerContext.Controller.ValidateRequest)
                    {
                        ValidateRequest(controllerContext);
                    }

                    //标记4
                    IDictionary<string, object> parameters = GetParameterValues(controllerContext, actionDescriptor);
                    ActionExecutedContext postActionContext = InvokeActionMethodWithFilters(controllerContext, filterInfo.ActionFilters, actionDescriptor, parameters);
                    //标记5
                    InvokeActionResultWithFilters(controllerContext, filterInfo.ResultFilters, postActionContext.Result);
                }
            }
        }
        catch (Exception ex)
        {
            //标记6
            ExceptionContext exceptionContext = InvokeExceptionFilters(controllerContext, filterInfo.ExceptionFilters, ex);
            if (!exceptionContext.ExceptionHandled)
            {
                throw;
            }
            InvokeActionResult(controllerContext, exceptionContext.Result);
        }

        return true;
    }
    return false;
}

其实这里的6个标记已经印证了我们的猜测，先获取各种Filter，然后在各个时机执行它们。上面标记2-6都是InvokeXXXFilters就是具体的执行方法。

但是，到这里上面我们说到的FilterAttribute还没有出现。我们先把焦点放到标记1，GetFilters 上，它获取一个FilterInfo。GetFilters的定义如下：

protected virtual FilterInfo GetFilters(ControllerContext controllerContext, ActionDescriptor actionDescriptor)
{
    return new FilterInfo(_getFiltersThunk(controllerContext, actionDescriptor));
}

_getFiltersThunk 是一个私有变量：

private Func<ControllerContext, ActionDescriptor, IEnumerable<Filter>> _getFiltersThunk = FilterProviders.Providers.GetFilters;

通过定义可以看出，_getFiltersThunk 会返回一个Filter 集合（这里的Filter是一个实际的类，而上面提到的是概念性的东西，或者叫过滤器更合适），Filter 对象包装了IXXXFilter接口对象，具体是在其Instance 属性中。这里有点绕，但不影响，简单的说就是 GetFilters 方法会根据 FilterProviders.Providers.GetFilters 返回的一个IEnumerable<Filter>包装一个 FilterInfo对象。

我们先看 IEnumerable<Filter> 是如何获取的，它通过 FilterProviders.Providers.GetFilters 获得，FilterProviders 定义如下：

public static class FilterProviders
{
    static FilterProviders()
    {
        Providers = new FilterProviderCollection();
        Providers.Add(GlobalFilters.Filters);
        Providers.Add(new FilterAttributeFilterProvider());
        Providers.Add(new ControllerInstanceFilterProvider());
    }

    public static FilterProviderCollection Providers { get; private set; }
}

这里可以注册自定义的FilterProvider，FilterProvider实际是实现了IFilterProvider（定义了 GetFilters方法）的类。可以看到，mvc 默认已经准备两个FilterProvider。调用GetFilters实际会遍历每一个FilterProvider的GetFilters方法，以 内置的FilterAttributeFilterProvider 为例，它的 GetFilters方法如下：

public virtual IEnumerable<Filter> GetFilters(ControllerContext controllerContext, ActionDescriptor actionDescriptor)
{
    ControllerBase controller = controllerContext.Controller;
    var typeFilters = GetControllerAttributes(controllerContext, actionDescriptor)
        .Select(attr => new Filter(attr, FilterScope.Controller, null));
    var methodFilters = GetActionAttributes(controllerContext, actionDescriptor)
        .Select(attr => new Filter(attr, FilterScope.Action, null));

    return typeFilters.Concat(methodFilters).ToList();
}

这里也可以看到，Filter对象包装了具体的过滤器。其中GetControllerAttributes，实际它会调用ControllerDescriptor的 GetFilterAttribute，该方法定义如下：

public virtual IEnumerable<FilterAttribute> GetFilterAttributes(bool useCache)
{
    return GetCustomAttributes(typeof(FilterAttribute), inherit: true).Cast<FilterAttribute>();
}

ok，FilterAttribute 终于出现了！GetActionAttributes 也是类似的过程。

获取到Controller和Action的FilterAttribute，并包装成Filter集合后，就会构建一个FilterInfo对象，该对象的作用可以从其构造函数看出：

public FilterInfo(IEnumerable<Filter> filters)
{
    // evaluate the 'filters' enumerable only once since the operation can be quite expensive
    var cache = filters.ToList();

    var overrides = cache.Where(f => f.Instance is IOverrideFilter);

    FilterScope actionOverride = SelectLastScope<IActionFilter>(overrides);
    FilterScope authenticationOverride = SelectLastScope<IAuthenticationFilter>(overrides);
    FilterScope authorizationOverride = SelectLastScope<IAuthorizationFilter>(overrides);
    FilterScope exceptionOverride = SelectLastScope<IExceptionFilter>(overrides);
    FilterScope resultOverride = SelectLastScope<IResultFilter>(overrides);

    _actionFilters.AddRange(SelectAvailable<IActionFilter>(cache, actionOverride));
    _authenticationFilters.AddRange(SelectAvailable<IAuthenticationFilter>(cache, authenticationOverride));
    _authorizationFilters.AddRange(SelectAvailable<IAuthorizationFilter>(cache, authorizationOverride));
    _exceptionFilters.AddRange(SelectAvailable<IExceptionFilter>(cache, exceptionOverride));
    _resultFilters.AddRange(SelectAvailable<IResultFilter>(cache, resultOverride));
}

很明显，它将Filter 按照各自IXXXFilter接口进行分类。在InvokeAction方法内，就是根据这个分类，在各个时机进行相应的调用的。

四、总结

通过一张图来简单总结一下：