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淺談ASP.NET Core中間件實現(xiàn)分布式 Session

 更新時間：2017年11月02日 11:51:25   作者：行動派Xdpie  
這篇文章主要介紹了淺談ASP.NET Core中間件實現(xiàn)分布式 Session，小編覺得挺不錯的，現(xiàn)在分享給大家，也給大家做個參考。一起跟隨小編過來看看吧

1.1. 中間件原理

1.1.1. 什么是中間件

中間件是段代碼用于處理請求和響應(yīng)，通常多個中間件鏈接起來形成管道，由每個中間件自己來決定是否要調(diào)用下一個中間件。

1.1.2. 中間件執(zhí)行過程

舉一個示例來演示中間件的執(zhí)行過程（分別有三個中間件：日志記錄、權(quán)限驗證和路由）：當請求進入應(yīng)用程序時，執(zhí)行執(zhí)行日志記錄的中間件，它記錄請求屬性并調(diào)用鏈中的下一個中間件權(quán)限驗證，如果權(quán)限驗證通過則將控制權(quán)傳遞給下一個中間件，不通過則設(shè)置401 HTTP代碼并返回響應(yīng)，響應(yīng)傳遞給日志中間件進行返回。

1.1.3. 中間件的配置

中間件配置主要是用Run、Map和Use方法進行配置；簡單的中間件可以直接使用匿名方法就可以搞定，如下代碼：

app.Run(async (context,next) =>
    {
      await context.Response.WriteAsync("environment " + env);
      await next();
    });

如果想重用中間件，就需要單獨封裝到一個類中進行調(diào)用。

1.2. 依賴注入中間件

在實際項目中，中間件往往需要調(diào)用其它對象的方法。所以要創(chuàng)建對象之間的依賴,由于ASP.NET Core 內(nèi)置的依賴注入系統(tǒng)，寫程序的時候可以創(chuàng)建更優(yōu)雅的代碼。

首先需要要在IOC容器中注冊類，就是Startup類中的ConfigureServices方法中進行注冊，ConfigureServices方法會在Configure方法之前被執(zhí)行。以便在用中間件時所有依賴都準備好了。

現(xiàn)在有一個Greeter類：

public class Greeter : IGreeter
{
  public string Greet()
  {
    return "Hello from Greeter!";
  }
}

public interface IGreeter
{
  string Greet();
}

第一步在ConfigureServices方法中進行注冊

public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
{
  services.AddTransient<IGreeter, Greeter>();
}

筆者這里使用的是AddTransient進行注冊，該方法在每次請求時創(chuàng)建該類的新實例?？梢赃x擇其它方法：AddSingleton，AddScoped或簡單的Add（所有在幕后前使用）。整個DI系統(tǒng)在官方文檔中有所描述。

在注冊了依賴項后，就可以使用它們了。IApplicationBuilder實例允許在Configure方法中有一個RequestServices屬性用于獲取Greeter實例。由于已經(jīng)注冊了這個IGreeter接口，所以不需要將中間件與具體的Greeter實現(xiàn)相結(jié)合。

app.Use(async (ctx, next) =>
  {
    IGreeter greeter = ctx.RequestServices.GetService<IGreeter>();
    await ctx.Response.WriteAsync(greeter.Greet());
    await next();
  });

如果Greeter類有一個參數(shù)化的構(gòu)造函數(shù)，它的依賴關(guān)系也必須在其中注冊ConfigureServices。

中間件可以很容易解決依賴關(guān)系。可以向中間件構(gòu)造函數(shù)添加其他參數(shù)：

public class MyMiddleware
{
  private readonly RequestDelegate _next;
  private readonly IGreeter _greeter;

  public MyMiddleware(RequestDelegate next, IGreeter greeter)
  {
    _next = next;
    greeter = greeter;
  }

  public async Task Invoke(HttpContext context)
  {
    await context.Response.WriteAsync(_greeter.Greet());
    await _next(context);
  }
}

或者，可以將此依賴關(guān)系添加到Invoke方法中：

public async Task Invoke(HttpContext context, IGreeter greeter)
{
  await context.Response.WriteAsync(greeter.Greet());
  await _next(context);
}

如果DI系統(tǒng)知道這些參數(shù)的類型，則在類被實例化時，它們將被自動解析。很簡單！

1.3. Cookies和session中間件

1.3.1. Session

HTTP是一個無狀態(tài)協(xié)議，Web服務(wù)器將每一個請求都視為獨立請求。并且不保存之前請求中用戶的值。

Session 狀態(tài)是ASP.NET Core提供的一個功能，它可以在用戶通應(yīng)用訪問網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的時候保存和存儲用戶數(shù)據(jù)。由服務(wù)器上的字典和散列表組成，Session狀態(tài)通過瀏覽器的請求中得到，Session的數(shù)據(jù)保存到緩存中。

ASP.NET Core通過包含Session ID的Cookie來維護會話狀態(tài)，每個請求都會攜帶此Session ID。

在Microsoft.AspNetCore.Session包中提供的中間件用來管理Session狀態(tài)。要啟用Session中間件，Startup類里面需要做以下幾個操作：

  1. 使用任何一個實現(xiàn)了IDistributedCache接口的服務(wù)來啟用內(nèi)存緩存，
  2. 設(shè)置AddSession回調(diào)，由于AddSession是在Microsoft.AspNetCore.Session包內(nèi)實現(xiàn)的，所以必須在Nuget中添加Microsoft.AspNetCore.Session包
  3. UseSession回調(diào)

具體示例代碼如下：

using Microsoft.AspNetCore.Builder;
using Microsoft.Extensions.DependencyInjection;
using System;

public class Startup
{
  public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
  {
    services.AddMvc();

    // 添加一個內(nèi)存緩存
    services.AddDistributedMemoryCache();

    services.AddSession(options =>
    {
      // 設(shè)置10秒鐘Session過期來測試
      options.IdleTimeout = TimeSpan.FromSeconds(10);
      options.Cookie.HttpOnly = true;
    });
  }

  public void Configure(IApplicationBuilder app)
  {
    app.UseSession();
    app.UseMvcWithDefaultRoute();
  }
}

上面代碼中IdleTimeout屬性用來確定用戶多久沒有操作時丟棄Session。此屬性和Cookie超時無關(guān)，通過Session中間件的每個請求都會重置超時時間。

1.3.2. Session保存到Redis中

實現(xiàn)分布式Session方法官方提供有Redis、Sql Server等。但是Sql Server效率對于這種以key/value獲取值的方式遠遠不及Redis效率高，所以這里筆者選用Redis來作示例實現(xiàn)分布式Session。

準備Redis

由于目前Redis還不支持windows，所以大家在安裝Redis的時候準備一臺linux操作系統(tǒng)，筆者這里的系統(tǒng)是ubuntu 16.04；下載及安裝方式可以參考官方示例。

安裝成功以后啟動Redis 服務(wù)，如果看到以下信息，就代表Redis啟動成功：

相關(guān)配置

首先需要用Nuget安裝包Microsoft.Extensions.Caching.Redis，安裝成功以后就可以在app.csproj文件中可以看到。

在Configure方法中添加app.UseSession()；然后再ConfigureServices添加Redis服務(wù)

public void ConfigureServices(IServiceCollection services){
  services.AddDistributedRedisCache(options=>{
    options.Configuration="127.0.0.1"; //多個redis服務(wù)器：{RedisIP}:{Redis端口},{RedisIP}:{Redis端口}
    options.InstanceName="sampleInstance";
  });
  services.AddMvc();
  services.AddSession();
}

以上代碼中筆者只用一個Redis服務(wù)器來作測試，實際項目中需要多個Redis服務(wù)器；配置方法如：options.Configuration="地址1:端口,地址2:端口";，這里筆者并沒有給端口而是用的默認端口6379

完整代碼

Startup.cs

using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Threading.Tasks;
using Microsoft.AspNetCore.Builder;
using Microsoft.AspNetCore.Hosting;
using Microsoft.Extensions.Configuration;
using Microsoft.Extensions.DependencyInjection;
using Microsoft.Extensions.Caching.Redis;
using Microsoft.Extensions.Caching.Distributed;

namespace app{  
  public class Startup{    
    public Startup(IConfiguration configuration)    
    {      
      Configuration = configuration;    
    }
    public IConfiguration Configuration { get; }

    public void ConfigureServices(IServiceCollection services){           
      services.AddDistributedRedisCache(options =>{        
        options.Configuration = "127.0.0.1";        
        options.InstanceName = "sampleInstance";      
      });      
      services.AddMvc();      
      services.AddSession();    
    }

    public void Configure(IApplicationBuilder app, IHostingEnvironment env){      
      if (env.IsDevelopment())
      {        
        app.UseDeveloperExceptionPage();      
      }      
      else      
      {        
        app.UseExceptionHandler("/Home/Error");      
      }
      app.UseSession();
      app.UseStaticFiles();
      app.UseMvc(routes =>{        
        routes.MapRoute(name: "default",template: "{controller=Home}/{action=Index}/{id?}");      
      });    
    }  
  }
}

HomeControler.cs

public class HomeController : Controller  
{    
  public IActionResult Index()    
  {      
    HttpContext.Session.Set("apptest",Encoding.UTF8.GetBytes("apptestvalue"));
    return View();    
  }
  public IActionResult ShowRedis()    
  {      
    byte[] temp;
    if(HttpContext.Session.TryGetValue("apptest",out temp))
    {        
      ViewData["Redis"]=Encoding.UTF8.GetString(temp);      
    }      
    return View();    
  }
}

Index頁面只做一件事給Session設(shè)置值："apptestvalue"，ShowRedis頁面顯示Session值。

ShowRedis.cshtml

Redis Session Value:ViewData["Redis"]

演示結(jié)果

現(xiàn)在開始運行頁面，首先直接進入到ShowRedis頁面，Session值顯示為空

當點擊SetSessionValue以后，再次回到ShowRedis頁面，Session就值顯示出來了

看到apptestvalue代表Session值已經(jīng)存到Redis里面，怎樣證明apptestvalue值是從Redis里面取到呢？接下來就證明給大家看。

1.3.3. 實現(xiàn)分布Session

前面已經(jīng)將Session保存到Redis中，但是大家不清楚這個值是否是真的保存到Redis里面去了還是在項目內(nèi)存中；所以這里就實現(xiàn)在兩個不的應(yīng)用程序（或兩臺不同的機器）中共享Session，也就是實現(xiàn)分布式Session，分布式即代表了不同的機器不同的應(yīng)用程序，但往往有下面的一種尷尬的情況，就算是每個HTTP請求時都攜帶了相同的cookie值。

造成這個的問題的原因是每個機器上面的ASP.NET Core的應(yīng)用程序的密鑰是不一樣的，所以沒有辦法得到前一個應(yīng)用程序保存的Session數(shù)據(jù);為了解決這個問題，.NET Core團隊為提供了Microsoft.AspNetCore.DataProtection.AzureStorage和Microsoft.AspNetCore.DataProtection.Redis包將密鑰保存到Azure或Redis中。這里選擇將密鑰保存到Redis。

利用Microsoft.AspNetCore.DataProtection.Redis包提供的PersistKeysToRedis重載方法將密鑰保存到Redis里面去。所以這里需要在ConfigureServices方法中添AddDataProtection()

var redis = ConnectionMultiplexer.Connect("127.0.0.1:6379");
  services.AddDataProtection()
    .SetApplicationName("session_application_name")
    .PersistKeysToRedis(redis, "DataProtection-Keys");

下面演示怎樣實現(xiàn)分布式Session

配置步驟

同時創(chuàng)建兩個項目，分別為app1和app2

添加Microsoft.AspNetCore.DataProtection.Redis和StackExchange.Redis.StrongName包

由于在同一臺機器上，ASP.NET Core程序默認啟動的時候端口為5000，由于app1已經(jīng)占用了，所以將app2的啟端口設(shè)置為5001

完整代碼

app1項目

Startup.cs

using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Threading.Tasks;
using Microsoft.AspNetCore.Builder;
using Microsoft.AspNetCore.Hosting;
using Microsoft.Extensions.Configuration;
using Microsoft.Extensions.DependencyInjection;
using Microsoft.Extensions.Caching.Redis;
using Microsoft.Extensions.Caching.Distributed;

namespace app1{  
  public class Startup{    
    public Startup(IConfiguration configuration)    
    {      
      Configuration = configuration;    
    }
    public IConfiguration Configuration { get; }

    public void ConfigureServices(IServiceCollection services){
      var redis = ConnectionMultiplexer.Connect("127.0.0.1:6379");
      services.AddDataProtection()
        .SetApplicationName("session_application_name")
        .PersistKeysToRedis(redis, "DataProtection-Keys");     
      services.AddDistributedRedisCache(options =>{        
        options.Configuration = "127.0.0.1";        
        options.InstanceName = "sampleInstance";      
      });      
      services.AddMvc();      
      services.AddSession();    
    }

    public void Configure(IApplicationBuilder app, IHostingEnvironment env){      
      if (env.IsDevelopment())
      {        
        app.UseDeveloperExceptionPage();      
      }      
      else      
      {        
        app.UseExceptionHandler("/Home/Error");      
      }
      app.UseSession();
      app.UseStaticFiles();
      app.UseMvc(routes =>{        
        routes.MapRoute(name: "default",template: "{controller=Home}/{action=Index}/{id?}");      
      });    
    }  
  }
}

HomeControler.cs

public class HomeController : Controller  
{    
  public IActionResult Index()    
  {      
    HttpContext.Session.Set("app1test",Encoding.UTF8.GetBytes("app1testvalue"));
    return View();    
  }
  public IActionResult ShowRedis()    
  {      
    byte[] temp;
    if(HttpContext.Session.TryGetValue("app1test",out temp))
    {        
      ViewData["Redis"]=Encoding.UTF8.GetString(temp);      
    }      
    return View();    
  }
}

ShowRedis.cshtml

Redis Session Value:ViewData["Redis"]

app2項目

Startup.cs
配置同app1配置一樣。

HomeControler.cs

public class HomeController : Controller  
{    
  public IActionResult Index()    
  {      
    byte[] temp;
    if(HttpContext.Session.TryGetValue("app1test",out temp))
    {        
      ViewData["Redis"]=Encoding.UTF8.GetString(temp);      
    } 
    return View();    
  }
}

Index.cshtml

ViewData["Redis"]

運行效果

app1 項目

首次打開進入ShowRedis頁面，Session值為空

點擊SetSessionValue以后，再回到ShowRedis頁面：

app2項目，直接在瀏覽器訪問：http://localhost:5001

以上是用Redis實現(xiàn)分布式Session示例。 

1.4. 總結(jié)

本節(jié)講解了中間件的運行原理及配置過程，中間件之間對象依賴關(guān)系的配置和平時項目中常用到Session的配置問題。并在實際代碼展示了怎樣使用中間件實現(xiàn)分布式Session。

以上就是本文的全部內(nèi)容，希望對大家的學習有所幫助，也希望大家多多支持腳本之家。

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