一、什么是中間件

我們都知道，任何的一個(gè)web框架都是把http請(qǐng)求封裝成一個(gè)管道，每一次的請(qǐng)求都是經(jīng)過(guò)管道的一系列操作，最終才會(huì)到達(dá)我們寫的代碼中。而中間件就是用于組成應(yīng)用程序管道來(lái)處理請(qǐng)求和響應(yīng)的組件。管道內(nèi)的每一個(gè)組件都可以選擇是否將請(qǐng)求轉(zhuǎn)交給下一個(gè)組件，并在管道中調(diào)用下一個(gè)組件之前和之后執(zhí)行某些操作。請(qǐng)求委托被用來(lái)建立請(qǐng)求管道，請(qǐng)求委托處理每一個(gè)HTTP請(qǐng)求。

中間件可以認(rèn)為有兩個(gè)基本的職責(zé)：

• 選擇是否將請(qǐng)求傳遞給管道中的下一個(gè)中間件。
• 可以在管道中的下一個(gè)中間件前后執(zhí)行一些工作。

請(qǐng)求委托通過(guò)使用IApplicationBuilder類型的Run、Map以及Use擴(kuò)展方法來(lái)配置，并在Startup類中傳給Configure方法。每個(gè)單獨(dú)的請(qǐng)求委托都可以被指定為一個(gè)內(nèi)嵌匿名方法，或其定義在一個(gè)可重用的類中。這些可以重用的類被稱作“中間件”或“中間件組件”。每個(gè)位于請(qǐng)求管道內(nèi)的中間件組件負(fù)責(zé)調(diào)用管道中下一個(gè)組件，或適時(shí)短路調(diào)用鏈。中間件是一個(gè)典型的AOP應(yīng)用。

ASP.NET Core請(qǐng)求管道由一系列的請(qǐng)求委托所構(gòu)成，它們一個(gè)接著一個(gè)的被調(diào)用，看下面一張微軟官方的中間件請(qǐng)求管道圖（圖中執(zhí)行線程按黑色箭頭的順序執(zhí)行）：

中間件短路：每一個(gè)委托在下一個(gè)委托之前和之后都有機(jī)會(huì)執(zhí)行操作。任何委托都能選擇停止傳遞到下一個(gè)委托，而是結(jié)束請(qǐng)求并開(kāi)始響應(yīng)，這就是請(qǐng)求管道的短路，這是一種有意義的設(shè)計(jì)，因?yàn)樗梢员苊庖恍┎槐匾墓ぷ?。比如說(shuō)，一個(gè)授權(quán)（authorization）中間件只有在通過(guò)身份驗(yàn)證之后才能調(diào)用下一個(gè)委托，否則它就會(huì)被短路，并返回“Not Authorized”的響應(yīng)。異常處理委托需要在管道的早期被調(diào)用，這樣它們就能夠捕捉到發(fā)生在管道內(nèi)更深層次出現(xiàn)的異常了。短路可以用下面這張圖來(lái)表示：

在上圖中，我們可以把中間件1認(rèn)為是身份認(rèn)證的中間件，HTTP請(qǐng)求發(fā)送過(guò)來(lái)，首先經(jīng)過(guò)身份認(rèn)證中間件，如果身份認(rèn)證失敗，那么就直接給出響應(yīng)并返回，不會(huì)再把請(qǐng)求傳遞給下面的中間件2和中間件3.

中間件的執(zhí)行跟調(diào)用的順序有關(guān)，然后在響應(yīng)時(shí)則以相反的順序返回。

請(qǐng)求在每一步都可能被短路，所以我們要以正確的順序添加中間件，如異常處理中間件，我們要添加在最開(kāi)始的地方，這樣就能第一時(shí)間捕獲異常，以及后續(xù)中間可能發(fā)生的異常，然后最終做處理返回。

我們來(lái)看看Configure方法里面提供了哪些中間件：

public void Configure(IApplicationBuilder app, IWebHostEnvironment env)
{
    if (env.IsDevelopment())
    {
        // 異常中間件
        app.UseDeveloperExceptionPage();
    }

    // 路由中間件
    app.UseRouting();
    // 授權(quán)中間件
    app.UseAuthorization();
    // 終結(jié)點(diǎn)中間件
    app.UseEndpoints(endpoints =>
    {
        endpoints.MapControllers();
    });
}

中間件和過(guò)濾器的區(qū)別

中間件和過(guò)濾器都是一種AOP的思想，他們的功能類似，那么他們有什么區(qū)別呢？

過(guò)濾器更加貼合業(yè)務(wù)，它關(guān)注于應(yīng)用程序本身，關(guān)注的是如何實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)，比如對(duì)輸出結(jié)果進(jìn)行格式化，對(duì)請(qǐng)求的ViewModel進(jìn)行數(shù)據(jù)校驗(yàn)，這時(shí)就肯定要使用過(guò)濾器了。過(guò)濾器是MVC的一部分，它可以攔截到你Action上下文的一些信息，而中間件是沒(méi)有這個(gè)能力的?？梢哉J(rèn)為過(guò)濾器是附加性的一種功能，它只是中間件附帶表現(xiàn)出來(lái)的特征。中間件是管道模型里重要的組成部分，不可或缺，而過(guò)濾器可以沒(méi)有。

二、中間件常用方法

中間件中定義了Run、Use、Map、MapWhen幾種方法，我們下面一一講解這幾種方法。

1、Run方法

我們先來(lái)看到Run()方法的定義：

中定義中可以看出：Run()方法中只有一個(gè)RequestDelegate委托類型的參數(shù)，沒(méi)有Next參數(shù)，所以Run()方法也叫終端中間件，不會(huì)將請(qǐng)求傳遞給下一個(gè)中間件，也就是發(fā)生了“短路”。看下面的代碼：

// Run方法向應(yīng)用程序的請(qǐng)求管道中添加一個(gè)RequestDelegate委托
// 放在管道最后面，終端中間件
app.Run(handler: async context => 
{
    await context.Response.WriteAsync(text: "Hello World1\r\n");
});
app.Run(handler: async context =>
{
    await context.Response.WriteAsync(text: "Hello World2\r\n");
});

程序運(yùn)行結(jié)果：

可以看到：只輸出了中間件1的信息，沒(méi)有輸出中間件2的信息，說(shuō)明發(fā)生了短路。

注意：Run()方法被稱為終端中間件，要放在所有中間件的最后面，否則在Run()方法后面的中間件將不會(huì)被執(zhí)行。

2、Use方法

我們先來(lái)看看Use()方法的定義：

可以看出：Use方法的參數(shù)是一個(gè)Func委托，輸入?yún)?shù)是一個(gè)RequestDelegate類型的委托，返回參數(shù)也是一個(gè)RequestDelegate類型的委托，這里表示調(diào)用下一個(gè)中間件，我們?cè)趤?lái)看看RequestDelegate委托的定義：

可以看出：RequestDelegate是一個(gè)委托，有一個(gè)HttpContext類型的參數(shù)，HttPContext表示Http請(qǐng)求上下文，可以獲取請(qǐng)求信息，返回值是Task類型，明白了Use()方法的參數(shù)以后，我們寫一個(gè)自定義的Use()方法：

// 向應(yīng)用程序的請(qǐng)求管道中添加一個(gè)Func委托，這個(gè)委托其實(shí)就是所謂的中間件。
// context參數(shù)是HttpContext，表示HTTP請(qǐng)求的上下文對(duì)象
// next參數(shù)表示管道中的下一個(gè)中間件委托,如果不調(diào)用next，則會(huì)使管道短路
// 用Use可以將多個(gè)中間件鏈接在一起
app.Use(async (context, next) =>
{
    await context.Response.WriteAsync(text: "hello Use1\r\n");
    // 調(diào)用下一個(gè)委托
    await next();
});
app.Use(async (context, next) =>
{
    await context.Response.WriteAsync(text: "hello Use2\r\n");
    // 調(diào)用下一個(gè)委托
    await next();
});

程序運(yùn)行結(jié)果：

我們?cè)谏厦嬲f(shuō)過(guò)，可以在調(diào)用中間件之前和之后做一些工作，看下面的代碼：

// 向應(yīng)用程序的請(qǐng)求管道中添加一個(gè)Func委托，這個(gè)委托其實(shí)就是所謂的中間件。
// context參數(shù)是HttpContext，表示HTTP請(qǐng)求的上下文對(duì)象
// next參數(shù)表示管道中的下一個(gè)中間件委托,如果不調(diào)用next，則會(huì)使管道短路
// 用Use可以將多個(gè)中間件鏈接在一起
app.Use(async (context, next) =>
{
    // 解決中文亂碼問(wèn)題
    context.Response.ContentType = "text/plain; charset=utf-8";
    await context.Response.WriteAsync(text: "中間件1：傳入請(qǐng)求\r\n");
    // 調(diào)用下一個(gè)委托
    await next();
    await context.Response.WriteAsync(text: "中間件1：傳出響應(yīng)\r\n");
});
app.Use(async (context, next) =>
{
    await context.Response.WriteAsync(text: "中間件2：傳入請(qǐng)求\r\n");
    // 調(diào)用下一個(gè)委托
    await next();
    await context.Response.WriteAsync(text: "中間件2：傳出響應(yīng)\r\n");
});
app.Run(handler:async context =>
{
    await context.Response.WriteAsync(text: "中間件3：處理請(qǐng)求并生成響應(yīng)\r\n");
});

程序運(yùn)行結(jié)果：

我們可以總結(jié)上面代碼的執(zhí)行順序：

• 請(qǐng)求先到達(dá)中間件1，然后輸出（中間件1：傳入請(qǐng)求）
• 然后中間件1調(diào)用next()。next()會(huì)調(diào)用管道中的中間件2。
• 中間件2輸出（中間件2：傳入請(qǐng)求）。
• 然后中間件2會(huì)調(diào)用next()。next()在調(diào)用管道中的中間件3。
• 中間件3處理請(qǐng)求并生成響應(yīng)，不在調(diào)用下一個(gè)中間件，所以我們看到輸出（中間件3：處理請(qǐng)求并生成響應(yīng)）。
• 這時(shí)管理開(kāi)始發(fā)生逆轉(zhuǎn)。
• 此時(shí)控制器將交回到中間件2，并將中間件3生成的響應(yīng)傳遞給它。中間件2輸出（中間件2：傳出響應(yīng)）。
• 最后，中間件2在將控制權(quán)交給中間件1。
• 中間件1最后輸出（中間件1：傳出響應(yīng)），這就是我們最后看的的結(jié)果。

我們知道：Use()方法中有兩個(gè)參數(shù)，next參數(shù)表示調(diào)用管道中的下一個(gè)中間件，如果不調(diào)用next，那么也會(huì)使管道發(fā)生短路，相當(dāng)于Run()方法，看下面的代碼：

// 向應(yīng)用程序的請(qǐng)求管道中添加一個(gè)Func委托，這個(gè)委托其實(shí)就是所謂的中間件。
// context參數(shù)是HttpContext，表示HTTP請(qǐng)求的上下文對(duì)象
// next參數(shù)表示管道中的下一個(gè)中間件委托,如果不調(diào)用next，則會(huì)使管道短路
// 用Use可以將多個(gè)中間件鏈接在一起
app.Use(async (context, next) =>
{
    // 解決中文亂碼問(wèn)題
    context.Response.ContentType = "text/plain; charset=utf-8";
    await context.Response.WriteAsync(text: "中間件1：傳入請(qǐng)求\r\n");
    // 調(diào)用下一個(gè)委托
    await next();
    await context.Response.WriteAsync(text: "中間件1：傳出響應(yīng)\r\n");
});
app.Use(async (context, next) =>
{
    await context.Response.WriteAsync(text: "中間件2：傳入請(qǐng)求\r\n");
    // 調(diào)用下一個(gè)委托
    await next();
    await context.Response.WriteAsync(text: "中間件2：傳出響應(yīng)\r\n");
});
//app.Run(handler:async context =>
//{
//    await context.Response.WriteAsync(text: "中間件3：處理請(qǐng)求并生成響應(yīng)\r\n");
//});
// Use方法也可以不調(diào)用next，表示發(fā)生短路
app.Use(async (context, next) =>
{
    await context.Response.WriteAsync(text: "中間件3：處理請(qǐng)求并生成響應(yīng)\r\n");
});

程序運(yùn)行結(jié)果：

可以看出：如果使用Use()方法，不調(diào)用next，實(shí)現(xiàn)的效果跟使用Run()方法一樣，都會(huì)使管道發(fā)生短路。

3、Map方法

Map作為慣例，將管道分流。Map根據(jù)給定請(qǐng)求路徑匹配將請(qǐng)求管道分流。如果請(qǐng)求路徑以指定路徑開(kāi)始，則執(zhí)行分支。看一下Map()方法的定義：

可以看到Map方法有兩個(gè)參數(shù)：第一個(gè)參數(shù)是匹配規(guī)則，第二個(gè)參數(shù)是Action泛型委托，泛型委托參數(shù)是IApplicationBuilder類型，和Configure方法的第一個(gè)參數(shù)類型相同。這就表示可以把實(shí)現(xiàn)了Action泛型委托的方法添加到中間件管道中執(zhí)行。

我們首先定義一個(gè)方法，該方法的參數(shù)是IApplicationBuilder類型：

/// <summary>
/// 自定義方法
/// </summary>
/// <param name="app">IApplicationBuilder</param>
private void HandleMap1(IApplicationBuilder app)
{
    app.Run(handler: async context => 
    {
        await context.Response.WriteAsync(text: "Hello Map1");
    });
}

/// <summary>
/// 自定義方法
/// </summary>
/// <param name="app">IApplicationBuilder</param>
private void HandleMap2(IApplicationBuilder app)
{
    app.Run(handler: async context =>
    {
        await context.Response.WriteAsync(text: "Hello Map2");
    });
}

然后看一下使用Map方法的代碼：

// Map可以根據(jù)匹配的URL來(lái)選擇執(zhí)行，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是根據(jù)URL進(jìn)行分支選擇執(zhí)行
// 有點(diǎn)類似于MVC中的路由
// 匹配的URL：http://localhost:5000/Map1
app.Map(pathMatch: "/Map1", configuration: HandleMap1);
// 匹配的URL：http://localhost:5000/Map2
app.Map(pathMatch: "/Map2", configuration: HandleMap2);

運(yùn)行程序，然后在瀏覽器地址欄里面輸入：http://localhost:5000/Map1，輸出結(jié)果：

在地址欄里面在輸入：http://localhost:5000/Map2，輸出結(jié)果：

Map還支持嵌套，看下面的代碼：

// 嵌套Map
app.Map(pathMatch: "/Map1", configuration: App1 => 
{
    //
    App1.Map("/Map2",action=> 
    {
        action.Run(async context => 
        {
            await context.Response.WriteAsync("This is /Map1/Map2");
        });
    });
    App1.Run(async context => 
    {
        await context.Response.WriteAsync("This is no-map");
    });
});

訪問(wèn)http://localhost:5000/Map1/123輸出結(jié)果：

訪問(wèn)http://localhost:5000/Map1輸出結(jié)果：

訪問(wèn)http://localhost:5000/Map1/Map2輸出結(jié)果：

Map也可以同時(shí)匹配多個(gè)段，看下面的代碼：

運(yùn)行程序，輸出結(jié)果：

訪問(wèn)http://localhost:5000/Map1/Map2輸出結(jié)果：

4、Mapwhen方法

MapWhen是基于給定的謂詞分支請(qǐng)求管道。任何使Func<HttpContext,bool>返回true的謂詞的請(qǐng)求都被映射到新的管道分支。

我們先來(lái)看看Mapwhen方法的定義：

可以看出：MapWhen方法有兩個(gè)參數(shù)：第一個(gè)參數(shù)是Func類型的委托，輸入?yún)?shù)是HttpContext，輸出參數(shù)是bool類型。第二個(gè)參數(shù)是Action委托，參數(shù)是IApplicationBuilder類型，表示也可以把實(shí)現(xiàn)Action委托的方法添加到中間件管道中執(zhí)行。

看下面的例子，如果url中包括name查詢參數(shù)，則執(zhí)行HandleName方法，如果包含age查詢參數(shù)，則執(zhí)行HandleAge方法，否則執(zhí)行Run()方法。

HandleName和HandleAge方法定義如下：

private void HandleName(IApplicationBuilder app)
{
    app.Run(handler: async context =>
    {
        await context.Response.WriteAsync(text: $"This name is: {context.Request.Query["name"]}");
    });
}

private void HandleAge(IApplicationBuilder app)
{
    app.Run(handler: async context =>
    {
        await context.Response.WriteAsync(text: $"This age is: {context.Request.Query["age"]}");
    });
}

對(duì)應(yīng)的MapWhen方法定義如下：

// 如果訪問(wèn)的url參數(shù)中包含name，則執(zhí)行HandleName
app.MapWhen(
// Func委托，輸入?yún)?shù)是HttpContext，返回bool值    
predicate: context =>
{
    // 判斷url參數(shù)中是否包含name
    return context.Request.Query.ContainsKey("name");
}, configuration: HandleName);

// 如果訪問(wèn)的url參數(shù)中包含name，則執(zhí)行HandleAge
app.MapWhen(
// Func委托，輸入?yún)?shù)是HttpContext，返回bool值
predicate: context =>
{
    // 判斷url參數(shù)中是否包含age
    return context.Request.Query.ContainsKey("age");
}, configuration: HandleAge);

app.Run(async context => 
{
    await context.Response.WriteAsync("There is non-Map delegate \r\n");
});

運(yùn)行程序，輸出結(jié)果：

在url里面添加name查詢參數(shù)輸出結(jié)果：

在url里面添加age查詢參數(shù)輸出結(jié)果：

三、自定義中間件

在上面的例子中，我們都是使用的官方中間件自動(dòng)的方法，其實(shí)我們也可以自己編寫一個(gè)中間件。

中間件遵循顯示依賴原則，并在其構(gòu)造函數(shù)中暴露所有依賴項(xiàng)。中間件能夠利用UseMiddleware<T>擴(kuò)展方法的優(yōu)勢(shì)，直接通過(guò)它們的構(gòu)造函數(shù)注入服務(wù)。依賴注入服務(wù)是自動(dòng)完成填充的。

ASP.NET Core約定中間件類必須包括以下內(nèi)容：

• 具有類型為RequestDelegate參數(shù)的公共構(gòu)造函數(shù)。
• 必須有名為Invoke或InvokeAsync的公共方法，此方法必須滿足兩個(gè)條件：方法返回類型是Task、方法的第一個(gè)參數(shù)必須是HttpContext類型。

我們自定義一個(gè)記錄IP的中間件，新建一個(gè)類RequestIPMiddleware，代碼如下：

using Microsoft.AspNetCore.Http;
using System.Threading.Tasks;

namespace MiddlewareDemo.Middleware
{
    /// <summary>
    /// 記錄IP地址的中間件
    /// </summary>
    public class RequestIPMiddleware
    {
        // 私有字段
        private readonly RequestDelegate _next;

        /// <summary>
        /// 公共構(gòu)造函數(shù)，參數(shù)是RequestDelegate類型
        /// 通過(guò)構(gòu)造函數(shù)進(jìn)行注入，依賴注入服務(wù)會(huì)自動(dòng)完成注入
        /// </summary>
        /// <param name="next"></param>
        public RequestIPMiddleware(RequestDelegate next)
        {
            _next = next;
        }

        /// <summary>
        /// Invoke方法
        /// 返回值是Task，參數(shù)類型是HttpContext
        /// </summary>
        /// <param name="context">Http上下文</param>
        /// <returns></returns>
        public async Task Invoke(HttpContext context)
        {
            await context.Response.WriteAsync($"User IP:{context.Connection.RemoteIpAddress.ToString()}\r\n");
            // 調(diào)用管道中的下一個(gè)委托
            await _next.Invoke(context);
        }
    }
}

然后創(chuàng)建一個(gè)擴(kuò)展方法，對(duì)IApplicationBuilder進(jìn)行擴(kuò)展：

using Microsoft.AspNetCore.Builder;

namespace MiddlewareDemo.Middleware
{
    public static class RequestIPExtensions
    {
        /// <summary>
        /// 擴(kuò)展方法，對(duì)IApplicationBuilder進(jìn)行擴(kuò)展
        /// </summary>
        /// <param name="builder"></param>
        /// <returns></returns>
        public static IApplicationBuilder UseRequestIP(this IApplicationBuilder builder)
        {
            // UseMiddleware<T>
            return builder.UseMiddleware<RequestIPMiddleware>();
        }
    }
}

最后在Startup類的Configure方法中使用自定義中間件：

// 使用自定義中間件
app.UseRequestIP();

運(yùn)行程序，查看結(jié)果：

這樣就完成了一個(gè)自定義中間件。

四、官方常用中間件

1、異常處理中間件

當(dāng)應(yīng)用程序在開(kāi)發(fā)環(huán)境中運(yùn)行時(shí)，開(kāi)發(fā)人員異常頁(yè)中間件（ UseDeveloperExceptionPage ）報(bào)告應(yīng)用程序運(yùn)行時(shí)的錯(cuò)誤。

當(dāng)應(yīng)用程序在生產(chǎn)環(huán)境中運(yùn)行時(shí)，異常處理中間件（ UseExceptionHandler ）捕獲下面中間件中引發(fā)的異常。

2、HTTPS重定向中間件

HTTPS重定向中間件（ UseHttpsRedirection ）會(huì)將HTTP請(qǐng)求重定向到HTTPS。

3、靜態(tài)文件中間件

靜態(tài)文件中間件（ UseStaticFiles ）返回靜態(tài)文件，并簡(jiǎn)化進(jìn)一步請(qǐng)求處理。

4、Cookie中間件

Cookie策略中間件（ UseCookiePolicy ）使應(yīng)用符合歐盟一般數(shù)據(jù)保護(hù)條例的規(guī)定。

5、路由中間件

路由中間件（ UseRouting ）用于路由的請(qǐng)求。

6、身份認(rèn)證中間件

身份認(rèn)證中間件（ UseAuthentication ）嘗試對(duì)用戶進(jìn)行身份驗(yàn)證，驗(yàn)證通過(guò)之后才會(huì)允許用戶訪問(wèn)安全資源。

7、授權(quán)中間件

授權(quán)中間件（ UseAuthorization ）用于授權(quán)驗(yàn)證通過(guò)的用戶可以訪問(wèn)哪些資源。

8、會(huì)話中間件

會(huì)話中間件（ UseSession ）建立和維護(hù)會(huì)話狀態(tài)。如果應(yīng)用程序使用會(huì)話狀態(tài)，請(qǐng)?jiān)贑ookie策略中間件之后和MVC中間件之前調(diào)用會(huì)話中間件。

9、終結(jié)點(diǎn)路由中間件

終結(jié)點(diǎn)路由中間件（ UseEndpoints ）用于將 Razor Pages 終結(jié)點(diǎn)添加到請(qǐng)求管道。

更多中間件組件可以到aspnet 的GitHub倉(cāng)庫(kù)中查看：https://github.com/aspnet。

示例代碼GitHub地址：https://github.com/jxl1024/Middleware

到此這篇關(guān)于ASP.NET Core中間件用法與官方常用中間件的文章就介紹到這了。希望對(duì)大家的學(xué)習(xí)有所幫助，也希望大家多多支持腳本之家。

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