NET CORE 管道模型及中间件使用解读

Posted 2021-04-10 DotNet技术谷

说到NET CORE 管道模型不得不先来看看之前的ASP.NET 的管道模型，两者差异很大，.NET CORE 3.1 后完全重新设计了框架的底层，.net core 3.1 的管道模型更加灵活便捷,可做到热插拔，通过管道可以随意注册自己想要的服务或者第三方服务插件.

ASP.NET 管道

请求进入ASP.NET 工作进程后，由进程创建HttpWorkRequest 对象，封装此次请求有关的所有信息，然后进入HttpRuntime 类进行进一步的处理。HttpRuntime 通过请求信息创建HttpContext 上下文对象，此对象将贯穿整个管道，直到响应结束。同时创建或从应用程序池里初始化一个HttpApplication对象，由此对象开始处理之前注册的多个HttpModule。之后调用HandlerFactory 创建Handler处理程序，最终处理此次请求内容，生成响应返回。

 以前的管道模型是全家桶方式，所有的管道不支持热插拔，一次性全部集成在里面，所有这也是ASP.NET 没有.NET CORE 性能好的一大原因所在。

IHttpModule 和IHttpHandler 已经不复存在了，取而代之的是一个个中间件（Middleware）。Server将接收到的请求直接向后传递，依次经过每一个中间件进行处理，然后由最后一个中间件处理并生成响应内容后回传，再反向以此经过每个中间件，直到由Server发送出去。中间件就像一层一层的“滤网”，过滤所有的请求和响应。这一设计非常适用于“请求-响应”这样的场景--消息从管道头流入最后反向流出。

ASP.NET Core是一套全新的平台，已经不再向前兼容，设计更追求组件化，追求高性能，没有全家桶，那么ASP.NET Core是怎么搭建请求管道的呢？默认情况，管道只有一个404。然后你也可以增加请求的处理，这就是以前的Handler，只包含业务处理环节，其他的就是中间件，MiddleWare。

我们现在来看下几种中间件注册的模式：

以下的代码都把Configure 中的代码全部注释的情况下从零代码开始一个一个注册演示

• 终结者模式

  
  

• public void Configure(IApplicationBuilder app, IWebHostEnvironment env) {  Console.WriteLine("Configure");  app.Run(async (HttpContext context) => {  await context.Response.WriteAsync("Hello World Run"); }); app.Run(async (HttpContext context) => {  await context.Response.WriteAsync("Hello World Run Again");  }); }

运行代码后浏览器可以看到结果如下：

从上面的运行结果可以看出 Run 终结式  只是执行，没有去调用Next  ，一般作为终结点。所谓Run终结式注册，其实只是一个扩展方法，最终还不是得调用Use方法，

• Use 方式注册

    

public void Configure(IApplicationBuilder app, IWebHostEnvironment env) { app.Use(async (context, next) => { await context.Response.WriteAsync("Hello World Use1 <br/>"); await next();//调用下一个中间件 await context.Response.WriteAsync("Hello World Use1 End <br/>"); }); app.Use(async (context, next) => { await context.Response.WriteAsync("Hello World Use2 Again <br/>"); await next(); }); }

以上代码得出的结果如下：

Hello World Use1 <br/>Hello World Use2 Again <br/>

从运行结果 中hello world use 1 end <br/> 并未执行，主要是在它上面 next() 调用了下一个中间件，到那里已经终结到下一个中间件执行去了。

再来看下面的代码运行结果：

public void Configure(IApplicationBuilder app, IWebHostEnvironment env) { app.Use(async (context, next) => { await context.Response.WriteAsync("Hello World Use1 <br/>"); }); app.Use(async (context, next) => { await context.Response.WriteAsync("Hello World Use2 <br/>"); }); }

结果如图：

第二个中间件也并未得到执行，use 方式注册中间件得出的结论是：Use注册动作  不是终结点  ，执行next，就可以执行下一个中间件   如果不执行，就等于Run

• UseWhen可以对HttpContext检测后，增加处理环节；原来的流程还是正常执行的,代码如下 该方式注册可以实现一系列的验证拦截等操作，从管道的上一层管道进行合理性拦截匹配等等系列过滤，可以说类似于Filter 的实现 

public void Configure(IApplicationBuilder app, IWebHostEnvironment env) { app.UseWhen(context => {  return context.Request.Query.ContainsKey("Name"); }, appBuilder => { appBuilder.Use(async (context, next) => { await context.Response.WriteAsync("Hello World Use3 Again Again Again <br/>"); await next(); }); }); }

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看了上面的几个管道应用模块的注册，我们再来一起解读下源代码

IApplicationBuilder 应用程序的组装者，RequestDelegate：传递一个HttpContext，异步操作下，不返回；也就是一个处理动作，Use(Func<RequestDelegate, RequestDelegate> middleware) 委托，传入一个RequestDelegate，返回一个RequestDelegate。ApplicationBuilder里面有个容器IList<Func<RequestDelegate, RequestDelegate>> _components，Use就只是去容器里面添加个元素。最终会Build()一下， 如果没有任何注册，就直接404处理。

 核心代码如下：

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

 public RequestDelegate Build() { RequestDelegate app = context => { // If we reach the end of the pipeline, but we have an endpoint, then something unexpected has happened. // This could happen if user code sets an endpoint, but they forgot to add the UseEndpoint middleware. var endpoint = context.GetEndpoint(); var endpointRequestDelegate = endpoint?.RequestDelegate; if (endpointRequestDelegate != null) { var message = $"The request reached the end of the pipeline without executing the endpoint: '{endpoint.DisplayName}'. " + $"Please register the EndpointMiddleware using '{nameof(IApplicationBuilder)}.UseEndpoints(...)' if using " + $"routing."; throw new InvalidOperationException(message); }

 context.Response.StatusCode = 404; return Task.CompletedTask; };

 foreach (var component in _components.Reverse()) { app = component(app); }

 return app; }

IApplicationBuilder build之后其实就是一个RequestDelegate，能对HttpContext加以处理，默认情况下，管道是空的，就是404；可以根据你的诉求，任意的配置执行，一切全部由开发者自由定制，框架只是提供了一个组装方式

看了源代码后我们再来对上面的中间件进行优雅的封装，封装后的代码如下：

public class FirstMiddleWare {        private readonly RequestDelegate _next; public FirstMiddleWare(RequestDelegate next) { this._next = next;        }         public async Task Invoke(HttpContext context) {            await context.Response.WriteAsync($"{nameof(FirstMiddleWare)},Hello World1!<br/>");            await _next(context); await context.Response.WriteAsync($"{nameof(FirstMiddleWare)},Hello World2!<br/>"); } }

使用注册中间件

public void Configure(IApplicationBuilder app, IWebHostEnvironment env) { app.UseMiddleware<FirstMiddleWare>(); }

我们可以再升级一点点，使用扩展方法，将这个类中的逻辑作为IApplicationBuilder的扩展方法。

public static class MiddleExtend{ public static IApplicationBuilder UseFirstMiddleWare(this IApplicationBuilder builder) { return builder.UseMiddleware<FirstMiddleWare>(); }}

使用时代码如下：

app.UseFirstMiddleWare();

到这里.net core 管道模型和中间件注册使用已经告一段落了，后续我们继续来分享.net core 中的过滤器使用

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