ASP.NET Core中间件用法与官方常用中间件介绍
一、什么是中间件
我们都知道，任何的一个web框架都是把http请求封装成一个管道，每一次的请求都是经过管道的一系列操作，最终才会到达我们写的代码中。而中间件就是用于组成应用程序管道来处理请求和响应的组件。管道内的每一个组件都可以选择是否将请求转交给下一个组件，并在管道中调用下一个组件之前和之后执行某些操作。请求委托被用来建立请求管道，请求委托处理每一个HTTP请求。
中间件可以认为有两个基本的职责：
选择是否将请求传递给管道中的下一个中间件。可以在管道中的下一个中间件前后执行一些工作。请求委托通过使用IApplicationBuilder类型的Run、Map以及Use扩展方法来配置，并在Startup类中传给Configure方法。每个单独的请求委托都可以被指定为一个内嵌匿名方法，或其定义在一个可重用的类中。这些可以重用的类被称作“中间件”或“中间件组件”。每个位于请求管道内的中间件组件负责调用管道中下一个组件，或适时短路调用链。中间件是一个典型的AOP应用。
ASP.NET Core请求管道由一系列的请求委托所构成，它们一个接着一个的被调用，看下面一张微软官方的中间件请求管道图（图中执行线程按黑色箭头的顺序执行）：
中间件短路：每一个委托在下一个委托之前和之后都有机会执行操作。任何委托都能选择停止传递到下一个委托，而是结束请求并开始响应，这就是请求管道的短路，这是一种有意义的设计，因为它可以避免一些不必要的工作。比如说，一个授权（authorization）中间件只有在通过身份验证之后才能调用下一个委托，否则它就会被短路，并返回“Not Authorized”的响应。异常处理委托需要在管道的早期被调用，这样它们就能够捕捉到发生在管道内更深层次出现的异常了。短路可以用下面这张图来表示：
在上图中，我们可以把中间件1认为是身份认证的中间件，HTTP请求发送过来，首先经过身份认证中间件，如果身份认证失败，那么就直接给出响应并返回，不会再把请求传递给下面的中间件2和中间件3.
中间件的执行跟调用的顺序有关，然后在响应时则以相反的顺序返回。
请求在每一步都可能被短路，所以我们要以正确的顺序添加中间件，如异常处理中间件，我们要添加在最开始的地方，这样就能第一时间捕获异常，以及后续中间可能发生的异常，然后最终做处理返回。
我们来看看Configure方法里面提供了哪些中间件：
public void Configure(IApplicationBuilder app, IWebHostEnvironment env){if (env.IsDevelopment()){// 异常中间件app.UseDeveloperExceptionPage();}// 路由中间件app.UseRouting();// 授权中间件app.UseAuthorization();// 终结点中间件app.UseEndpoints(endpoints =>{endpoints.MapControllers();});}
中间件和过滤器的区别
中间件和过滤器都是一种AOP的思想，他们的功能类似，那么他们有什么区别呢？
过滤器更加贴合业务，它关注于应用程序本身，关注的是如何实现业务，比如对输出结果进行格式化，对请求的ViewModel进行数据校验，这时就肯定要使用过滤器了。过滤器是MVC的一部分，它可以拦截到你Action上下文的一些信息，而中间件是没有这个能力的。可以认为过滤器是附加性的一种功能，它只是中间件附带表现出来的特征。中间件是管道模型里重要的组成部分，不可或缺，而过滤器可以没有。
二、中间件常用方法
中间件中定义了Run、Use、Map、MapWhen几种方法，我们下面一一讲解这几种方法。
1、Run方法
我们先来看到Run()方法的定义：
中定义中可以看出：Run()方法中只有一个RequestDelegate委托类型的参数，没有Next参数，所以Run()方法也叫终端中间件，不会将请求传递给下一个中间件，也就是发生了“短路”。看下面的代码：
// Run方法向应用程序的请求管道中添加一个RequestDelegate委托// 放在管道最后面，终端中间件app.Run(handler: async context => {await context.Response.WriteAsync(text: "Hello World1rn");});app.Run(handler: async context =>{await context.Response.WriteAsync(text: "Hello World2rn");});
程序运行结果：
可以看到：只输出了中间件1的信息，没有输出中间件2的信息，说明发生了短路。
注意：Run()方法被称为终端中间件，要放在所有中间件的最后面，否则在Run()方法后面的中间件将不会被执行。
2、Use方法
我们先来看看Use()方法的定义：
可以看出：Use方法的参数是一个Func委托，输入参数是一个RequestDelegate类型的委托，返回参数也是一个RequestDelegate类型的委托，这里表示调用下一个中间件，我们在来看看RequestDelegate委托的定义：
可以看出：RequestDelegate是一个委托，有一个HttpContext类型的参数，HttPContext表示Http请求上下文，可以获取请求信息，返回值是Task类型，明白了Use()方法的参数以后，我们写一个自定义的Use()方法：
// 向应用程序的请求管道中添加一个Func委托，这个委托其实就是所谓的中间件。// context参数是HttpContext，表示HTTP请求的上下文对象// next参数表示管道中的下一个中间件委托,如果不调用next，则会使管道短路// 用Use可以将多个中间件链接在一起app.Use(async (context, next) =>{await context.Response.WriteAsync(text: "hello Use1rn");// 调用下一个委托await next();});app.Use(async (context, next) =>{await context.Response.WriteAsync(text: "hello Use2rn");// 调用下一个委托await next();});
程序运行结果：
我们在上面说过，可以在调用中间件之前和之后做一些工作，看下面的代码：
// 向应用程序的请求管道中添加一个Func委托，这个委托其实就是所谓的中间件。// context参数是HttpContext，表示HTTP请求的上下文对象// next参数表示管道中的下一个中间件委托,如果不调用next，则会使管道短路// 用Use可以将多个中间件链接在一起app.Use(async (context, next) =>{// 解决中文乱码问题context.Response.ContentType = "text/plain; charset=utf-8";await context.Response.WriteAsync(text: "中间件1：传入请求rn");// 调用下一个委托await next();await context.Response.WriteAsync(text: "中间件1：传出响应rn");});app.Use(async (context, next) =>{await context.Response.WriteAsync(text: "中间件2：传入请求rn");// 调用下一个委托await next();await context.Response.WriteAsync(text: "中间件2：传出响应rn");});app.Run(handler:async context =>{await context.Response.WriteAsync(text: "中间件3：处理请求并生成响应rn");});
程序运行结果：
我们可以总结上面代码的执行顺序：
请求先到达中间件1，然后输出（中间件1：传入请求）然后中间件1调用next()。next()会调用管道中的中间件2。中间件2输出（中间件2：传入请求）。然后中间件2会调用next()。next()在调用管道中的中间件3。中间件3处理请求并生成响应，不在调用下一个中间件，所以我们看到输出（中间件3：处理请求并生成响应）。这时管理开始发生逆转。此时控制器将交回到中间件2，并将中间件3生成的响应传递给它。中间件2输出（中间件2：传出响应）。最后，中间件2在将控制权交给中间件1。中间件1最后输出（中间件1：传出响应），这就是我们最后看的的结果。我们知道：Use()方法中有两个参数，next参数表示调用管道中的下一个中间件，如果不调用next，那么也会使管道发生短路，相当于Run()方法，看下面的代码：
// 向应用程序的请求管道中添加一个Func委托，这个委托其实就是所谓的中间件。// context参数是HttpContext，表示HTTP请求的上下文对象// next参数表示管道中的下一个中间件委托,如果不调用next，则会使管道短路// 用Use可以将多个中间件链接在一起app.Use(async (context, next) =>{// 解决中文乱码问题context.Response.ContentType = "text/plain; charset=utf-8";await context.Response.WriteAsync(text: "中间件1：传入请求rn");// 调用下一个委托await next();await context.Response.WriteAsync(text: "中间件1：传出响应rn");});app.Use(async (context, next) =>{await context.Response.WriteAsync(text: "中间件2：传入请求rn");// 调用下一个委托await next();await context.Response.WriteAsync(text: "中间件2：传出响应rn");});//app.Run(handler:async context =>//{//await context.Response.WriteAsync(text: "中间件3：处理请求并生成响应rn");//});// Use方法也可以不调用next，表示发生短路app.Use(async (context, next) =>{await context.Response.WriteAsync(text: "中间件3：处理请求并生成响应rn");});
程序运行结果：
可以看出：如果使用Use()方法，不调用next，实现的效果跟使用Run()方法一样，都会使管道发生短路。
3、Map方法
Map作为惯例，将管道分流。Map根据给定请求路径匹配将请求管道分流。如果请求路径以指定路径开始，则执行分支。看一下Map()方法的定义：
可以看到Map方法有两个参数：第一个参数是匹配规则，第二个参数是Action泛型委托，泛型委托参数是IApplicationBuilder类型，和Configure方法的第一个参数类型相同。这就表示可以把实现了Action泛型委托的方法添加到中间件管道中执行。
我们首先定义一个方法，该方法的参数是IApplicationBuilder类型：
/// <summary>/// 自定义方法/// </summary>/// <param name="app">IApplicationBuilder</param>private void HandleMap1(IApplicationBuilder app){app.Run(handler: async context => {await context.Response.WriteAsync(text: "Hello Map1");});}/// <summary>/// 自定义方法/// </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方法的代码：
// Map可以根据匹配的URL来选择执行，简单来说就是根据URL进行分支选择执行// 有点类似于MVC中的路由// 匹配的URL：http://l*ocalho**st:5000/Map1app.Map(pathMatch: "/Map1", configuration: HandleMap1);// 匹配的URL：http://loca*lh**ost:5000/Map2app.Map(pathMatch: "/Map2", configuration: HandleMap2);
运行程序，然后在浏览器地址栏里面输入：http://loca*l*ho*st:5000/Map1，输出结果：
在地址栏里面在输入：http://*localh**ost:5000/Map2，输出结果：
Map还支持嵌套，看下面的代码：
// 嵌套Mapapp.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");});});
访问http://l*oc*alhost*:5000/Map1/123输出结果：
访问http://lo*ca**lhost:5000/Map1输出结果：
访问http://loca*l*ho*st:5000/Map1/Map2输出结果：
Map也可以同时匹配多个段，看下面的代码：
运行程序，输出结果：
访问http://loca*l*ho*st:5000/Map1/Map2输出结果：
4、Mapwhen方法
MapWhen是基于给定的谓词分支请求管道。任何使Func<HttpContext,bool>返回true的谓词的请求都被映射到新的管道分支。
我们先来看看Mapwhen方法的定义：
可以看出：MapWhen方法有两个参数：第一个参数是Func类型的委托，输入参数是HttpContext，输出参数是bool类型。第二个参数是Action委托，参数是IApplicationBuilder类型，表示也可以把实现Action委托的方法添加到中间件管道中执行。
看下面的例子，如果url中包括name查询参数，则执行HandleName方法，如果包含age查询参数，则执行HandleAge方法，否则执行Run()方法。
HandleName和HandleAge方法定义如下：
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: $"This age is: {context.Request.Query["age"]}");});}
对应的MapWhen方法定义如下：
// 如果访问的url参数中包含name，则执行HandleNameapp.MapWhen(// Func委托，输入参数是HttpContext，返回bool值predicate: context =>{// 判断url参数中是否包含namereturn context.Request.Query.ContainsKey("name");}, configuration: HandleName);// 如果访问的url参数中包含name，则执行HandleAgeapp.MapWhen(// Func委托，输入参数是HttpContext，返回bool值predicate: context =>{// 判断url参数中是否包含agereturn context.Request.Query.ContainsKey("age");}, configuration: HandleAge);app.Run(async context => {await context.Response.WriteAsync("There is non-Map delegate rn");});
运行程序，输出结果：
在url里面添加name查询参数输出结果：
在url里面添加age查询参数输出结果：
三、自定义中间件
在上面的例子中，我们都是使用的官方中间件自动的方法，其实我们也可以自己编写一个中间件。
中间件遵循显示依赖原则，并在其构造函数中暴露所有依赖项。中间件能够利用UseMiddleware<T>扩展方法的优势，直接通过它们的构造函数注入服务。依赖注入服务是自动完成填充的。
ASP.NET Core约定中间件类必须包括以下内容：
具有类型为RequestDelegate参数的公共构造函数。必须有名为Invoke或InvokeAsync的公共方法，此方法必须满足两个条件：方法返回类型是Task、方法的第一个参数必须是HttpContext类型。我们自定义一个记录IP的中间件，新建一个类RequestIPMiddleware，代码如下：
using Microsoft.AspNetCore.Http;using System.Threading.Tasks;namespace MiddlewareDemo.Middleware{/// <summary>/// 记录IP地址的中间件/// </summary>public class RequestIPMiddleware{// 私有字段private readonly RequestDelegate _next;/// <summary>/// 公共构造函数，参数是RequestDelegate类型/// 通过构造函数进行注入，依赖注入服务会自动完成注入/// </summary>/// <param name="next"></param>public RequestIPMiddleware(RequestDelegate next){_next = next;}/// <summary>/// Invoke方法/// 返回值是Task，参数类型是HttpContext/// </summary>/// <param name="context">Http上下文</param>/// <returns></returns>public async Task Invoke(HttpContext context){await context.Response.WriteAsync($"User IP:{context.Connection.RemoteIpAddress.ToString()}rn");// 调用管道中的下一个委托await _next.Invoke(context);}}}
然后创建一个扩展方法，对IApplicationBuilder进行扩展：
using Microsoft.AspNetCore.Builder;namespace MiddlewareDemo.Middleware{public static class RequestIPExtensions{/// <summary>/// 扩展方法，对IApplicationBuilder进行扩展/// </summary>/// <param name="builder"></param>/// <returns></returns>public static IApplicationBuilder UseRequestIP(this IApplicationBuilder builder){// UseMiddleware<T>return builder.UseMiddleware<RequestIPMiddleware>();}}}
最后在Startup类的Configure方法中使用自定义中间件：
// 使用自定义中间件app.UseRequestIP();
运行程序，查看结果：
这样就完成了一个自定义中间件。
四、官方常用中间件
1、异常处理中间件
当应用程序在开发环境中运行时，开发人员异常页中间件（UseDeveloperExceptionPage）报告应用程序运行时的错误。
当应用程序在生产环境中运行时，异常处理中间件（UseExceptionHandler）捕获下面中间件中引发的异常。
2、HTTPS重定向中间件
HTTPS重定向中间件（UseHttpsRedirection）会将HTTP请求重定向到HTTPS。
3、静态文件中间件
静态文件中间件（UseStaticFiles）返回静态文件，并简化进一步请求处理。
4、Cookie中间件
Cookie策略中间件（UseCookiePolicy）使应用符合欧盟一般数据保护条例的规定。
5、路由中间件
路由中间件（UseRouting）用于路由的请求。
6、身份认证中间件
身份认证中间件（UseAuthentication）尝试对用户进行身份验证，验证通过之后才会允许用户访问安全资源。
7、授权中间件
授权中间件（UseAuthorization）用于授权验证通过的用户可以访问哪些资源。
8、会话中间件
会话中间件（UseSession）建立和维护会话状态。如果应用程序使用会话状态，请在Cookie策略中间件之后和MVC中间件之前调用会话中间件。
9、终结点路由中间件
终结点路由中间件（UseEndpoints）用于将Razor Pages终结点添加到请求管道。
更多中间件组件可以到aspnet 的GitHub仓库中查看：https://github*.c**om/aspnet。
示例代码GitHub地址：https://gi*thub*.*com/jxl1024/Middleware
到此这篇关于ASP.NET Core中间件用法与官方常用中间件的文章就介绍到这了。希望对大家的学习有所帮助，也希望大家多多支持一聚教程网。
