目錄

• 1.委托形式
• 2.強(qiáng)類型中間件
• 2.1.定義中間件的依賴
• 2.2.定義中間件類型
• 3.基于約定的中間件
• 3.1.約定規(guī)則
• 3.2.應(yīng)用實(shí)現(xiàn)
• 總結(jié)

ASP.NET Core應(yīng)用本質(zhì)上，其實(shí)就是由若干個(gè)中間件構(gòu)建成的請(qǐng)求處理管道。管道相當(dāng)于一個(gè)故事的框架，而中間件就相當(dāng)于故事中的某些情節(jié)。同一個(gè)故事框架采用不同的情節(jié)拼湊，最終會(huì)體現(xiàn)出不同風(fēng)格的故事。而我們的ASP.NET Core應(yīng)用也正是如此，同一管道采用不同的中間件組合，最終也會(huì)呈現(xiàn)出不同的應(yīng)用形態(tài)。

從上述的概念種可以看出，中間件在ASP.NET Core應(yīng)用有著舉足輕重的地位。雖然ASP.NET Core為我們提供了一組豐富的內(nèi)置中間件，但有些時(shí)候我們可能會(huì)需要自定義一些中間件，將其穿插到管道中，以便滿足我們特定業(yè)務(wù)場(chǎng)景的需求，所以本文將介紹3種方式來滿足自定義中間件的需求。

1.委托形式

在應(yīng)用程序代碼中，我們可以從用于注冊(cè)中間件的Use方法中看出，所謂管道中的中間件其實(shí)就是一種委托類型的對(duì)象，這個(gè)具體的委托對(duì)象體現(xiàn)為“Fun<RequestDelegate,RequestDelegate>”。

從Fun<RequestDelegate,RequestDelegate>委托的定義可以看出，該委托類型的入?yún)⒑头祷刂刀际且粋€(gè)RequestDelegate委托類型的對(duì)象。RequestDelegate委托類型其實(shí)就是管道在代碼中的體現(xiàn)形式，該委托類型承載很多關(guān)于請(qǐng)求響應(yīng)的重要信息，定義如下：

public delegate Task RequestDelegate(HttpContext context);

Fun<RequestDelegate,RequestDelegate>委托中，入?yún)⒌腞equestDelegate對(duì)象表示由上一個(gè)中間件構(gòu)建的管道，返回值的RequestDelegate對(duì)象表示：將當(dāng)前中間件基于上一個(gè)管道處理后生成的新管道。由于中間件體現(xiàn)為一個(gè)Fun<RequestDelegate,RequestDelegate>委托對(duì)象，那么這就代表我們可以定義一個(gè)與該委托具有一致聲明的方法作為自定義中間件的方式。具體的代碼實(shí)現(xiàn)方式如下：

//創(chuàng)建應(yīng)用var app = WebApplication.Create(args);//轉(zhuǎn)換獲得應(yīng)用建造者IApplicationBuilder appBuilder = app;//注冊(cè)自定義的中間件appBuilder.Use(SayHi);//運(yùn)行應(yīng)用app.Run();//定義為Fun<RequestDelegate,RequestDelegate>類型的方法static RequestDelegate SayHi(RequestDelegate  request)    => httpContext => httpContext.Response.WriteAsync("Hello");

上面的代碼是在一個(gè)原始的控制臺(tái)程序中編寫的，并且自行進(jìn)行了主機(jī)應(yīng)用的構(gòu)建。在代碼中定義了一個(gè)和Fun<RequestDelegate,RequestDelegate>委托簽名一致的SayHi方法，并以此方法作為中間件進(jìn)行了引用。雖然這是一個(gè)可行的方式，但在實(shí)際開發(fā)的工作場(chǎng)景中，其實(shí)很少會(huì)使用委托形式作為自定義中間件的方式。在此處之所以演示這種形式，主要是為了表面中間件本質(zhì)是一個(gè)委托，并且不管通過什么形式去定義中間件，它最終都會(huì)體現(xiàn)為一個(gè)Fun<RequestDelegate,RequestDelegate>委托對(duì)象。

2.強(qiáng)類型中間件

在實(shí)際的開發(fā)過程中，基本上都會(huì)將自定義的中間件定義為一個(gè)具體類型，而對(duì)于使用強(qiáng)類型的中間件而言，則我們定義的中間件類型必須實(shí)現(xiàn)IMiddleware接口。既然通過一個(gè)具體類型來定義中間件，類型在使用上則勢(shì)必會(huì)與其他類型產(chǎn)生依賴關(guān)聯(lián)性，那么對(duì)于中間件類型中依賴服務(wù)的實(shí)例化，框架則要求我們使用依賴注入的方式。接下來我們將通過代碼示例演示如何定義一個(gè)強(qiáng)類型的中間件。

2.1.定義中間件的依賴

下面代碼定義的類型是我們預(yù)先為中間件類型定義的依賴項(xiàng)，ISeasonTips接口類型的作用主要是，根據(jù)不同月份獲取對(duì)應(yīng)的季節(jié)，并輸出對(duì)應(yīng)季節(jié)的注意事項(xiàng)，其中SeasonTips類型是接口的默認(rèn)實(shí)現(xiàn)。

public interface ISeasonTips    {string Prompt(DateTimeOffset time);    }    public class SeasonTips : ISeasonTips    {//根據(jù)不同月份提示季節(jié)注意事項(xiàng)public string Prompt(DateTimeOffset time) => time.Month switch{    var h when h >= 3 && h <= 5 => "春天到了，早晚溫差比較大，要注意別感冒。",    var h when h >= 6 && h <= 8 => "夏天到了，天氣炎熱，要注意別防嗮。",    var h when h >= 9 && h <= 11 => "秋天到了，天氣干燥，要注意多喝水。",    _ => "冬天到了，天氣寒冷，要注意防寒保暖。"}; //END Prompt()      }

2.2.定義中間件類型

下面的代碼中，我們定義了一個(gè)名為SeasonMiddleware的中間件類型，并實(shí)現(xiàn)IMiddleware接口。該中間件的處理請(qǐng)求的邏輯在InvokeAsync方法中，該方法調(diào)用其依賴類型的Prompt方法，根據(jù)當(dāng)前時(shí)間獲取當(dāng)前季節(jié)的注意事項(xiàng)進(jìn)行輸出。在該調(diào)用該方法后，我們還對(duì)InvokeAsync的另一個(gè)參數(shù)：“RequestDelegate類型的委托對(duì)象”進(jìn)行了調(diào)用，以便執(zhí)行管道中的下一個(gè)中間件。另外，對(duì)于中間件依賴的類型ISeasonTips，我們將其定義在構(gòu)造函數(shù)的參數(shù)列表上，以便依賴注入容器提供相應(yīng)的實(shí)例。

/// <summary>    /// 強(qiáng)類型中間件    /// </summary>    public class SeasonMiddleware : IMiddleware    {//依賴類型，通過構(gòu)造函數(shù)進(jìn)行依賴注入private readonly ISeasonTips _seasonTips;public SeasonMiddleware(ISeasonTips seasonTips){    _seasonTips = seasonTips;}//調(diào)用依賴的“季節(jié)提示類型”，根據(jù)當(dāng)前時(shí)間獲取當(dāng)前季節(jié)的注意事項(xiàng)，并進(jìn)行響應(yīng)輸出public async Task InvokeAsync(HttpContext context, RequestDelegate next){    await context.Response.WriteAsync(_seasonTips.Prompt(DateTimeOffset.Now));    //調(diào)用管道中的下一個(gè)中間件    await next(context);}  // END InvokeAsync()    }  // END Class

在下面的代碼中我們對(duì)自定義的“強(qiáng)類型中間件”進(jìn)行了應(yīng)用。由于“強(qiáng)類型中間件”的實(shí)例以及依賴都是由依賴注入容器提供的，所以不僅要對(duì)依賴的服務(wù)進(jìn)行注冊(cè)，還要對(duì)自身的中間件類型進(jìn)行服務(wù)注冊(cè)。在服務(wù)注冊(cè)之后，我們使用WebApplication對(duì)象的UseMiddleware<SeasonMiddleware>擴(kuò)展方法，將該中間件添加到應(yīng)用程序的請(qǐng)求管道中。由于在該中間件后沒有其他中間件的處理，所以我們通過調(diào)用Run擴(kuò)展方法注冊(cè)了管道末端的中間件，以便結(jié)束當(dāng)前請(qǐng)求，將響應(yīng)輸出到客戶端。

using dotNet6Demo;//創(chuàng)建“應(yīng)用建造者”var builder = WebApplication.CreateBuilder(args);//服務(wù)注冊(cè)builder.Services.AddSingleton<ISeasonTips, SeasonTips>().AddSingleton<SeasonMiddleware>();//構(gòu)建應(yīng)用var app = builder.Build();//引用強(qiáng)類型中間件app.UseMiddleware<SeasonMiddleware>();//末端的中間件app.Run(async (context) =>{    await context.Response.WriteAsync("請(qǐng)求結(jié)束");});//運(yùn)行應(yīng)用app.Run();

到目前為止，結(jié)合本示例以上的3個(gè)步驟，啟動(dòng)運(yùn)行程序就可以驗(yàn)證自定義強(qiáng)類型中間件的效果了。

3.基于約定的中間件

對(duì)于ASP.NET的開發(fā)者而言，基于約定的編程模式應(yīng)該不會(huì)陌生。例如在ASP.NET MVC框架中，“Action”默認(rèn)查找視圖就有一種基于約定的規(guī)則，即“Action”首先會(huì)在Views目錄中查找與當(dāng)前“Controller”同名的目錄，然后在該目錄中查找與“Action”同名的視圖文件。這種基于約定的設(shè)計(jì)方式，在自定義中間件領(lǐng)域也同樣使用到了，即基于約定的中間件。

3.1.約定規(guī)則

基于約定的中間件它不必像強(qiáng)類型中間件那樣，必須實(shí)現(xiàn)IMiddleware接口或繼承某些基類，它只用按照框架約定的方式定義中間件類型即可，具體的約定規(guī)則如下：

1. 中間件類型必須要定義為一個(gè)公共的、可供外界實(shí)例化的類型，靜態(tài)類型無效；
2. 構(gòu)造函數(shù)的參數(shù)中必須包含RequestDelegate類型，如果存在依賴類型則也必須包含在構(gòu)造函數(shù)中；

必須定義InvokeAsync或Invoke方法，方法簽名為：public Task Invoke(HttpContext context);

對(duì)以上的約定進(jìn)行一個(gè)補(bǔ)充說明：構(gòu)造函數(shù)的參數(shù)列表要包含依賴的類型，是為了依賴注入容器對(duì)依賴類型提供實(shí)例；RequestDelegate參數(shù)具有傳遞性，表示由后續(xù)中間件構(gòu)建的管道，當(dāng)前中間件利用它將請(qǐng)求轉(zhuǎn)交給后續(xù)管道進(jìn)行處理。InvokeAsync或Invoke方法主要是代表中間件在管道中處理請(qǐng)求的邏輯。

3.2.應(yīng)用實(shí)現(xiàn)

下面我們?cè)?ldquo;強(qiáng)類型中間件”示例的基礎(chǔ)上，根據(jù)約定規(guī)則將SeasonMiddleware類型改造為“基于約定的中間件”，代碼如下：

/// <summary>    /// 基于約定的中間件    /// </summary>    public class SeasonMiddleware    {private readonly ISeasonTips _seasonTips;private readonly RequestDelegate _next;public SeasonMiddleware(ISeasonTips seasonTips, RequestDelegate next){    _seasonTips = seasonTips;    _next = next;}//調(diào)用依賴的“季節(jié)提示類型”，根據(jù)當(dāng)前時(shí)間獲取當(dāng)前季節(jié)的注意事項(xiàng)，并進(jìn)行響應(yīng)輸出public async Task InvokeAsync(HttpContext context){    await context.Response.WriteAsync(_seasonTips.Prompt(DateTimeOffset.Now));    //調(diào)用管道中的下一個(gè)中間件    await _next(context);}  // END InvokeAsync()    }  // END Class

在中間件引用方面，“基于約定的中間件”同樣可以使用“app.UseMiddleware<SeasonMiddleware>()”的方式進(jìn)行引用，但是在此我們介紹一種較為常用的方式，就是將自定義中間件的引用方式進(jìn)行封裝，將其作為IApplicationBuilder類型的擴(kuò)展方法來使用，擴(kuò)展方法定義的代碼如下：

public static class SeasonMiddlewareExtensions    {public static IApplicationBuilder UseSeason(this IApplicationBuilder builder){    return builder.UseMiddleware<SeasonMiddleware>();}    }

接下來在示例應(yīng)用方面，將其調(diào)整為使用“基于約定中間件”的形式，并使用擴(kuò)展方法引用中間件。

using dotNet6Demo;//創(chuàng)建“應(yīng)用建造者”var builder = WebApplication.CreateBuilder(args);//服務(wù)注冊(cè)builder.Services.AddSingleton<ISeasonTips, SeasonTips>();//構(gòu)建應(yīng)用var app = builder.Build();//通過自定義擴(kuò)展方法 引用中間件app.UseSeason();//末端的中間件app.Run(async (context) =>{    await context.Response.WriteAsync("請(qǐng)求結(jié)束");});//運(yùn)行應(yīng)用app.Run();

在對(duì)以上中間件應(yīng)用方面，我們能可以看出“基于約定的中間件”類型并沒有進(jìn)行服務(wù)注冊(cè)，而“強(qiáng)類型中間件”類型卻進(jìn)行了服務(wù)注冊(cè)，這是因?yàn)閮烧咴谔峁?shí)例的方式上有著本質(zhì)的區(qū)別。

“基于約定的中間件”的實(shí)例是在應(yīng)用啟動(dòng)時(shí)便可提供的，并且只能指定的一個(gè)固定的生命周期模式“Singleton”，所以該類型中間件具有和應(yīng)用程序一樣的生存期，直到應(yīng)用程序關(guān)閉才會(huì)釋放。

“強(qiáng)類型中間件”的實(shí)例并不是在應(yīng)用啟動(dòng)時(shí)提供的，它需要根據(jù)服務(wù)注冊(cè)時(shí)指定的生命周期，來決定創(chuàng)建提供的時(shí)機(jī)。例如“強(qiáng)類型中間件”注冊(cè)的生命周期為“Scoped”，那么依賴注入容器會(huì)根據(jù)客戶端的請(qǐng)求實(shí)時(shí)創(chuàng)建中間件的實(shí)例，請(qǐng)求處理完成后才會(huì)被釋放。

總結(jié)

中間件的使用地位在ASP.NET Core中絕對(duì)是毋庸置疑的，那么對(duì)于較為復(fù)雜的項(xiàng)目而言，自定義中間件的需求絕對(duì)是“繞不開的彎”，所以我們必須掌握自定義中間件的方式。

本文介紹了3種可以實(shí)現(xiàn)自定義ASP.NET Core中間件的方式。其中第一種并不推崇作為實(shí)戰(zhàn)運(yùn)用的手段，其目的是為了讓我們明白：中間件最終的體現(xiàn)形式其實(shí)就是一個(gè)委托對(duì)象，該委托對(duì)象承載了請(qǐng)求上下信息，并具有傳遞性。在實(shí)際的使用中，我們可以在第二種和第三種中進(jìn)行選擇，也就是“強(qiáng)類型中間件”和“基于約定的中間件”，從兩者的特點(diǎn)上來看，“基于約定的中間件”在使用方面會(huì)更加的方便，但是其生命周期模式只能局限于Singleton。而“強(qiáng)類型中間件”可以通過服務(wù)注冊(cè)為中間件實(shí)例指定任意的生命周期模式，相比更加靈活。

對(duì)于具體的選擇，我們想我們還是交給我們實(shí)際的運(yùn)用場(chǎng)景。

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