asp.net core mvc 管道之中间件

• http请求处理管道通过注册中间件来实现各种功能，松耦合并且很灵活
• 此文简单介绍asp.net core mvc中间件的注册以及运行过程
• 通过理解中间件，将asp.net core mvc分解，以便更好地学习

中间件写法

• 先看一个简单的中间件，next是下一个委托方法，在本中间件的Invoke方法里面需要执行它，否则处理就会终止，消息处理到此中间件就会返回了
• 因此，根据这个约定，一个中间生成一个委托方法，需要把所有的委托方法处理成嵌套的委托，即每个中间件里面执行下一个委托，这样处理过程就像管道一样连接起来，每个中间件就是管道处理的节点
• 至于为什么要这样写中间件，这是约定好的，还有注意点，下面将会讲到

    public class Middleware
    {
        private readonly RequestDelegate _next;

        public RouterMiddleware(RequestDelegate next)
        {
            _next = next;
        }

        public async Task Invoke(HttpContext httpContext)
        {
            // do something
            await _next.Invoke(httpContext);
            // do something
        }
    }

中间件管道生成

• 以上中间件会通过方法生成一个委托，并添加到委托集合，中间生成委托的过程后面讲

namespace Microsoft.AspNetCore.Builder.Internal
{
    public class ApplicationBuilder : IApplicationBuilder
    {
        private readonly IList<Func<RequestDelegate, RequestDelegate>> _components = new List<Func<RequestDelegate, RequestDelegate>>();
        public IApplicationBuilder Use(Func<RequestDelegate, RequestDelegate> middleware)
        {
            _components.Add(middleware);
            return this;
        }
    }
}

• 最后的ApplicationBuilder.Build方法会处理所有注册的中间件生成的委托集合，将所有中间件生成的委托集合，处理成嵌套的形式，最终得到一个委托，连成一段管道。
• 以下方法首先声明一个响应404的委托方法，把它当成所有中间件的最后一个，当然它不一定会被执行到，因为某个中间件可能不会调用它
• 然后将这个委托作为参数，传入并执行_components这个委托集合里面的每一个委托，_components就是所有注册的中间件生成的委托集合，Reverse方法将集合反转，从最后注册的中间件对应的委托开始处理
• 所以呢中间件的注册是有顺序的，也就是Startup.cs类里面的Configure方法，里面的每个Use开头的方法都对应一个中间件注册，代码的顺序就是注册的顺序，也是执行的顺序，千万不能写错了。因为MVC处于处理流程的最后面，因此UseMvc方法总是位于最后
• 在看component，是从_components委托集合里面取出来的，执行后又得到一个RequestDelegate类型的委托，因此由中间件生成的委托的类型应该是Func<RequestDelegate, RequestDelegate>

        public RequestDelegate Build()
        {
            RequestDelegate app = context =>
            {
                context.Response.StatusCode = 404;
                return Task.CompletedTask;
            };

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

            return app;
        }

中间件生成委托

• 以下是中间件注册方法，实际是调用ApplicationBuilder.Use方法，将中间件生成的委托加入委托集合，完成中间件注册
• app.Use方法参数，就是上面需要的类型Func<RequestDelegate, RequestDelegate>的委托，该委托的参数next就是下一个中间件对应的委托，返回值就是中间件的Invoke方法对应的委托，该方法用到了next
• 源码位于Microsoft.AspNetCore.Builder.UseMiddlewareExtensions这个类

        public static IApplicationBuilder UseMiddleware<TMiddleware>(this IApplicationBuilder app, params object[] args)
        {
            return app.UseMiddleware(typeof(TMiddleware), args);
        }

        public static IApplicationBuilder UseMiddleware(this IApplicationBuilder app, Type middleware, params object[] args)
        {

            // 省略部分代码

            var applicationServices = app.ApplicationServices;
            return app.Use(next =>
            {             

                // 省略部分代码

                var ctorArgs = new object[args.Length + 1];
                ctorArgs[0] = next;
                Array.Copy(args, 0, ctorArgs, 1, args.Length);
                var instance = ActivatorUtilities.CreateInstance(app.ApplicationServices, middleware, ctorArgs);
                if (parameters.Length == 1)
                {
                    return (RequestDelegate)methodinfo.CreateDelegate(typeof(RequestDelegate), instance);
                }

                var factory = Compile<object>(methodinfo, parameters);

                return context =>
                {
                    var serviceProvider = context.RequestServices ?? applicationServices;
                    if (serviceProvider == null)
                    {
                        throw new InvalidOperationException(Resources.FormatException_UseMiddlewareIServiceProviderNotAvailable(nameof(IServiceProvider)));
                    }

                    return factory(instance, context, serviceProvider);
                };
            });
        }

中间件写法约定

• 看以上代码，第一种写法，首先如果中间继承自IMiddleware接口，则调用UseMiddlewareInterface方法。使用了接口规范，那么你也不能乱写了，只需要注意在Invoke方法调用next即可

        private static IApplicationBuilder UseMiddlewareInterface(IApplicationBuilder app, Type middlewareType)
        {
            return app.Use(next =>
            {
                return async context =>
                {
                    var middlewareFactory = (IMiddlewareFactory)context.RequestServices.GetService(typeof(IMiddlewareFactory));
                    if (middlewareFactory == null)
                    {
                        // No middleware factory
                        throw new InvalidOperationException(Resources.FormatException_UseMiddlewareNoMiddlewareFactory(typeof(IMiddlewareFactory)));
                    }

                    var middleware = middlewareFactory.Create(middlewareType);
                    if (middleware == null)
                    {
                        // The factory returned null, it's a broken implementation
                        throw new InvalidOperationException(Resources.FormatException_UseMiddlewareUnableToCreateMiddleware(middlewareFactory.GetType(), middlewareType));
                    }

                    try
                    {
                        await middleware.InvokeAsync(context, next);
                    }
                    finally
                    {
                        middlewareFactory.Release(middleware);
                    }
                };
            });
        }

• 第二种是开头举的例子，不继承自接口
  • 至少要有名为Invoke或InvokeAsync的一个方法

    public static class UseMiddlewareExtensions
    {
        internal const string InvokeMethodName = "Invoke";
        internal const string InvokeAsyncMethodName = "InvokeAsync";
    }
  
    var invokeMethods = methods.Where(m =>
        string.Equals(m.Name, InvokeMethodName, StringComparison.Ordinal)
        || string.Equals(m.Name, InvokeAsyncMethodName, StringComparison.Ordinal)
        ).ToArray();

  • 类的方法只能有一个

                if (invokeMethods.Length > 1)
                {
                    throw new InvalidOperationException(Resources.FormatException_UseMiddleMutlipleInvokes(InvokeMethodName, InvokeAsyncMethodName));
                }

                if (invokeMethods.Length == 0)
                {
                    throw new InvalidOperationException(Resources.FormatException_UseMiddlewareNoInvokeMethod(InvokeMethodName, InvokeAsyncMethodName, middleware));
                }

• 类的返回值是Task

                var methodinfo = invokeMethods[0];
                if (!typeof(Task).IsAssignableFrom(methodinfo.ReturnType))
                {
                    throw new InvalidOperationException(Resources.FormatException_UseMiddlewareNonTaskReturnType(InvokeMethodName, InvokeAsyncMethodName, nameof(Task)));
                }

• 方法的参数至少有一个，且第一个参数必须为是HttpContext

                var parameters = methodinfo.GetParameters();
                if (parameters.Length == 0 || parameters[0].ParameterType != typeof(HttpContext))
                {
                    throw new InvalidOperationException(Resources.FormatException_UseMiddlewareNoParameters(InvokeMethodName, InvokeAsyncMethodName, nameof(HttpContext)));
                }

• 方法的参数如果只有一个，则将UseMiddleware方法传入的自定义参数args加上下一个委托next，得到新的参数数组，然后创建中间件实例，生成Invoke方法对应委托。此处注意，如果中间件的构造函数中有其它参数，但是未注册到ApplicationServices的话，需要在UseMiddleware方法中传入

                var ctorArgs = new object[args.Length + 1];
                ctorArgs[0] = next;
                Array.Copy(args, 0, ctorArgs, 1, args.Length);
                var instance = ActivatorUtilities.CreateInstance(app.ApplicationServices, middleware, ctorArgs);
                if (parameters.Length == 1)
                {
                    return (RequestDelegate)methodinfo.CreateDelegate(typeof(RequestDelegate), instance);
                }

• 方法的参数如果多于一个，则调用Compile方法，生成一个委托，该委托从IServiceProvider中获取需要的参数的实例，再调用Invoke方法，相比上面的情况，多了一步从IServiceProvider获取实例，注入到Invoke而已。
• Compile方法使用了Linq表达式树，源码位于Microsoft.AspNetCore.Builder.UseMiddlewareExtensions，此处不作讲解，因为我也不太懂

                var factory = Compile<object>(methodinfo, parameters);

                return context =>
                {
                    var serviceProvider = context.RequestServices ?? applicationServices;
                    if (serviceProvider == null)
                    {
                        throw new InvalidOperationException(Resources.FormatException_UseMiddlewareIServiceProviderNotAvailable(nameof(IServiceProvider)));
                    }

                    return factory(instance, context, serviceProvider);
                };

总结

• 以上就是通过调试和阅读源码分析得到的结果，写出来之后阅读可能有偏差，但这是为了方便大家理解，感觉这个顺序介绍会好理解点，反正我是理解了，介绍顺序对我影响不大
• 通过动手记录的过程，把之前调试阅读的时候没发现或者没理解的点都找到弄明白了，整明白了中间件的注册过程以及需要注意的书写规范，收获显而易见，所以源码才是最好的文档，而且文档未必有这么详细。通过记录，可以把细节补全甚至弄明白，这一点至关重要，再次体会到其重要性
• 另外，千万不要在大晚上写技术博文啊，总结之类的东西，切记

最后，文章可能有更新，请阅读原文获得更好的体验哦 https://www.cnblogs.com/xxred/p/9576622.html

用心做好每一件事，结果会给你最大的惊喜！