前言

中間件(Middleware)對于Asp.NetCore項目來說，不能說重要，而是不能缺少，因為Asp.NetCore的請求管道就是通過一系列的中間件組成的；在服務器接收到請求之后，請求會經過請求管道進行相關的過濾或處理；

正文

那中間件是那路大神？

會經常聽說，需要注冊一下中間件，如圖：

所以說，中間件是針對請求進行某種功能需求封裝的組件，而這個組件可以控制是否繼續執行下一個中間件；如上圖中的app.UserStaticFiles()就是注冊靜態文件處理的中間件，在請求管道中就會處理對應的請求，如果沒有靜態文件中間件，那就處理不了靜態文件(如html、css等)；這也是Asp.NetCore與Asp.Net不一樣的地方，前者是根據需求添加對應的中間件，而后者是提前就全部準備好了，不管用不用，反正都要路過，這也是Asp.NetCore性能比較好的原因之一；

而對于中間件執行邏輯，官方有一個經典的圖：

如圖所示，請求管道由一個個中間件(Middleware)組成，每個中間件可以在請求和響應中進行相關的邏輯處理，在有需要的情況下，當前的中間件可以不傳遞到下一個中間件，從而實現斷路；如果這個不太好理解，如下圖：

每層外圈代表一個中間件，黑圈代表最終的Action方法，當請求過來時，會依次經過中間件，Action處理完成后，返回響應時也依次經過對應的中間件，而執行的順序如箭頭所示；(這里省去了一些其他邏輯，只說中間件)。

好了好了，理論說不好，擔心把看到的小伙伴繞進去了，就先到這吧，接下來從代碼中看看中間件及請求管道是如何實現的；老規矩，找不到下手的地方，就先找能"摸"的到的地方，這里就先扒靜態文件的中間件：

namespace Microsoft.AspNetCore.Builder {public static class StaticFileExtensions{//?調用就是這個擴展方法public static IApplicationBuilder UseStaticFiles(this IApplicationBuilder app){if (app == null){throw new ArgumentNullException(nameof(app));}//?這里調用了?IApplicationBuilder?的擴展方法return app.UseMiddleware<StaticFileMiddleware>();}//?這里省略了兩個重載方法，是可以指定參數的} }

UseMiddleware方法實現

// 看著調用的方法 public static IApplicationBuilder UseMiddleware<TMiddleware>(this IApplicationBuilder app, params object[] args) {// 內部調用了以下方法return app.UseMiddleware(typeof(TMiddleware), args); } //?其實這里是對自定義中間件的注冊，這里可以不用太深入了解 public static IApplicationBuilder UseMiddleware(this IApplicationBuilder app, Type middleware, params object[] args) {if (typeof(IMiddleware).GetTypeInfo().IsAssignableFrom(middleware.GetTypeInfo())){// IMiddleware doesn't support passing args directly since it's// activated from the containerif (args.Length > 0){throw new NotSupportedException(Resources.FormatException_UseMiddlewareExplicitArgumentsNotSupported(typeof(IMiddleware)));}return UseMiddlewareInterface(app, middleware);}// 取得容器var applicationServices = app.ApplicationServices;// 反編譯進行包裝成注冊中間件的樣子(Func<ReuqestDelegate,RequestDelegate>)，但可以看到本質使用IApplicationBuilder中Use方法return app.Use(next =>{// 獲取指定類型中的方法列表var methods = middleware.GetMethods(BindingFlags.Instance | BindingFlags.Public);// 找出名字是Invoke或是InvokeAsync的方法var invokeMethods = methods.Where(m =>string.Equals(m.Name, InvokeMethodName, StringComparison.Ordinal)|| string.Equals(m.Name, InvokeAsyncMethodName, StringComparison.Ordinal)).ToArray();// 如果有多個方法 ，就拋出異常，這里保證方法的唯一if (invokeMethods.Length > 1){throw new InvalidOperationException(Resources.FormatException_UseMiddleMutlipleInvokes(InvokeMethodName, InvokeAsyncMethodName));}// 如果沒有找到，也就拋出異常if (invokeMethods.Length == 0){throw new InvalidOperationException(Resources.FormatException_UseMiddlewareNoInvokeMethod(InvokeMethodName, InvokeAsyncMethodName, middleware));}// 取得唯一的方法Invoke或是InvokeAsync方法var methodInfo = invokeMethods[0];// 判斷類型是否返回Task,如果不是就拋出異常，要求返回Task的目的是為了后續包裝RequestDelegateif (!typeof(Task).IsAssignableFrom(methodInfo.ReturnType)){throw new InvalidOperationException(Resources.FormatException_UseMiddlewareNonTaskReturnType(InvokeMethodName, InvokeAsyncMethodName, nameof(Task)));}// 判斷方法的參數，參數的第一個參數必須是HttpContext類型var parameters = methodInfo.GetParameters();if (parameters.Length == 0 || parameters[0].ParameterType != typeof(HttpContext)){throw new InvalidOperationException(Resources.FormatException_UseMiddlewareNoParameters(InvokeMethodName, InvokeAsyncMethodName, nameof(HttpContext)));}// 開始構造RequestDelegate對象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);// 如果參數只有一個HttpContext 就包裝成一個RequestDelegate返回if (parameters.Length == 1){return (RequestDelegate)methodInfo.CreateDelegate(typeof(RequestDelegate), instance);}// 如果參數有多個的情況就單獨處理，這里不詳細進去了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);};}); }

以上代碼其實現在拿出來有點早了，以上是對自定義中間件的注冊方式，為了扒代碼的邏輯完整，拿出來了；這里可以不用深究里面內容，知道內部調用了IApplicationBuilder的Use方法即可；

由此可見，IApplicationBuilder就是構造請求管道的核心類型，如下：

namespace Microsoft.AspNetCore.Builder {public interface IApplicationBuilder{//?容器，用于依賴注入獲取對象的IServiceProvider ApplicationServices{get;set;}//?屬性集合，用于中間件共享數據IDictionary<string, object> Properties{get;}// 針對服務器的特性IFeatureCollection ServerFeatures{get;}//?構建請求管道RequestDelegate Build();// 克隆實例的IApplicationBuilder?New();// 注冊中間件IApplicationBuilder Use(Func<RequestDelegate, RequestDelegate> middleware);} }

IApplicationBuilder的默認實現就是ApplicationBuilder，走起，一探究竟：

namespace Microsoft.AspNetCore.Builder { // 以下 刪除一些屬性和方法，具體可以私下看具體代碼public class ApplicationBuilder : IApplicationBuilder{// 存儲注冊中間件的鏈表private?readonly?IList<Func<RequestDelegate,?RequestDelegate>>?_components?=?new?List<Func<RequestDelegate,?RequestDelegate>>();// 注冊中間件public IApplicationBuilder Use(Func<RequestDelegate, RequestDelegate> middleware){//?將中間件加入到鏈表_components.Add(middleware);return this;}// 構造請求管道public RequestDelegate Build(){//?構造一個404的中間件，這就是為什么地址匹配不上時會報404的原因RequestDelegate app = context =>{//?判斷是否有Endpoint中間件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);}//?返回404?Codecontext.Response.StatusCode = 404;return Task.CompletedTask;};//?構建管道，首先將注冊的鏈表倒序一把，保證按照注冊順序執行foreach (var component in _components.Reverse()){app = component(app);}// 最終返回return app;}} }

在注冊的代碼中，可以看到所謂的中間件就是Func<RequestDelegate, RequestDelegate>，其中RequestDelegate就是一個委托，用于處理請求的，如下：

public delegate Task RequestDelegate(HttpContext context);

之所以用Func<RequestDelegate, RequestDelegate>的形式表示中間件，應該就是為了中間件間驅動方便，畢竟中間件不是單獨存在的，是需要多個中間件結合使用的；

那請求管道構造完成了，那請求是如何到管道中呢？

應該都知道，Asp.NetCore內置了IServer，負責監聽對應的請求，當請求過來時，會將請求給IHttpApplication<TContext>進行處理，簡單看一下接口定義：

namespace Microsoft.AspNetCore.Hosting.Server {public interface IHttpApplication<TContext> {//?執行上下文創建TContext CreateContext(IFeatureCollection contextFeatures);// 執行上下文釋放void?DisposeContext(TContext?context,?Exception?exception);//?處理請求，這里就使用了請求管道處理Task ProcessRequestAsync(TContext context);} }

而對于IHttpApplication<TContext>類型來說，默認創建的就是HostingApplication，如下：

namespace Microsoft.AspNetCore.Hosting {internal class HostingApplication : IHttpApplication<HostingApplication.Context>{//?構建出來的請求管道private readonly RequestDelegate _application;// 用于創建請求上下文的private readonly IHttpContextFactory _httpContextFactory;private readonly DefaultHttpContextFactory _defaultHttpContextFactory;private HostingApplicationDiagnostics _diagnostics;// 構造函數初始化變量public HostingApplication(RequestDelegate application,ILogger logger,DiagnosticListener diagnosticSource,IHttpContextFactory httpContextFactory){_application = application;_diagnostics = new HostingApplicationDiagnostics(logger, diagnosticSource);if (httpContextFactory is DefaultHttpContextFactory factory){_defaultHttpContextFactory = factory;}else{_httpContextFactory = httpContextFactory;}}// 創建對應的請求的上下文public Context CreateContext(IFeatureCollection contextFeatures){Context hostContext;if (contextFeatures is IHostContextContainer<Context> container){hostContext = container.HostContext;if (hostContext is null){hostContext = new Context();container.HostContext = hostContext;}}else{// Server doesn't support pooling, so create a new ContexthostContext = new Context();}HttpContext httpContext;if (_defaultHttpContextFactory != null){var defaultHttpContext = (DefaultHttpContext)hostContext.HttpContext;if (defaultHttpContext is null){httpContext = _defaultHttpContextFactory.Create(contextFeatures);hostContext.HttpContext = httpContext;}else{_defaultHttpContextFactory.Initialize(defaultHttpContext, contextFeatures);httpContext = defaultHttpContext;}}else{httpContext = _httpContextFactory.Create(contextFeatures);hostContext.HttpContext = httpContext;}_diagnostics.BeginRequest(httpContext, hostContext);return hostContext;}//?將創建出來的請求上下文交給請求管道處理public Task ProcessRequestAsync(Context context){// 請求管道處理return _application(context.HttpContext);}//?以下刪除了一些代碼，具體可下面查看....} }

這里關于Server監聽到請求及將請求交給中間處理的具體過程沒有具體描述，可以結合啟動流程和以上內容在細扒一下流程吧(大家私下搞吧)，這里就簡單說說中間件及請求管道構建的過程；(后續有時間將整體流程走一遍)；

總結

這節又是純代碼來“忽悠”小伙伴了，對于理論概念可能表達的不夠清楚，歡迎交流溝通；其實這里只是根據流程走了一遍源碼，并沒有一行行解讀，所以小伙伴看此篇文章代碼部分的時候，以調試的思路去看，從注冊中間件那塊開始，到最后請求交給請求管道處理，注重這個流程即可；

下一節說說中間件的具體應用；

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一個被程序搞丑的帥小伙，關注"Code綜藝圈"，識別關注跟我一起學~~~

總結

以上是生活随笔為你收集整理的跟我一起学.NetCore之中间件(Middleware)简介和解析请求管道构建的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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