一. 中间件的概念和数据结构
ASP.NET Core Middleware是在ASP.NET Core处理管道中处理特定业务逻辑的组件。
ASP.NET Core处理管道由一系列请求委托组成，一环接一环的调用特定的中间件。
上图示例：
处理管道包含四个中间件，每个中间件都包含后续中间件执行动作的引用(next)，同时每个中间件在交棒之前和交棒之后可以自行参与针对HttpContxt的业务处理。
通过上面的分析，中间件其实具备两个特征：
- 入参：下一个中间件的执行委托
RequestDelegate(public delegate Task RequestDelegate(HttpContext context);) - 输出：特定中间件的业务处理动作：因为中间件是处理管道中预设的处理逻辑，所以这个动作其实也是一个委托
RequestDelegate
所以.NET Core用Func<RequestDelegate,RequestDelegate> 数据结构表示中间件是合理的。
二. Middleware的定义方式
ASP.NETCore 提供了很多内置的中间件，帮助我们完成基础通用的业务逻辑。
有两种自定义中间件的方式：
1. Factory-based Middleware
基于工厂模式的中间件有如下优点：
- 在每个客户端请求时激活实例 （injection of scoped services）
- 实现IMiddleware接口: 强类型
// 该接口只有一个固定的函数
public Task InvokeAsync(HttpContext context,RequestDelegate next); public class FactoryActivatedMiddleware : IMiddleware
{
private readonly ILogger _logger;
public FactoryActivatedMiddleware(ILoggerFactory logger) //
{
_logger = logger.CreateLogger<FactoryActivatedMiddleware>();
}
public async Task InvokeAsync(HttpContext context, RequestDelegate next)
{
// TODO logic handler
_logger.LogInformation("测试");
await next(context);
// TODO logic handler
}
}使用工厂模式的中间件，构造函数参数由依赖注入（DI）填充;
在[使用UseMiddleware()注册中间件]时不允许显式传参。
源码在https://github.com/dotnet/aspnetcore/blob/v5.0.1/src/Http/Http.Abstractions/src/Extensions/UseMiddlewareExtensions.cs第56行。
2. Conventional-based Middleware
顾名思义，基于约定的中间件类有一些特定约定：
- 具有RequestDelegate类型参数的公共构造函数
- 名称为Invoke或InvokeAsync的公共方法， 此方法必须 ①返回Task ② 方法第一个参数是HttpContext
public class ConventionalMiddleware
{
private readonly RequestDelegate _next;
public ConventionalMiddleware(RequestDelegate next)
{
_next = next;
}
public async Task InvokeAsync(HttpContext context, AppDbContext db)
{
var keyValue = context.Request.Query["key"];
if (!string.IsNullOrWhiteSpace(keyValue))
{
db.Add(new Request()
{
DT = DateTime.UtcNow,
MiddlewareActivation = "ConventionalMiddleware",
Value = keyValue
});
await db.SaveChangesAsync();
}
await _next(context);
}
}构造函数和Invoke/InvokeAsync的其他参数由依赖注入（DI）填充; 基于约定的中间件，在[使用UseMiddleware()注册中间件]时允许显式传参。
三. 注册中间件的算法分析
app.UseMiddleware<TMiddleware>()内部使用app.Use(Func<RequestDelegate,RequestDelegate> middleware)注册中间件,
返回值还是IApplicationBuilder, 故具备链式注册的能力。
算法类似于基础链表， 只是指针指向的不是节点，而是后续节点的字段。
//--------节选自 Microsoft.AspNetCore.Builder.Internal.ApplicationBuilder--------
private readonly IList<Func<RequestDelegate, RequestDelegate>> _components = new List<Func<RequestDelegate, RequestDelegate>>();
public IApplicationBuilder Use(Func<RequestDelegate,RequestDelegate> middleware)
{
this._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 = StatusCodes.Status404NotFound;
return Task.CompletedTask;
};
foreach (var component in _components.Reverse())
{
app = component(app);
}
return app;
} 通过以上代码我们可以看出：
- 注册中间件的过程实际上，是给一个Type为List<Func<RequestDelegate, RequestDelegate>> 的集合依次添加元素的过程；
- 中间件的数据结构：(input)后置中间件的执行函数指针(以委托RequestDelegate表示)，(output)当前中间件的执行函数指针(以委托RequestDelegate表示);
- 通过
build方法将集合打通为链表，链表就是我们常说的[处理管道]。
build方法是在web托管服务
GenericWebHostService开始启动的时候被调用。源码在https://github.com/dotnet/aspnetcore/blob/master/src/Hosting/Hosting/src/GenericHost/GenericWebHostedService.cs 105 行。
附：非标准中间件的用法
短路中间件、 分叉中间件、条件中间件
整个处理管道的形成，存在一些管道分叉或者临时插入中间件的行为，一些重要方法可供使用
- Use方法是一个注册中间件的简便写法
- Run方法是一个约定，一些中间件使用Run方法来完成管道的结尾
- Map扩展方法：Path满足指定条件，将会执行分叉管道
- MapWhen方法：HttpContext满足条件，将会执行分叉管道，相比Map有更灵活的匹配功能
- UseWhen方法：HttpContext满足条件则插入中间件
