本篇文章作为中间件单元的开篇文章，通过这篇文章可以了解什么是中间件、内置中间件的使用以及怎么创建自定义中间件。我们先来看一下中间件的角色、目的和重要性。
在软件开发中，中间件是连接两个不同应用程序或软件组件的软件层。它位于两个系统或组件之间，充当通信、数据传递或功能交互的桥梁。中间件的主要目标是简化系统集成和提供一致的接口，使得不同组件能够有效地协同工作。在ASP.NET Core中，中间件是一种特定类型的组件，用于处理HTTP请求和响应。ASP.NET Core中间件在请求管道中按照顺序执行，每个中间件执行特定的任务或操作。这些中间件可以包括预处理请求、进行身份验证、记录日志、路由请求等功能。中间件的灵活性和可组合性使得开发者能够轻松地扩展、配置和定制应用程序的行为。
Tip：中间件是连接和协调不同软件组件的关键元素，而在ASP.NET Core中，它是构建请求处理管道的基本构件，用于处理HTTP请求和响应的各个方面。
中间件的位置和作用在ASP.NET Core中主要涉及请求处理管道。
位置：
ASP.NET Core中间件的位置决定了它们在请求处理管道中的执行顺序。请求处理管道是由一系列中间件组成的，每个中间件负责在请求处理过程中执行特定的任务。
作用：
中间件在ASP.NET Core中的作用是多样的，它们可以执行各种任务以满足应用程序的需求。以下是一些常见的中间件作用：
中间件的作用因其类型而异，开发者可以根据应用程序的需求选择性地添加、配置和组合中间件，以实现特定的功能和行为。整个中间件体系的设计使得开发者能够轻松地定制应用程序的请求处理流程。
静态文件中间件：
app.UseStaticFiles()配置在请求管道中添加静态文件中间件。路由中间件：
app.UseRouting()和app.UseEndpoints()配置路由中间件。认证中间件：
app.UseAuthentication()配置身份验证中间件。授权中间件：
app.UseAuthorization()配置授权中间件。异常处理中间件：
app.UseExceptionHandler()配置异常处理中间件。这些内置中间件提供了基本而强大的功能，使得开发者能够轻松地实现常见的任务和需求。它们是构建ASP.NET Core应用程序的基础，可以通过组合和配置进行定制，满足具体的业务需求。
通用自定义中间件：
业务逻辑中间件：
安全性中间件：
数据处理中间件：
性能优化中间件：
自定义中间件的关键在于满足应用程序的独特需求，确保它们能够无缝地集成到请求处理管道中。通过自定义中间件，开发者能够更灵活地构建符合特定业务场景和性能要求的ASP.NET Core应用程序。
ASP.NET Core中间件的执行流程遵循请求处理管道的模型。请求处理管道是一系列中间件组成的流程，负责处理HTTP请求和生成HTTP响应。以下是中间件执行的基本流程：
Startup.cs文件中的Configure方法中使用app.UseMiddleware()方法注册中间件。Configure方法中注册的顺序执行。这个流程允许开发者通过添加、移除或调整中间件，灵活地定义请求处理的流程。中间件的执行流程是一个基于管道的模型，每个中间件负责特定的任务，整个流程形成了一个可配置且易于理解的请求处理过程。
在ASP.NET Core中，中间件的生命周期是与应用程序的请求处理管道紧密相关的。中间件的生命周期涉及到其实例化、配置和执行阶段。以下是中间件生命周期的主要阶段：
Startup.cs文件中的ConfigureServices方法中进行配置。Startup.cs文件中的Configure方法中。在这里，开发者通过调用app.UseMiddleware()方法配置中间件，指定其执行顺序等。InvokeAsync。这些方法会在中间件实际处理请求时被调用。中间件的生命周期与请求处理管道的生命周期密切相关。中间件的实例化、配置、执行和清理都是在应用程序启动、运行和结束时发生的，这确保了中间件能够有效地参与到整个请求处理的过程中。
中间件的顺序对ASP.NET Core应用程序的行为有着重要的影响。中间件的执行顺序由其在Startup.cs文件的Configure方法中的注册顺序决定。以下是中间件顺序对应用程序的影响的一些方面：
Configure方法中注册的顺序执行。因此，中间件的执行顺序直接影响整个请求处理流程。在请求处理过程中，每个中间件都有机会处理请求或者将请求传递给下一个中间件。Startup.cs文件中的Configure方法中的中间件注册顺序来改变应用程序的行为。这种灵活性使得开发者可以根据具体需求轻松地调整中间件的执行顺序。中间件的顺序在ASP.NET Core中起着关键的作用，开发者应当根据应用程序的需求和功能的依赖关系来合理安排中间件的注册顺序。
静态文件中间件是ASP.NET Core中的一个内置中间件，用于提供对静态文件（如HTML、CSS、JavaScript、图像等）的服务，使它们能够被直接访问，而无需通过应用程序逻辑。以下是一个简单的Startup.cs文件，演示如何配置和使用静态文件中间件：
using Microsoft.AspNetCore.Builder;
using Microsoft.AspNetCore.Hosting;
using Microsoft.Extensions.DependencyInjection;
public class Startup
{
public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
{
// 这里可以配置其他的服务
}
public void Configure(IApplicationBuilder app, IHostingEnvironment env)
{
if (env.IsDevelopment())
{
app.UseDeveloperExceptionPage();
}
else
{
app.UseExceptionHandler("/Home/Error");
app.UseHsts();
}
// 配置静态文件中间件
app.UseStaticFiles();
// 这里可以配置其他中间件
app.UseMvc(routes =>
{
routes.MapRoute(
name: "default",
template: "{controller=Home}/{action=Index}/{id?}");
});
}
}
在上述示例中，主要关注以下几点：
app.UseStaticFiles();： 这一行配置了静态文件中间件。它告诉应用程序在处理请求时，尝试查找并提供静态文件。app.UseMvc(...);： 这里配置了MVC中间件，用于处理动态路由和控制器的逻辑。静态文件中间件通常在MVC中间件之前注册，以确保静态文件的请求不会被MVC处理。上述配置使得应用程序能够在根目录下找到并提供静态文件，例如 wwwroot 文件夹中的文件。在实际应用中，你可以根据需要添加更多的配置，以适应具体的应用程序结构和需求。
路由中间件是ASP.NET Core中的一个内置中间件，用于实现URL路由，将传入的请求映射到相应的处理程序。以下是一个简单的Startup.cs文件，演示如何配置和使用路由中间件：
using Microsoft.AspNetCore.Builder;
using Microsoft.AspNetCore.Hosting;
using Microsoft.Extensions.DependencyInjection;
using Microsoft.Extensions.Hosting;
public class Startup
{
public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
{
// 这里可以配置其他的服务
}
public void Configure(IApplicationBuilder app, IHostingEnvironment env)
{
if (env.IsDevelopment())
{
app.UseDeveloperExceptionPage();
}
else
{
app.UseExceptionHandler("/Home/Error");
app.UseHsts();
}
// 配置路由中间件
app.UseRouting();
// 这里可以配置其他中间件
app.UseEndpoints(endpoints =>
{
endpoints.MapControllerRoute(
name: "default",
pattern: "{controller=Home}/{action=Index}/{id?}");
});
}
}
在上述示例中，主要关注以下几点：
app.UseRouting();： 这一行配置了路由中间件。它告诉应用程序在处理请求时，使用路由来决定请求应该由哪个控制器和操作处理。app.UseEndpoints(...);： 这里配置了终结点中间件，用于处理端点，如控制器和视图。MapControllerRoute方法定义了默认的路由规则，指定了控制器、操作和可选的ID参数。上述配置使得应用程序能够根据URL路由请求到相应的控制器和操作，以执行相应的逻辑。在实际应用中，你可以根据需要调整路由规则，添加自定义路由规则以满足应用程序的需求。
认证中间件是ASP.NET Core中的一个内置中间件，用于处理用户身份验证。以下是一个简单的Startup.cs文件，演示如何配置和使用认证中间件：
using Microsoft.AspNetCore.Builder;
using Microsoft.AspNetCore.Hosting;
using Microsoft.Extensions.DependencyInjection;
using Microsoft.Extensions.Hosting;
public class Startup
{
public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
{
// 添加身份验证服务
services.AddAuthentication("MyAuthenticationScheme")
.AddCookie("MyAuthenticationScheme", options =>
{
options.Cookie.Name = "MyAuthCookie";
options.LoginPath = "/Account/Login"; // 登录页面的路径
});
// 这里可以配置其他的服务
}
public void Configure(IApplicationBuilder app, IHostingEnvironment env)
{
if (env.IsDevelopment())
{
app.UseDeveloperExceptionPage();
}
else
{
app.UseExceptionHandler("/Home/Error");
app.UseHsts();
}
// 配置身份验证中间件
app.UseAuthentication();
// 这里可以配置其他中间件
app.UseEndpoints(endpoints =>
{
endpoints.MapControllerRoute(
name: "default",
pattern: "{controller=Home}/{action=Index}/{id?}");
});
}
}
在上述示例中，主要关注以下几点：
services.AddAuthentication(...)： 这一行配置了身份验证服务，指定了身份验证方案的名称为"MyAuthenticationScheme"。可以根据需要添加多个身份验证方案。.AddCookie(...)： 在身份验证服务中添加了Cookie认证方案，可以使用Cookie来进行身份验证。配置了Cookie的一些选项，如Cookie的名称和登录页面的路径。app.UseAuthentication();： 这一行配置了身份验证中间件。它告诉应用程序在处理请求时，使用身份验证来验证用户的身份。上述配置使得应用程序能够使用Cookie进行用户身份验证。在实际应用中，你可以根据需要选择其他身份验证方案，如OAuth、OpenID Connect等，并配置相应的选项。
创建中间件涉及几个主要步骤。以下是创建中间件的一般步骤：
IMiddleware接口或者定义一个包含InvokeAsync方法的类。InvokeAsync方法是中间件执行时实际调用的方法。public class MyMiddleware
{
private readonly RequestDelegate _next;
public MyMiddleware(RequestDelegate next)
{
_next = next;
}
public async Task InvokeAsync(HttpContext context)
{
// 中间件逻辑
await context.Response.WriteAsync("Hello from MyMiddleware!");
// 将请求传递给下一个中间件（或终端处理程序）
await _next(context);
}
}
Startup.cs文件的Configure方法中，使用app.UseMiddleware()方法注册中间件。确保在UseMiddleware中传递中间件类的类型。public void Configure(IApplicationBuilder app)
{
// 其他中间件配置
app.UseMiddleware<MyMiddleware>();
// 其他中间件配置
}
ILogger<MyMiddleware>来进行日志记录。public class MyMiddleware
{
private readonly RequestDelegate _next;
private readonly ILogger<MyMiddleware> _logger;
public MyMiddleware(RequestDelegate next, ILogger<MyMiddleware> logger)
{
_next = next;
_logger = logger;
}
public async Task InvokeAsync(HttpContext context)
{
// 中间件逻辑
_logger.LogInformation("Executing MyMiddleware");
// 将请求传递给下一个中间件（或终端处理程序）
await _next(context);
}
}
Configure方法中的app.UseMiddleware()调用的顺序是按照需要的执行顺序。中间件的执行顺序通常很重要，因此确保它们在管道中的位置是正确的。Startup.cs文件的ConfigureServices方法中进行配置。public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
{
services.Configure<MyMiddlewareOptions>(Configuration.GetSection("MyMiddleware"));
}
然后，在中间件类的构造函数中注入配置选项。
public class MyMiddleware
{
private readonly RequestDelegate _next;
private readonly ILogger<MyMiddleware> _logger;
private readonly MyMiddlewareOptions _options;
public MyMiddleware(RequestDelegate next, ILogger<MyMiddleware> logger, IOptions<MyMiddlewareOptions> options)
{
_next = next;
_logger = logger;
_options = options.Value;
}
// ...
}
这些步骤将帮助你创建和注册自定义中间件，以在ASP.NET Core应用程序中添加特定的功能和逻辑。
中间件可以接受构造函数参数以及配置选项，这样可以使中间件更加灵活和可配置。以下是中间件参数和配置的一般方式：
public class MyMiddleware
{
private readonly RequestDelegate _next;
private readonly ILogger<MyMiddleware> _logger;
public MyMiddleware(RequestDelegate next, ILogger<MyMiddleware> logger)
{
_next = next;
_logger = logger;
}
public async Task InvokeAsync(HttpContext context)
{
// 中间件逻辑
_logger.LogInformation("Executing MyMiddleware");
// 将请求传递给下一个中间件（或终端处理程序）
await _next(context);
}
}
IOptions<T>接口注入。首先，在Startup.cs文件的ConfigureServices方法中配置选项。public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
{
services.Configure<MyMiddlewareOptions>(Configuration.GetSection("MyMiddleware"));
}
然后，在中间件类的构造函数中注入配置选项。
public class MyMiddleware
{
private readonly RequestDelegate _next;
private readonly ILogger<MyMiddleware> _logger;
private readonly MyMiddlewareOptions _options;
public MyMiddleware(RequestDelegate next, ILogger<MyMiddleware> logger, IOptions<MyMiddlewareOptions> options)
{
_next = next;
_logger = logger;
_options = options.Value;
}
public async Task InvokeAsync(HttpContext context)
{
// 中间件逻辑
_logger.LogInformation($"Executing MyMiddleware with OptionA: {_options.OptionA}");
// 将请求传递给下一个中间件（或终端处理程序）
await _next(context);
}
}
MyMiddlewareOptions是一个简单的POCO类，用于存储配置选项。
public class MyMiddlewareOptions
{
public string OptionA { get; set; }
public int OptionB { get; set; }
}
Startup.cs文件的ConfigureServices和Configure方法中进行中间件和配置的注册。public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
{
services.Configure<MyMiddlewareOptions>(Configuration.GetSection("MyMiddleware"));
}
public void Configure(IApplicationBuilder app)
{
// 配置中间件
app.UseMiddleware<MyMiddleware>();
// 其他中间件配置
}
这样，你就可以在中间件中使用构造函数参数和配置选项，使中间件更具灵活性和可配置性。
以下是一个简单的示例，展示如何创建一个自定义的日志记录中间件。这个中间件将在每个请求到达时记录请求的信息。
using Microsoft.AspNetCore.Builder;
using Microsoft.AspNetCore.Http;
using Microsoft.Extensions.Logging;
using System;
using System.IO;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
public class RequestLoggingMiddleware
{
private readonly RequestDelegate _next;
private readonly ILogger<RequestLoggingMiddleware> _logger;
public RequestLoggingMiddleware(RequestDelegate next, ILogger<RequestLoggingMiddleware> logger)
{
_next = next ?? throw new ArgumentNullException(nameof(next));
_logger = logger ?? throw new ArgumentNullException(nameof(logger));
}
public async Task InvokeAsync(HttpContext context)
{
// 记录请求信息
LogRequest(context.Request);
// 调用下一个中间件或处理程序
await _next(context);
// 这里也可以记录响应信息
LogResponse(context.Response);
}
private void LogRequest(HttpRequest request)
{
var stringBuilder = new StringBuilder();
stringBuilder.AppendLine("Incoming Request:");
stringBuilder.AppendLine($"Path: {request.Path}");
stringBuilder.AppendLine($"Method: {request.Method}");
// 记录请求头
stringBuilder.AppendLine("Headers:");
foreach (var (key, value) in request.Headers)
{
stringBuilder.AppendLine($"{key}: {value}");
}
// 记录请求体
stringBuilder.AppendLine("Body:");
request.EnableBuffering();
using (var reader = new StreamReader(request.Body, Encoding.UTF8, true, 1024, true))
{
var requestBody = reader.ReadToEnd();
stringBuilder.AppendLine(requestBody);
request.Body.Position = 0; // 重置请求体位置，以确保后续中间件或处理程序仍然可以读取它
}
_logger.LogInformation(stringBuilder.ToString());
}
private void LogResponse(HttpResponse response)
{
// 这里可以记录响应信息，视需求而定
}
}
public static class RequestLoggingMiddlewareExtensions
{
public static IApplicationBuilder UseRequestLogging(this IApplicationBuilder builder)
{
return builder.UseMiddleware<RequestLoggingMiddleware>();
}
}
在上述示例中，RequestLoggingMiddleware类实现了InvokeAsync方法，该方法在每个请求到达时被调用。它记录请求的路径、方法、头部和主体等信息，并通过ILogger进行日志记录。为了方便使用，还提供了一个扩展方法UseRequestLogging，用于在Startup.cs文件中更容易地注册该中间件。
public class Startup
{
// ...
public void Configure(IApplicationBuilder app)
{
// ...
// 注册自定义日志记录中间件
app.UseRequestLogging();
// 其他中间件配置
}
}
这样，每次请求到达时，该中间件将记录请求信息。请根据实际需求进行适当的调整和扩展。
在使用中间件时，有一些最佳实践和注意事项可以帮助确保应用程序的可维护性、性能和安全性。以下是一些常见的最佳实践和注意事项：
通过遵循这些最佳实践和注意事项，可以帮助确保中间件在应用程序中发挥良好的作用，并具有良好的可维护性和性能。
ASP.NET Core中间件是请求处理管道中的组件，通过注册和配置中间件，开发者可以定义请求处理的流程。中间件包括内置和自定义两类，用于实现不同功能，如路由、静态文件服务和身份验证。创建中间件的步骤包括编写中间件类、注册中间件和处理构造函数参数和配置选项。在使用中间件时，应遵循最佳实践，确保良好的命名、单一职责、日志记录、错误处理、测试、版本控制和文档。注意事项包括中间件顺序、资源释放、性能影响、异步操作、安全性和适应性。通过这些实践和注意事项，可以构建可维护、高性能和安全的ASP.NET Core应用程序。