ASP.NET MVC随想录——创建自定义的Middleware中间件

经过前2篇文章的介绍，相信大家已经对OWIN和Katana有了基本的了解，那么这篇文章我将继续OWIN和Katana之旅——创建自定义的Middleware中间件。

何为Middleware中间件

Middleware中间件从功能上可以理解为用来处理Http请求，当Server将Http请求封装成符合OWIN规范的字典后，交由Middleware去处理，一般情况下，Pipeline中的Middleware以链式的形式处理Http请求，即每一个Middleware都是最小的模块化，彼此独立、高效。

从语法上理解Middleware的话，他是一个应用程序委托（Func<IDictionary<string, object>, Task>）的实例，通过使用IAppBuilder 接口的Use或者Run方法将一个Middleware插入到Pipeline中，不同的是使用Run方法不需要引用下一个Middleware，即他是Pipeline中最后的处理元素。

使用Inline方式注册Middleware

使用Use方法可以将一个Middleware插入到Pipeline中，值得注意的是需要传入下一个Middleware的引用，代码如下所示：

1. app.Use(new Func<Func<IDictionary<string, object>, Task>/*Next*/,
2.              Func<IDictionary<string, object>/*Environment Dictionary*/, Task>>(next => async env =>
3.              {
4.                  string before = "Middleware1--Before(inline)"+Environment.NewLine;
5.                  string after = "Middleware1--After(inline)"+Environment.NewLine;
6.                  var response = env["owin.ResponseBody"] as Stream;
7.                  await response.WriteAsync(Encoding.UTF8.GetBytes(before), 0, before.Length);
8.                  await next.Invoke(env);
9.                  await response.WriteAsync(Encoding.UTF8.GetBytes(after), 0, after.Length);
10.          }));

上述代码中，实例化了一个委托，它需要传入下一个Pipeline中的Middleware引用同时返回一个新的Middleware并插入到Pipeline中。因为是异步的，所以别忘了async、await关键字。

使用Inline+ AppFunc方式注册Middleware

为了简化书写，我为应用程序委托（Func<IDictionary<string, object>, Task>）类型创建了别名AppFunc：

1. using AppFunc=Func<IDictionary<string,object>/*Environment Dictionary*/,Task/*Task*/>;

所以又可以使用如下方式来讲Middleware添加到Pipeline中：

1. app.Use(new Func<AppFunc, AppFunc>(next => async env =>
2. {
3.     string before = " Middleware2--Before(inline+AppFunc)" + Environment.NewLine;
4.     string after = " Middleware2--After(inline+AppFunc)" + Environment.NewLine;
5.     var response = env["owin.ResponseBody"] as Stream;
6.     await response.WriteAsync(Encoding.UTF8.GetBytes(before), 0, before.Length);
7.     await next.Invoke(env);
8.     await response.WriteAsync(Encoding.UTF8.GetBytes(after), 0, after.Length);
9. }));

考虑到业务逻辑的增长，有必要将Lambda表达式中的处理逻辑给分离开来，所以对上述代码稍作修改，提取到一个名为Invoke的方法内：

1. app.Use(new Func<AppFunc, AppFunc>(next => env => Invoke(next, env)));
2. private async Task Invoke(Func<IDictionary<string, object>, Task> next, IDictionary<string, object> env)
3.         {
4.             var response = env["owin.ResponseBody"] as Stream;
5.             string pre = " Middleware 3 - Before (inline+AppFunc+Invoke)" + Environment.NewLine;
6.             string post = " Middleware 3 - After (inline+AppFunc+Invoke)" + Environment.NewLine;
7.             await response.WriteAsync(Encoding.UTF8.GetBytes(pre), 0, pre.Length);
8.             await next.Invoke(env);
9.             await response.WriteAsync(Encoding.UTF8.GetBytes(post), 0, post.Length);
10.         }

虽然将业务逻辑抽取到一个方法中，但Inline这种模式对于复杂的Middleware还是显得不够简洁、易懂。我们更倾向于创建一个单独的类来表示。

定义原生Middleware类的形式来注册Middleware

如果你只想简单的跟踪一下请求，使用Inline也是可行的，但对于复杂的Middleware，我倾向于创建一个单独的类，如下所示：

1. public class RawMiddleware
2.   {
3.       private readonly AppFunc _next;
4.       public RawMiddleware(AppFunc next)
5.       {
6.           this._next = next;
7.       }
8.       public async Task Invoke(IDictionary<string,object> env )
9.       {
10.           var response = env["owin.ResponseBody"] as Stream;
11.           string pre = " Middleware 4 - Before (RawMiddleware)" + Environment.NewLine;
12.           string post = " Middleware 4 - After (RawMiddleware) " + Environment.NewLine;
13.           await response.WriteAsync(Encoding.UTF8.GetBytes(pre), 0, pre.Length);
14.           await _next.Invoke(env);
15.           await response.WriteAsync(Encoding.UTF8.GetBytes(post), 0, post.Length);
16.       }
17.   }

最后，依旧是通过Use方法来将Middleware添加到Pipeline中：

1. //两者方式皆可
2. //app.Use<RawMiddleware>();
3. app.Use(typeof (RawMiddleware));

上述代码中，IAppBuilder实例的Use方法添加Middleware至Pipeline与Inline方式有很大不同，它接受一个Type而非Lambda表达式。在这种情形下，创建了一个Middleware类型的实例，并将Pipeline中下一个Middleware传递到构造函数中，最后当Middleware被执行时调用Invoke方法。

注意Middleware是基于约定的形式定义的，需要满足如下条件：

• 构造函数的第一个参数必须是Pipeline中下一个Middleware
• 必须包含一个Invoke方法，它接收Owin环境字典，并返回Task

使用Katana Helper来注册Middleware

程序集Microsoft.Owin包含了Katana为我们提供的Helper，通过他，可以简化我们的开发，比如IOwinContext封装了Owin的环境字典，强类型对象可以通过属性的形式获取相关数据，同时为IAppBuilder提供了丰富的扩展方法来简化Middleware的注册，如下所示：

1. app.Use(async (context, next) =>
2.            {
3.                await context.Response.WriteAsync(" Middleware 5--Befone(inline+katana helper)"+Environment.NewLine);
4.                await next();
5.                await context.Response.WriteAsync(" Middleware 5--After(inline+katana helper)"+Environment.NewLine);
6.            });

当然我们也可以定义一个Middleware类并继承OwinMiddleware，如下所示：

1. public class MyMiddleware : OwinMiddleware
2.    {
3.        public MyMiddleware(OwinMiddleware next)
4.            : base(next)
5.        {
6.  
7.        }
8.        public override async Task Invoke(IOwinContext context)
9.        {
10.            await context.Response.WriteAsync(" Middleware 6 - Before (Katana helped middleware class)"+Environment.NewLine);
11.            await this.Next.Invoke(context);
12.            await context.Response.WriteAsync(" Middleware 6 - After (Katana helped middleware class)"+Environment.NewLine);
13.        }
14.    }

然后将其添加到Pipeline中：

1. app.Use<MyMiddleware>();

Middleware的执行顺序

在完成上面Middleware注册之后，在Configuration方法的最后添加最后一个的Middleware中间件，注意它并不需要对下一个Middleware的引用了，我们可以使用Run方法来完成注册：

1. app.Run(context => context.Response.WriteAsync(" Hello World"+Environment.NewLine));

值得注意的是，Pipeline中Middleware处理Http Request顺序同注册顺序保持一致，即和Configuration方法中书写的顺序保持一致，Response顺序则正好相反，如下图所示：

最后，运行程序，查看具体的输出结果是否和我们分析的保持一致：

小结

在这篇文章中，我为大家讲解了自定义Middleware的创建，Katana为我们提供了非常多的方式来创建和注册Middleware，在下一篇文章中，我将继续OWIN和Katana之旅，探索Katana和其他Web Framework的集成。