ASP.NET Core 中间件

中间件是一种装配到应用管道以处理请求和响应的软件。 每个组件：

• 选择是否将请求传递到管道中的下一个组件。
• 可在管道中的下一个组件前后执行工作。

请求委托用于生成请求管道。 请求委托处理每个 HTTP 请求。

使用 RunMap 和 Use 扩展方法来配置请求委托。 可将一个单独的请求委托并行指定为匿名方法（称为并行中间件），或在可重用的类中对其进行定义。 这些可重用的类和并行匿名方法即为中间件 ，也叫中间件组件 。 请求管道中的每个中间件组件负责调用管道中的下一个组件，或使管道短路。 当中间件短路时，它被称为“终端中间件” ，因为它阻止中间件进一步处理请求。

使用 IApplicationBuilder 创建中间件管道

ASP.NET Core 请求管道包含一系列请求委托，依次调用。 下图演示了这一概念。 沿黑色箭头执行。

 

每个委托均可在下一个委托前后执行操作。 应尽早在管道中调用异常处理委托，这样它们就能捕获在管道的后期阶段发生的异常。

尽可能简单的 ASP.NET Core 应用设置了处理所有请求的单个请求委托。 这种情况不包括实际请求管道。 调用单个匿名函数以响应每个 HTTP 请求。

public class Startup
{
    public void Configure(IApplicationBuilder app)
    {
        app.Run(async context =>
        {
            await context.Response.WriteAsync("Hello, World!");
        });
    }
}

用 Use 将多个请求委托链接在一起。 next 参数表示管道中的下一个委托。 可通过不 调用 next 参数使管道短路。 通常可在下一个委托前后执行操作，如以下示例所示：

public class Startup
{
    public void Configure(IApplicationBuilder app)
    {
        app.Use(async (context, next) =>
        {
            // Do work that doesn't write to the Response.
            await next.Invoke();
            // Do logging or other work that doesn't write to the Response.
        });

        app.Run(async context =>
        {
            await context.Response.WriteAsync("Hello from 2nd delegate.");
        });
    }
}

当委托不将请求传递给下一个委托时，它被称为“让请求管道短路” 。 通常需要短路，因为这样可以避免不必要的工作。 例如，静态文件中间件可以处理对静态文件的请求，并让管道的其余部分短路，从而起到终端中间件 的作用。 如果中间件添加到管道中，且位于终止进一步处理的中间件前，它们仍处理 next.Invoke 语句后面的代码。 不过，请参阅下面有关尝试对已发送的响应执行写入操作的警告。

Run 委托不会收到 next 参数。 第一个 Run 委托始终为终端，用于终止管道。 Run 是一种约定。 某些中间件组件可能会公开在管道末尾运行的 Run[Middleware] 方法：

public class Startup
{
    public void Configure(IApplicationBuilder app)
    {
        app.Use(async (context, next) =>
        {
            // Do work that doesn't write to the Response.
            await next.Invoke();
            // Do logging or other work that doesn't write to the Response.
        });

        app.Run(async context =>
        {
            await context.Response.WriteAsync("Hello from 2nd delegate.");
        });
    }
}

在前面的示例中，Run 委托将 "Hello from 2nd delegate." 写入响应，然后终止管道。 如果在 Run 委托之后添加了另一个 Use 或 Run 委托，则不会调用该委托。

中间件顺序

 

上图中的“终结点” 中间件为相应的应用类型（MVC 或 Razor Pages）执行筛选器管道。

向 Startup.Configure 方法添加中间件组件的顺序定义了针对请求调用这些组件的顺序，以及响应的相反顺序。 此顺序对于安全性、性能和功能至关重要。

下面的 Startup.Configure 方法按照建议的顺序增加与安全相关的中间件组件：

public void Configure(IApplicationBuilder app, IWebHostEnvironment env)
{
    if (env.IsDevelopment())
    {
        app.UseDeveloperExceptionPage();
        app.UseDatabaseErrorPage();
    }
    else
    {
        app.UseExceptionHandler("/Error");
        app.UseHsts();
    }

    app.UseHttpsRedirection();
    app.UseStaticFiles();
    // app.UseCookiePolicy();

    app.UseRouting();
    // app.UseRequestLocalization();
    // app.UseCors();

    app.UseAuthentication();
    app.UseAuthorization();
    // app.UseSession();

    app.UseEndpoints(endpoints =>
    {
        endpoints.MapRazorPages();
        endpoints.MapControllerRoute(
            name: "default",
            pattern: "{controller=Home}/{action=Index}/{id?}");
    });
}

以下 Startup.Configure 方法将为常见应用方案添加中间件组件：

1. 异常/错误处理
   • 当应用在开发环境中运行时：
     • 开发人员异常页中间件 (UseDeveloperExceptionPage) 报告应用运行时错误。
     • 数据库错误页中间件报告数据库运行时错误。
   • 当应用在生产环境中运行时：
     • 异常处理程序中间件 (UseExceptionHandler) 捕获以下中间件中引发的异常。
     • HTTP 严格传输安全协议 (HSTS) 中间件 (UseHsts) 添加 Strict-Transport-Security 标头。
2. HTTPS 重定向中间件 (UseHttpsRedirection) 将 HTTP 请求重定向到 HTTPS。
3. 静态文件中间件 (UseStaticFiles) 返回静态文件，并简化进一步请求处理。
4. Cookie 策略中间件 (UseCookiePolicy) 使应用符合欧盟一般数据保护条例 (GDPR) 规定。
5. 用于路由请求的路由中间件 (UseRouting)。
6. 身份验证中间件 (UseAuthentication) 尝试对用户进行身份验证，然后才会允许用户访问安全资源。
7. 用于授权用户访问安全资源的授权中间件 (UseAuthorization)。
8. 会话中间件 (UseSession) 建立和维护会话状态。 如果应用使用会话状态，请在 Cookie 策略中间件之后和 MVC 中间件之前调用会话中间件。
9. 用于将 Razor Pages 终结点添加到请求管道的终结点路由中间件（带有 MapRazorPages 的 UseEndpoints）。

public void Configure(IApplicationBuilder app, IWebHostEnvironment env)
{
    if (env.IsDevelopment())
    {
        app.UseDeveloperExceptionPage();
        app.UseDatabaseErrorPage();
    }
    else
    {
        app.UseExceptionHandler("/Error");
        app.UseHsts();
    }

    app.UseHttpsRedirection();
    app.UseStaticFiles();
    app.UseCookiePolicy();
    app.UseRouting();
    app.UseAuthentication();
    app.UseAuthorization();
    app.UseSession();

    app.UseEndpoints(endpoints =>
    {
        endpoints.MapRazorPages();
    });
}

内置中间件

 

ASP.NET Core 附带以下中间件组件。 “顺序” 列提供备注，以说明中间件在请求处理管道中的放置，以及中间件可能会终止请求处理的条件。 如果中间件让请求处理管道短路，并阻止下游中间件进一步处理请求，它被称为“终端中间件” 。 若要详细了解短路，请参阅使用 IApplicationBuilder 创建中间件管道部分。

表 3

中间件	描述	顺序
身份验证	提供身份验证支持。	在需要 HttpContext.User 之前。 OAuth 回叫的终端。
授权	提供身份验证支持。	紧接在身份验证中间件之后。
Cookie 策略	跟踪用户是否同意存储个人信息，并强制实施 cookie 字段（如 secure 和 SameSite）的最低标准。	在发出 cookie 的中间件之前。 示例：身份验证、会话、MVC (TempData)。
CORS	配置跨域资源共享。	在使用 CORS 的组件之前。
诊断	提供新应用的开发人员异常页、异常处理、状态代码页和默认网页的几个单独的中间件。	在生成错误的组件之前。 异常终端或为新应用提供默认网页的终端。
转接头	将代理标头转发到当前请求。	在使用已更新字段的组件之前。 示例：方案、主机、客户端 IP、方法。
运行状况检查	检查 ASP.NET Core 应用及其依赖项的运行状况，如检查数据库可用性。	如果请求与运行状况检查终结点匹配，则为终端。
标头传播	将 HTTP 标头从传入的请求传播到传出的 HTTP 客户端请求中。
HTTP 方法重写	允许传入 POST 请求重写方法。	在使用已更新方法的组件之前。
HTTPS 重定向	将所有 HTTP 请求重定向到 HTTPS。	在使用 URL 的组件之前。
HTTP 严格传输安全性 (HSTS)	添加特殊响应标头的安全增强中间件。	在发送响应之前，修改请求的组件之后。 示例：转接头、URL 重写。
MVC	用 MVC/Razor Pages 处理请求。	如果请求与路由匹配，则为终端。
OWIN	与基于 OWIN 的应用、服务器和中间件进行互操作。	如果 OWIN 中间件处理完请求，则为终端。
响应缓存	提供对缓存响应的支持。	在需要缓存的组件之前。
响应压缩	提供对压缩响应的支持。	在需要压缩的组件之前。
请求本地化	提供本地化支持。	在对本地化敏感的组件之前。
终结点路由	定义和约束请求路由。	用于匹配路由的终端。
SPA	通过返回单页应用程序 (SPA) 的默认页面，在中间件链中处理来自这个点的所有请求	在链中处于靠后位置，因此其他服务于静态文件、MVC 操作等内容的中间件占据优先位置。
会话	提供对管理用户会话的支持。	在需要会话的组件之前。
静态文件	为提供静态文件和目录浏览提供支持。	如果请求与文件匹配，则为终端。
URL 重写	提供对重写 URL 和重定向请求的支持。	在使用 URL 的组件之前。
WebSockets	启用 WebSockets 协议。	在接受 WebSocket 请求所需的组件之前。