探索ASP.NET Core中的IStartupFilter

原文：Exploring IStartupFilter in ASP.NET Core
作者：Andrew Lock
译者：Lamond Lu

在本篇博客中，我将介绍一下IStartupFilter, 以及如何在ASP.NET Core中使用它。在下一篇博客中，我将介绍一下如何在外部中间件中使用IStartupFilter

IStartupFilter接口

IStartupFilter接口存在于Microsoft.AspNetCore.Hosting.Abstractions程序集中，它非常简单，仅定义了一个接口方法。

namespace Microsoft.AspNetCore.Hosting
{
    public interface IStartupFilter
    {
        Action<IApplicationBuilder> Configure(Action<IApplicationBuilder> next);
    }
}

其中Configure方法返回了一个变量Action。

当创建一个ASP.NET Core应用程序的时候，IApplicationBuilder负责配置ASP.NET Core的中间件管道。例如你可以在Startup.cs文件的Configure方法中，看到以下类似的代码。

public void Configure(IApplicationBuilder app)
{
    app.UseStaticFiles();

    app.UseMvc(routes =>
    {
        routes.MapRoute(
            name: "default",
            template: "{controller=Home}/{action=Index}/{id?}");
    });
}

在这个方法中，你可以直接使用方法提供的IApplicationBuilder参数，并且可以向其中添加各种中间件。使用IStartupFilter, 你可以指定并返回一个Action类型的泛型委托，这意味你除了可以使用方法提供的泛型委托配置IApplicationBuilder对象， 还需要返回一个泛型委托。

IStartupFilter方法可以接受一个配置IApplicationBuilder的方法，换而言之IStartupFilter.Configure方法可以使用Startup.Configure方法作为参数。

例：

Startup _startup = new Startup();
Action<IApplicationBuilder> startupConfigure = _startup.Configure;

//后续会补充StartupFilter1类的代码
IStartupFilter filter1 = new StartupFilter1(); 

Action<IApplicationBuilder> filter1Configure = filter1.Configure(startupConfigure)

//后续会补充StartupFilter2类的代码
IStartupFilter filter2 = new StartupFilter2(); 

Action<IApplicationBuilder> filter2Configure = filter2.Configure(filter1Configure)

如果之前你学习过ASP.NET Core的中间件管道，对于这个代码，你可能会感觉很熟悉。这里我们正在建立另一条管道， 它是一个Configure方法的管道，而不是中间件管道。 这就是IStartupFilter的目的，允许在应用程序中创建Configure方法的管道。

实现IStartupFilter接口的对象何时会被调用?

现在我们对IStartupFilter的签名有了更进一步的理解，接下来我们可以看看它在ASP.NET Core框架中的用法。

要查看IStartupFilter是如果被调用的，你可以在查看Microsoft.AspNetCore.Hosting程序集中的WebHost类。 当你在WebHostBuilder对象上调用Build方法时，实现IStartupFilter接口对象会被调用。 这个代码通常出现在Program.cs文件中，例如：

public class Program
{
    public static void Main(string[] args)
    {
        var host = new WebHostBuilder()
            .UseKestrel()    
            .UseContentRoot(Directory.GetCurrentDirectory())
            .UseStartup<Startup>()
            .Build();  // 这个会调用BuildApplication方法

        host.Run(); 
    }
}

下面是BuildApplication方法的部分代码，你可以看到这个方法负责初始化中间件管道。方法的返回值RequestDelegate表示了一个完整的管道，当请求到达的时候，Kestral服务器可以调用它。

private RequestDelegate BuildApplication()
{
    ..
    IApplicationBuilder builder = builderFactory.CreateBuilder(Server.Features);
    builder.ApplicationServices = _applicationServices;

    var startupFilters = _applicationServices.GetService<IEnumerable<IStartupFilter>>();
    Action<IApplicationBuilder> configure = _startup.Configure;
    foreach (var filter in startupFilters.Reverse())
    {
        configure = filter.Configure(configure);
    }

    configure(builder);

    return builder.Build();
}

首先，此方法创建IApplicationBuilder的实例，该实例将用于构建中间件管道，并将ApplicationServices设置为已配置的DI容器。

接下来的代码块很意思。首先，从DI容器中获取了一个集合IEnumerable<IStartupFilter。正如我前面说的那样，我们可以配置多个IStartupFilter来形成一个管道，所以这个方法只是从容器中取出它们。此外，Startup.Configure方法被保存到局部变量configure中, 这就是通常在Startup类中编写的Configure方法，用于配置中间件管道。

现在我们通过循环遍历每个IStartupFilter（以相反的顺序），传入Startup.Configure方法，然后更新局部变量configure来创建Configure方法的管道。这种方式实现了一种嵌套管道的效果。例如，如果我们有三个IStartupFilter实例，你最终会得到类似这样的东西，其中内部Configure方法在参数中传递给外部方法：

局部变量configure的最终值会被IApplicationBuilder调用来执行实际的中间件管道配置。 调用builder.Build方法之后会生成处理HTTP请求所需的RequestDelegate。

一个IStartupFilter的例子

前面我虽然描述了IStartupFilter的用途，但是可能查看一些现成的实现会更容易理解一些。 默认情况下，WebHostBuilder在初始化时会注册一个IStartupFilter - AutoRequestServicesStartupFilter

public class AutoRequestServicesStartupFilter : IStartupFilter
{
    public Action<IApplicationBuilder> Configure(Action<IApplicationBuilder> next)
    {
        return builder =>
        {
            builder.UseMiddleware<RequestServicesContainerMiddleware>();
            next(builder);
        };
    }
}

本质上，它在中间件管道的开头添加了一个额外的中间件，即RequestServicesContainerMiddleware。

这是唯一一个默认注册的IStartupFilter，因此在这种情况下，参数next将是Startup类的Configure方法。

这基本上就是IStartupFilter的全部内容 - 它是一种在配置的管道的开头或结尾添加额外中间件（或其他配置）的方法。

如何注册IStartupFilter

注册IStartupFilter很简单，只需像往常一样在你的ConfigureServices方法中注册它。 默认情况下，在WebHostBuilder中已经注册了AutoRequestServicesStartupFilter

private IServiceCollection BuildHostingServices()
{
    ...
    services.AddTransient<IStartupFilter, AutoRequestServicesStartupFilter>();
    ...
}

RequestServicesContainerMiddleware中间件

以下是RequestServicesContainerMiddleware的部分代码

public class RequestServicesContainerMiddleware
{
    private readonly RequestDelegate _next;
    private IServiceScopeFactory _scopeFactory;

    public RequestServicesContainerMiddleware(RequestDelegate next, IServiceScopeFactory scopeFactory)
    {
        _scopeFactory = scopeFactory;
        _next = next;
    }

    public async Task Invoke(HttpContext httpContext)
    {
        var existingFeature = httpContext.Features.Get<IServiceProvidersFeature>();

        if (existingFeature?.RequestServices != null)
        {
            await _next.Invoke(httpContext);
            return;
        }

        using (var feature = new RequestServicesFeature(_scopeFactory))
        {
            try
            {
                httpContext.Features.Set<IServiceProvidersFeature>(feature);
                await _next.Invoke(httpContext);
            }
            finally
            {
                httpContext.Features.Set(existingFeature);
            }
        }
    }
}

该中间件负责设置IServiceProvidersFeature。 创建时，RequestServicesFeature为请求创建新的IServiceScope和IServiceProvider。 它将负责使用Scoped生命周期添加到DI容器的依赖项的创建和处理。

IStartupFilter的使用场景

一般来说，我不认为在用户的应用程序中需要使用IStartupFilter。 就其本质而言，用户可以在Configure方法中定义中间件管道，因此IStartupFilter是不必要的。

我能想到以下几种需要使用IStartupFilter的场景：

• 你自己创建了一个库，你需要确保你的中间件在中间件管道的开头（或结尾）运行。
• 你正在使用一个使用IStartupFilter的库，您需要确保您的中间件在它之前运行。

总结

本篇博文中，我讲解了IStartupFilter以及WebHost如何使用它在构建中间件管道。 在下一篇文章中，我将探讨IStartupFilter的具体用法。

后记

本篇是作者早期的一篇博文，个人觉着对IStartupFilter讲解的比较清楚，就翻译了一下。在作者的后期博文中，作者提供了许多IStartupFilter的使用场景，例如

• 在ASP.NET Core项目启动前，使用IStartupFilter验证强类型配置
• 在ASP.NET Core项目启动前，使用IStartupFilter进行数据库迁移和缓存预读取

有兴趣的同学可以自己阅读一下，后续我会选择一些有意思的文章翻译一下。