溯源设备 发表于 2025-2-6 18:02:52

.Net Core 管道底层源码实现

在 .NET Core 中,请求处理管道是一个中间件(Middleware)链,用于处理 HTTP 请求并生成响应。管道的底层实现基于 Microsoft.AspNetCore.Http 命名空间中的一些核心类和接口
1. 核心组件

1.1 HttpContext


[*]• HttpContext 是 HTTP 请求和响应的核心抽象,封装了请求信息(如请求头、请求体、查询参数等)和响应信息(如状态码、响应头、响应体等)。
[*]• 每个请求都会创建一个 HttpContext 实例,并在整个管道中传递。
1.2 HttpRequest 和 HttpResponse


[*]• HttpRequest 和 HttpResponse 分别表示 HTTP 请求和响应,是 HttpContext 的一部分。
[*]• HttpRequest 包含请求的详细信息,如路径、方法、头、体等。
[*]• HttpResponse 用于设置响应的状态码、头、体等。
1.3 RequestDelegate


[*]• RequestDelegate 是一个委托,表示处理 HTTP 请求的方法:
public delegate Task RequestDelegate(HttpContext context);

[*]• 管道中的每个中间件都是一个 RequestDelegate。
1.4 Middleware


[*]• 中间件是一个类或方法,用于处理请求并调用管道中的下一个中间件。
[*]• 中间件通常通过 Use 或 Run 方法注册到管道中。
2. 定义 ApplicationBuilder 接口

首先,我们定义 IApplicationBuilder 接口:
public interface IApplicationBuilder{    // 添加中间件到管道中    IApplicationBuilder Use(Func<RequestDelegate, RequestDelegate> middleware);    // 构建最终的请求处理管道    RequestDelegate Build();    // 获取或设置应用程序服务提供者    IServiceProvider ApplicationServices { get; set; }    // 获取属性字典,用于存储共享数据    IDictionary<string, object> Properties { get; }}<hr>3. 定义 RequestDelegate 委托

管道的核心是基于委托(Delegate)和上下文(Context)的机制。
**RequestDelegate**:是一个表示处理 HTTP 请求的委托。
public delegate Task RequestDelegate(HttpContext context);

[*]• **HttpContext**:封装了 HTTP 请求和响应的所有信息,包括请求头、请求体、响应头、响应体等。
每个中间件本质上是一个 RequestDelegate,它接收 HttpContext 并处理请求,同时可以选择调用下一个中间件。
<hr>4. 实现 ApplicationBuilder 类

接下来,我们实现 ApplicationBuilder 类:
public class ApplicationBuilder : IApplicationBuilder{    // 存储中间件组件的列表    private readonly IList<Func<RequestDelegate, RequestDelegate>> _components = new List<Func<RequestDelegate, RequestDelegate>>();    // 获取或设置应用程序服务提供者    public IServiceProvider ApplicationServices { get; set; }    // 获取属性字典,用于存储共享数据    public IDictionary<string, object> Properties { get; } = new Dictionary<string, object>();    // 添加中间件到管道中    public IApplicationBuilder Use(Func<RequestDelegate, RequestDelegate> middleware)    {        _components.Add(middleware);        return this;    }    // 构建最终的请求处理管道    public RequestDelegate Build()    {        // 默认的请求处理程序,返回 404 状态码        RequestDelegate app = context =>        {            context.Response.StatusCode = 404;            return Task.CompletedTask;        };        // 反向遍历中间件组件列表,构建嵌套的请求处理管道        foreach (var component in _components.Reverse())        {            app = component(app);        }        return app;    }}<hr>5. 创建中间件

我们创建一个简单的日志收集中间件来展示如何使用 **ApplicationBuilder** :
public class CustomizeMiddleware{    private readonly RequestDelegate _next;    // 构造函数,接受下一个中间件的委托    public CustomizeMiddleware(RequestDelegate next)    {        _next = next;    }    // 中间件的请求处理方法    public async Task Invoke(HttpContext context)    {        Console.WriteLine("自定义中间件: Before");        await _next(context); // 调用下一个中间件        Console.WriteLine("自定义中间件: After");    }}<hr>6. 使用 ApplicationBuilder 构建管道

public class Program{    public static void Main(string[] args)    {        // 创建 ApplicationBuilder 实例        var builder = new ApplicationBuilder();        // 添加 CustomizeMiddleware 到管道中        builder.Use(next => new CustomizeMiddleware(next).Invoke);        // 添加内联中间件到管道中        builder.Use(next => async context =>        {            Console.WriteLine("内联中间件: Before");            await next(context); // 调用下一个中间件            Console.WriteLine("内联中间件: After");        });        // 构建最终的请求处理管道        var app = builder.Build();        // 创建一个 HttpContext 实例        var context = new DefaultHttpContext();        // 执行管道        app(context).Wait();    }}输入结果为:
https://fastly.jsdelivr.net/gh/bucketio/img18@main/2025/01/02/1735813739984-7368e6e3-3604-46a9-a177-67f85b5d4a68.png
<hr>7.总结

.NET Core 管道的底层实现是基于委托链的机制,每个中间件都是一个 RequestDelegate,通过链式调用来处理 HTTP 请求和响应。管道的构建过程通过 IApplicationBuilder 接口完成,中间件的添加顺序决定了管道的执行顺序。通过理解管道的底层实现,可以更好地掌握 .NET Core 的请求处理机制,并能够灵活地配置和扩展管道。
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