ASP.NET Core 中间件与过滤器的区别

在 ASP.NET Core 中，中间件和过滤器是处理请求和响应生命周期的两个重要组成部分。尽管它们在某些情况下看起来具有相似性，但它们各自的职责和使用场景是不同的。在这篇文章中，我们将深入探讨中间件和过滤器的区别、用途以及如何在实际应用中选择合适的机制。

一、概述

1.1 中间件

在 ASP.NET Core 中，中间件是一个处理 HTTP 请求和响应的组件，负责执行一系列操作，如身份验证、授权、日志记录、请求处理等。中间件是按照管道的形式排列的，每个中间件都可以对请求做出响应或将请求传递到下一个中间件。中间件的工作方式是串行的，每个中间件可以在请求到达最终的请求处理器（如控制器）之前或者响应返回给客户端之后进行处理。

1.2 过滤器

过滤器则是 ASP.NET Core 提供的一种机制，主要用于在 MVC 控制器操作执行的不同阶段执行代码。过滤器的执行通常发生在操作方法之前或之后，以及模型绑定和结果执行期间。过滤器可以用于验证、缓存、权限控制等特定的功能。过滤器有多个类型，每个类型对应不同的执行时机，常见的过滤器类型包括授权过滤器、资源过滤器、操作过滤器、异常过滤器和结果过滤器。

二、中间件的工作原理

2.1 中间件的基本概念

中间件的工作原理基于请求-响应管道模式。当 HTTP 请求进入应用时，请求会沿着中间件管道逐个经过。在管道中的每个中间件都有机会对请求进行操作，可以选择继续将请求传递到下一个中间件，或者直接返回响应。请求到达管道的末端，最终的响应会经过中间件管道返回给客户端。

ASP.NET Core 应用的 Startup 类中的 Configure 方法负责设置中间件管道。通过 IApplicationBuilder 接口中的 Use 方法注册中间件：

public void Configure(IApplicationBuilder app)
{
    app.UseRouting();
    app.UseAuthentication();
    app.UseAuthorization();
    app.UseEndpoints(endpoints =>
    {
        endpoints.MapControllers();
    });
}

2.2 中间件的特点

• 顺序性：中间件的执行顺序非常重要。它们按注册顺序执行，每个中间件都会等待上一个中间件完成后才会执行。
• 全局性：中间件通常是全局的，影响所有的请求和响应，除非在特定条件下中断请求处理。
• 灵活性：中间件可以进行广泛的自定义，例如身份验证、日志记录、CORS（跨域资源共享）等。

2.3 中间件的类型

• 请求中间件：处理请求，修改请求，或终止请求处理。
• 响应中间件：处理响应，在请求处理后修改响应或返回响应。
• 错误处理中间件：处理全局错误，确保应用不会因为未处理的异常而崩溃。

三、过滤器的工作原理

3.1 过滤器的基本概念

过滤器是专门用于控制 MVC 请求的执行流的组件，它们可以在操作方法执行的不同阶段执行特定的逻辑。过滤器的执行时机可以分为几个阶段，例如：

• 在控制器操作方法执行之前（如授权过滤器、资源过滤器等）。
• 在控制器操作方法执行之后（如操作过滤器、结果过滤器等）。
• 异常处理阶段（如异常过滤器）。

ASP.NET Core 提供了不同类型的过滤器，以便开发者根据需求进行选择和定制。

3.2 过滤器的特点

• 作用于操作方法：过滤器通常在控制器操作方法之前或之后执行，用于处理与操作方法执行相关的逻辑。
• 细粒度控制：相比中间件，过滤器提供了更细粒度的控制，它们通常用于与请求处理紧密相关的逻辑，如授权、异常处理、数据验证等。
• 分层执行：过滤器的执行顺序可以根据优先级进行控制。可以通过设置 Order 属性来调整多个过滤器的执行顺序。

3.3 过滤器的类型

• 授权过滤器：在控制器方法执行之前，检查请求是否具有必要的权限。
• 资源过滤器：在模型绑定和操作执行之前，处理与请求资源相关的逻辑。
• 操作过滤器：在控制器操作方法执行之前或之后执行，可以访问操作方法的参数、结果等信息。
• 异常过滤器：用于处理控制器操作中的异常。
• 结果过滤器：在操作方法执行之后和视图结果渲染之前执行，允许修改响应结果。

四、中间件与过滤器的主要区别

4.1 执行时机

• 中间件：在整个请求和响应生命周期中运行，通常用于处理请求的全局行为，如身份验证、日志记录、CORS、路由、缓存等。中间件的执行时机发生在请求到达控制器之前，并且在响应返回客户端时可以进行修改。
• 过滤器：主要用于处理控制器和操作方法的执行过程，通常用于与业务逻辑密切相关的操作，如数据验证、授权、异常处理、结果过滤等。过滤器的执行时机发生在请求通过中间件管道之后、控制器操作方法之前，或者在控制器方法执行之后、结果呈现之前。

4.2 关注点

• 中间件：关注应用的全局逻辑和基础设施，适用于与整个应用相关的行为。
• 过滤器：关注特定控制器或操作方法的执行流程，适用于细粒度的请求处理，如权限控制、日志记录、数据验证等。

4.3 灵活性和扩展性

• 中间件：适用于需要全局处理的功能。它具有更高的灵活性和扩展性，能够处理跨越多个请求的场景。
• 过滤器：更适合用于与业务逻辑密切相关的功能，它们通常依赖于特定的控制器或操作方法，因此其灵活性相对较低，但可以在执行流程中插入更细致的操作。

4.4 使用场景

• 中间件：适用于跨请求的操作，如全局认证、CORS 支持、请求日志、异常处理等。
• 过滤器：适用于与单个请求或控制器操作方法相关的操作，如操作参数验证、授权、异常处理、响应修改等。

4.5 性能

• 中间件：中间件通常会在整个请求生命周期中执行，并且可能会在请求到达控制器之前就终止请求。因此，若中间件过多或逻辑复杂，可能会影响应用性能。
• 过滤器：过滤器的执行仅发生在控制器操作方法的生命周期内，通常与特定的操作方法密切相关，性能上的开销较小。

五、选择使用中间件还是过滤器

• 使用中间件的场景：需要全局处理的操作，涉及到请求和响应的跨控制器或跨请求的逻辑，例如全局身份验证、跨域资源共享、请求日志、异常处理等。
• 使用过滤器的场景：需要在特定的控制器操作之前或之后进行特定操作的场景，例如权限控制、数据验证、缓存、响应修改等。

六、总结

中间件和过滤器是 ASP.NET Core 提供的两种重要机制，它们在应用的不同层次上发挥着各自的作用。中间件主要用于全局请求-响应管道的处理，而过滤器则更关注控制器和操作方法的执行流程。在实际开发中，开发者应该根据需求和具体的使用场景选择合适的机制，以确保应用的结构清晰、可维护性高。

理解中间件和过滤器的区别，可以帮助开发者更好地设计和优化 ASP.NET Core 应用，使得代码更加简洁、可扩展，满足复杂的业务需求。