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ASP.NET Core MVC 之過濾器(Filter)

  ASP.NET MVC 中的過濾器允許在執行管道中的特定階段之前或之後執行程式碼。可以對全域性,也可以對每個控制器或每個操作配置過濾器。

1.過濾器如何工作

  不同的過濾器型別在管道中的不同階段執行,因此具有各自的與其場景。根據需要執行的任務以及需要執行的請求管道中的位置,選擇要建立的過濾器型別。過濾器在 MVC 操作呼叫管道中執行,有時也稱為過濾管道,在 MVC 中選擇要執行的操作後,執行操作上的過濾器,如圖:

  不同的過濾器在管道內的不同位置執行。像授權過濾器這樣的過濾器只在管道中靠前的位置執行。其他過濾器,如操作(Action)過濾器,可以在管道執行的其他部分之前和之後執行,如圖:

  

  1.選擇過濾器

  授權過濾器用於確定當前請求使用者是否被授權。

  資源過濾器是在授權之後第一個處理請求的過濾器,也是最後一個在請求離開過濾管道時接觸請求的過濾器。在效能方面,對實現快取或者對過濾管道進行短路 特別有用。

  操作過濾器包裝對單個操作方法的呼叫,並且可以處理傳遞到操作的引數以及從操作返回的操作結果。

  異常過濾器用於對 MVC 應用程式中未處理的異常應用全域性策略。

  結果過濾器包裝單個操作結果的執行,並且盡在操作執行成功時執行。它們必須是圍繞檢視執行或格式化程式執行的邏輯的理想選擇。

  

  2.實現過濾器

  所有過濾器均可通過不同的介面定義支援同步和非同步的實現。根據需要執行的任務型別,選擇同步或非同步實現。從框架的角度看,它們是可以互換的。

  同步過濾器定義了 OnStageExecuting 和 OnStageExecuted 方法(也有例外)。OnStageExecuting 方法在事件管道階段之前通過階段名稱來呼叫,而 OnStageExecuted 方法將在階段名稱命名的管道階段之後呼叫。

    public class SampleActionFilter:IActionFilter
    {
        public void OnActionExecuting(ActionExecutingContext context)
        {
            //操作執行前做的事情
        }
        public void OnActionExecuted(ActionExecutedContext context)
        {
            //操作執行後做的事情
        }
    }

  非同步過濾器定義了一個單一的 OnActionExecutionAsync  方法,可以在具體管道階段的前後執行。 OnActionExecutionAsync 方法提供了一個 ActionExecutionDelegate 委託,呼叫時該委託會執行具體管道階段的工作,然後等待完成。

public class SampleAsyncActionFilter: IAsyncActionFilter
    {
        public async Task OnActionExecutionAsync(ActionExecutingContext context, ActionExecutionDelegate next)
        {
            //操作執行前做的事情
            await next();
            //操作執行後做的事情
        }
    }

  

  3.過濾器作用域

  過濾器有三種不同級別的作用域。你可以在特定的操作上用特性(Attribute)的方式使用特定的過濾器。也可以在控制器上用特性的方式使用過濾器,這樣就可以將效果作用在控制器內的所有操作上。或者註冊一個全域性過濾器,它將作用於整個 MVC 應用程式的每一個操作。

  如果想要使用全域性過濾器,可以在配置 MVC 時,在 Startup 的 ConfigureServices 方法中新增:

services.AddMvc(options =>
            {
                options.Filters.Add(typeof(SampleActionFilter));//通過型別
                options.Filters.Add(new SampleActionFilter());//註冊例項
            }).SetCompatibilityVersion(CompatibilityVersion.Version_2_1);

  過濾器既可以通過型別新增,也可以通過例項新增。如果通過例項新增,則該例項會被使用於每一個請求。如果通過型別新增,則在每次請求後都會建立一個例項,其所有建構函式依賴項都將通過 DI 來填充。

  把過濾器介面的實現當作特性使用也非常方便。過濾器特性可應用於控制器和操作方法。框架包含了內建的基於特性的過濾器,可以繼承他們或者另外定製。例如,下面的過濾器繼承了 ResultFilterAttribute,並重寫 OnResultExecuting 方法(在響應中增加一個資訊頭):

  

public class AddHeaderAttribute: ResultFilterAttribute
    {
        private readonly string _name;
        private readonly string _value;

        public AddHeaderAttribute(string name, string value)
        {
            _name = name;
            _value = value;
        }

        public override void OnResultExecuting(ResultExecutingContext context)
        {
            context.HttpContext.Response.Headers.Add(
                _name,new string[] { _value });
            base.OnResultExecuting(context);
        }
    }

  特性允許過濾器接受引數,如下,可將此特性新增到控制器或操作中,併為其指定所需 HTTP 頭的名稱和值:

[AddHeader("Author", "Ruby Lu")]
 public class HomeController : Controller
{
}

  以下幾種過濾器介面可以自定義為相應特性的實現:

    ActionFilterAttribute

    ExceptionFilterAttribute

    ResultFilterAttribute

    FormatFilterAttribute

    ServiceFilterAttribute

    TypeFilterAttribute

 

  4.取消和短路

  通過設定傳入過濾器方法的上下文引數中的 Result 屬性,可以在過濾器管道的任意一點短路管道。比如,下面的 ShortCircuitingResourceFilter 將阻止它之後管道內的所有過濾器,包括所有操作過濾器:

public class ShortCircuitingResourceFilter:Attribute,IResourceFilter
    {
        public void OnResourceExecuting(ResourceExecutingContext context)
        {
            context.Result = new ContentResult() {
                Content = "短路"
            };
        }

        public void OnResourceExecuted(ResourceExecutedContext context)
        {

        }
    }

 

2.配置過濾器

  全域性過濾器在 Startup 中配置。基於特性的過濾器如果不需要任何依賴,可以簡單地繼承一個已存在地過濾器相對應地特性型別。如果要建立一個非全域性作用域,但需要從依賴注入中獲得依賴項的過濾器,那麼在它們上面加上 ServiceFilterAttribute 或 TypeFilterAttribute 特性,這樣就可用於控制器或操作了。

  1.依賴注入

  以特性形式實現的,直接新增到控制器或操作的過濾器,其建構函式不得由依賴注入提供依賴項。其原因在於,特性所需的建構函式引數必須由使用處直接提供。這是特性原型機理的限制。

  如果過濾器需要從 DI 中獲得依賴項,那麼可以用以下幾種方法在類或操作方法使用:

    ServiceFilterAttribute

    TypeFilterAttribute

    IFilterFactory 實現特性

  TypeFilter 將為其依賴項從 DI 中使用服務來例項化一個例項。 ServiceFilter 則從 DI 中獲取一個過濾器例項。下面演示 ServiceFilter:

  先在 ConfigureServices 中註冊 AddHeaderFilterWithDI 型別:services.AddScoped<AddHeaderFilterWithDI>(); 

  然後使用:

    [ServiceFilter(typeof(AddHeaderFilterWithDI))]

    public IActionResult Index()

    {  

    }

  ServiceFilterAttribute 實現了IFilterFactory 介面,它公開了一個建立 IFilter 例項的方法。在 ServiceFilterAttribute 中,IFilterFactory 介面的 CreateInstance 方法被實現為從服務容器載入指定的型別。

  TypeFilterAttribute 非常類似 ServiceFilterAttribute (也實現 IFilterFactory 介面),但它的型別不是直接從 DI 容器中解析,相反,它使用 Microsoft.Extensions.DependencyInjection.ObjectFactory 例項化型別。

  由於這種差異,使用 TypeFilterAttribute 引用的型別不需要在使用前向容器註冊,但它們仍由容器來填充其依賴項。此外,TypeFilterAttribute 可以可選的接受該型別的建構函式引數。下面是 TypeFilterAttribute 演示:

        [TypeFilter(typeof(AddHeaderAttribute),Arguments =new object[] { "Author","Ruby" })]
        public IActionResult Index()
        {
            return View();
        }

   如果有一個簡單的過濾器,不需要任何引數,但有建構函式需要通過 DI 填充依賴項,那麼可以繼承 TypeFilterAttribute,允許使用自己命名的特性類和方法(而不是 [TypeFilterAttribute(typeof(FilterType))])。下面的過濾器顯示瞭如何實現此功能:

 public class SampleActionFilterAttribute:TypeFilterAttribute
    {
        public SampleActionFilterAttribute() : base(typeof(SampleActionFilterImpl))
        {
        }
        private class SampleActionFilterImpl:IActionFilter
        {
            public void OnActionExecuting(ActionExecutingContext context)
            {
                //操作執行前做的事情
            }
            public void OnActionExecuted(ActionExecutedContext context)
            {
                //操作執行後做的事情
            }
        }
    }

  該過濾器可通過使用 [SampleActionFilter] 這樣的語法應用於類或方法,而不必使用 [TypeFilter] 或 [ServiceFilter] 。

  IFilterFactory 實現 IFilter ,因此在過濾器管道中,任何位置的  IFilterFactory 例項都可當作 Filter 例項來使用。當框架準備呼叫過濾器時,將嘗試將其轉換為 IFilterFactory 。如果轉換成功, 則呼叫 CreateInstance 方法來建立將被呼叫的 IFilter 例項。這是一種非常靈活的設計,因為當應用程式啟動時,不需要明確地設定精確地過濾器。

  你可以在自己地特性中實現 IFilterFactory 幾口,作為另一種建立過濾器的方法:

public class AddHeadWithFactoryAttribute:Attribute, IFilterFactory
    {
        public bool IsReusable { get; }
        //實現IFilterFactory
        public IFilterMetadata CreateInstance(IServiceProvider serviceProvider)
        {
            return new InternalAddHeaderFilter();
        }
    }

    public class InternalAddHeaderFilter : IResultFilter
    {
        public  void OnResultExecuting(ResultExecutingContext context)
        {
            context.HttpContext.Response.Headers.Add(
                "Internal", new string[] { "Header Add" });
        }
        public void OnResultExecuted(ResultExecutedContext context)
        {

        }
    }

 

  2.排序

   過濾器可以應用於操作方法或控制器(通過特性)或新增到全域性過濾器集合中。作用域通常也決定了排序,最接近操作的過濾器首先執行。

  除了作用域,過濾器還可以通過實現 IOrderedFilter 來重寫它們的執行順序。此介面簡單的暴露了一個 int Order 屬性,並且過濾器基於該屬性以數字升序執行。所有內建的過濾器,包括 TypeFilterAttribute 和 ServiceFilterAttribute ,都實現 IOrderedFilter  介面。,因此當將過濾器特性應用於類或方法時,可以指定過濾器執行順序。預設情況下,所有內建過濾器的 Order 屬性都為0,因此範圍用作分隔符,並且是決定性因素(除非 Order 設定為 0)。

  每個從 Controller 基類繼承的控制器都包含 OnActionExecuting 和 OnActionExecuted 方法。這些方法為給定操作包裝了過濾器,它們分別最先執行和最後執行。假設沒有為任何過濾器設定 Order 舒總,那麼單純基於範圍的順序為:

  控制器的 OnActionExecuting

  全域性過濾器的OnActionExecuting

  類過濾器的OnActionExecuting

  方法過濾器的OnActionExecuting

  方法過濾器的OnActionExecuted 

  類過濾器的OnActionExecuted 

  全域性過濾器的OnActionExecuted 

  控制器過濾器的OnActionExecuted 

   

  要修改預設的基於範圍的順序,則應顯示設定類級別或者方法級別過濾器的 Order 屬性。例如,將 Order = -1 新增到方法級屬性:

  [MyFilter (Name = "...",Order = -1)]

  在這種情況下,小於零的值將確保此過濾器在全域性和類級過濾器之前執行:

  控制器的 OnActionExecuting

  方法過濾器的OnActionExecuting

  全域性過濾器的OnActionExecuting

  類過濾器的OnActionExecuting

  類過濾器的OnActionExecuted 

  全域性過濾器的OnActionExecuted 

  控制器過濾器的OnActionExecuted 

  方法過濾器的OnActionExecuted 

  Controller 類的方法總是在所有過濾器之前和之後執行。這些方法不作為IFilter例項實現。也不參與IFilter排序演算法。

 

  3.對比中介軟體

  一般來說,過濾器用於處理業務與應用程式的橫切關注點,用法和功能很像中介軟體,但過濾器允許你將作用範圍縮小,並將其插入到應用程式中有意義的位置,例如檢視之前或模型繫結之後。過濾器是 MVC 的一部分,可以訪問其上下文和建構函式。例如,中介軟體很難檢測到請求的模型驗證是否產生錯誤,並且做出相應的響應。

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