ASP.NET Core Runtime：应用程序开发的核心组件

发布时间：2023-05-18

ASP.NET Core Runtime 是一个基于开源的，跨平台的 Web 应用程序框架。它提供了许多基本的开发组件，包括应用程序模型、HTTP 请求管道、事件处理程序、以及路由等。本文从五个方面系统阐述 ASP.NET Core Runtime 的应用，帮助开发者更好地使用 ASP.NET Core Runtime 开发 Web 应用。

一、开发环境配置

在开始使用 ASP.NET Core Runtime 之前，我们需要先安装好相关的开发环境。这里以 Visual Studio 2019 为例，介绍如何进行 ASP.NET Core Runtime 的环境配置。

  1. 安装 Visual Studio 2019
    首先我们需要下载并安装好 Visual Studio 2019，安装过程比较简单，在此不再赘述。
  2. 安装 .NET Core SDK
    安装 SDK 是为了能够在本地编译和运行 ASP.NET Core 应用程序。我们可以在 .NET Core SDK 官网下载合适版本的 SDK，根据安装向导一步步进行安装。
  3. 创建 ASP.NET Core 应用程序
    在安装完环境后，我们即可正常创建 ASP.NET Core 应用程序。可以通过 Visual Studio 模板来创建一个 ASP.NET Core 项目，或者使用 .NET Core CLI 等命令行工具。
dotnet new web -o MyWebApp
cd MyWebApp
dotnet run

二、应用程序模型

ASP.NET Core Runtime 提供了一整套使用应用程序模型的方式来处理 HTTP 请求和响应。在应用程序模型中，基本的构建单元是中间件（Middleware）和路由（Routing）。下面我们主要从中间件和路由两个角度介绍 ASP.NET Core 应用程序模型的使用。

1. 中间件

中间件是一类特殊的组件，它们可以在请求到达服务器和响应返回客户端之间执行自定义的代码。使用中间件，我们可以实现一些常见的 HTTP 功能，例如日志、异常处理、授权验证等。 我们可以通过以下方法来创建一个中间件：

public class MyMiddleware
{
    private readonly RequestDelegate next;
    public MyMiddleware(RequestDelegate next)
    {
        this.next = next;
    }
    public async Task Invoke(HttpContext context)
    {
        // 处理请求
        await next(context);
        // 处理响应
    }
}
public static class MyMiddlewareExtensions
{
    public static IApplicationBuilder UseMyMiddleware(
        this IApplicationBuilder builder)
    {
        return builder.UseMiddleware<MyMiddleware>();
    }
}
// Startup.cs
public void Configure(IApplicationBuilder app)
{
    app.UseMyMiddleware();
    // ...
}

在这个例子中，我们定义了一个自己的中间件，并且用 UseMyMiddleware() 方法将它添加到管道中。当请求到来时，管道就会依次调用中间件，最终请求会被传递给最后一个中间件，响应也会由后往前依次经过中间件处理，最后响应被返回给客户端。

2. 路由

路由是 ASP.NET Core 应用程序模型中的另一个核心概念。路由指定了 HTTP 请求应该如何被处理。例如，我们可以通过路由来实现 RESTful API 的支持。 我们可以在 Startup 类中添加一个路由服务：

public void Configure(IApplicationBuilder app)
{
    // 添加路由服务
    app.UseRouting();
    app.UseEndpoints(endpoints =>
    {
        endpoints.MapGet("/", async context =>
        {
            await context.Response.WriteAsync("Hello, World!");
        });
        endpoints.MapControllerRoute(
            name: "default",
            pattern: "{controller}/{action}/{id?}");
    });
}

在这个例子中，我们使用 MapGet 方法来处理 GET 请求，并使用 MapControllerRoute 方法来处理控制器路由。控制器是 ASP.NET Core MVC 框架中的一个基本概念，通过控制器可以根据请求的 URL 和 HTTP 方法调用相应的 API 方法。

三、HTTP 请求管道

在每个 HTTP 请求到达应用程序时，ASP.NET Core Runtime 都会创建一个 HTTP 请求管道，该管道在请求处理完成后被销毁。管道由多个中间件组成，我们可以在管道中添加或删除中间件以满足不同的需求。 HTTP 请求管道的核心是 RequestDelegate 类型的委托，它将请求和响应连接到管道，并将它们传递给中间件。我们可以自定义 RequestDelegate 委托来实现自己的中间件逻辑：

public async Task MyMiddleware(HttpContext context, Func<Task> next)
{
    // 中间件逻辑
    await next();
    // 中间件逻辑
}

在这个例子中，MyMiddleware 方法接受 HttpContext 和 Func<Task> 类型的参数，前者表示 HTTP 上下文，后者是下一个中间件的委托。在该中间件中，我们可以添加自定义逻辑，例如记录请求日志。

四、事件处理程序

ASP.NET Core Runtime 还提供了事件处理程序来处理应用程序扩展，例如在请求开始时执行某些操作，在请求完成时执行某些操作等。这样做可以很好地实现功能分离，使代码更加易于维护。 事件处理程序是在 Startup 类中添加的，我们可以通过 AddXXX 方法来注册事件处理程序。例如：

public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
{
    services.AddMvc()
        .AddMvcOptions(options =>
        {
            options.Filters.Add(new CashbackExceptionFilter());
            options.ModelBinderProviders.Insert(0, new CustomModelBinderProvider());
        });
    services.AddTransient<IValidationService, ValidationService>();
    services.AddScoped<ICustomerRepository, CustomerRepository>();
}
public void Configure(IApplicationBuilder app, IWebHostEnvironment env)
{
    // ...
    app.UseRouting();
    app.UseStaticFiles();
    app.UseEndpoints(endpoints =>
    {
        endpoints.MapControllerRoute(
            name: "default",
            pattern: "{controller=Home}/{action=Index}/{id?}");
    });
    app.UseMvc();
}

在上面的例子中，我们通过 AddMvc 方法注册了一些处理程序，将它们加入了管道中。处理程序包括 CashbackExceptionFilter 和 CustomModelBinderProvider，它们用于处理异常和模型绑定。ASP.NET Core 中还有更多的 Filter，比如：ActionFilter、AuthorizationFilter、ExceptionFilter、ResultFilter。

五、调试和性能优化

调试和性能优化是开发过程中必不可少的环节。ASP.NET Core Runtime 提供了一些调试工具和性能优化工具，帮助开发人员更好地调试和优化应用程序。

1. 调试

在 VS 的“工具”菜单中选择“调试”，再选择“附加到进程”，当在代码中设置断点时，让我们可以在 VS 中研究正在运行的应用程序的进程，在 VS 中调试代码。 ASP.NET Core Runtime 还提供了许多方便的调试工具，如 Middleware 分析器（Middleware Analyzer）、Profiler、Application Insights 和多种日志记录器等。

2. 性能优化

除了调试之外，性能优化也是应用程序开发过程中重要的一环。ASP.NET Core Runtime 提供了一些内置优化方法，如缓存和异步编程等，开发人员可以使用这些方法来优化自己的代码。 除了内置优化方法外，我们还可以使用第三方工具来优化性能，例如使用 MiniProfiler 对应用程序进行性能剖析、使用 Stackify Retrace 分析服务跟踪请求和日志等。

总结

本文从环境配置、应用程序模型、HTTP 请求管道、事件处理程序、调试和性能优化五个角度介绍了 ASP.NET Core Runtime 的应用。在使用 ASP.NET Core Runtime 时，应该根据需求选择相应的组件和优化方法，以实现更高效、更可靠的 Web 应用程序。

推荐文章