ASP.NET Core Runtime：應用程序開發的核心組件

ASP.NET Core Runtime是一個基於開源的，跨平台的Web應用程序框架。它提供了許多基本的開發組件，包括應用程序模型、HTTP請求管道、事件處理程序、以及路由等。本文從五個方面系統闡述ASP.NET Core Runtime的應用，幫助開發者更好地使用ASP.NET Core Runtime開發Web應用。

一、開發環境配置

在開始使用ASP.NET Core Runtime之前，我們需要先安裝好相關的開發環境。這裡以Visual Studio 2019為例，介紹如何進行ASP.NET Core Runtime的環境配置。

1. 安裝Visual Studio 2019

首先我們需要下載並安裝好Visual Studio 2019，安裝過程比較簡單，在此不再贅述。

2. 安裝.NET Core SDK

安裝SDK是為了能夠在本地編譯和運行ASP.NET Core 應用程序。我們可以在.NET Core SDK官網下載合適版本的SDK，根據安裝嚮導一步步進行安裝。

3. 創建ASP.NET Core應用程序

在安裝完環境後，我們即可正常創建ASP.NET Core應用程序。可以通過Visual Studio模板來創建一個ASP.NET Core項目，或者使用.NET Core CLI等命令行工具。

dotnet new web -o MyWebApp
cd MyWebApp
dotnet run

二、應用程序模型

ASP.NET Core Runtime提供了一整套使用應用程序模型的方式來處理HTTP請求和響應。在應用程序模型中，基本的構建單元是中間件（Middleware）和路由（Routing）。下面我們主要從中間件和路由兩個角度介紹ASP.NET Core應用程序模型的使用。

1. 中間件

中間件是一類特殊的組件，它們可以在請求到達服務器和響應返回客戶端之間執行自定義的代碼。使用中間件，我們可以實現一些常見的HTTP功能，例如日誌、異常處理、授權驗證等。

我們可以通過以下方法來創建一個中間件：

public class MyMiddleware
{
    private readonly RequestDelegate next;

    public MyMiddleware(RequestDelegate next)
    {
        this.next = next;
    }

    public async Task Invoke(HttpContext context)
    {
        // 處理請求
        await next(context);
        // 處理響應
    }
}

public static class MyMiddlewareExtensions
{
    public static IApplicationBuilder UseMyMiddleware(
        this IApplicationBuilder builder)
    {
        return builder.UseMiddleware();
    }
}

// Startup.cs
public void Configure(IApplicationBuilder app)
{
    app.UseMyMiddleware();
    // ...
}

在這個例子中，我們定義了一個自己的中間件，並且用UseMyMiddleware()方法將它添加到管道中。當請求到來時，管道就會依次調用中間件，最終請求會被傳遞給最後一個中間件，響應也會由後往前依次經過中間件處理，最後響應被返回給客戶端。

2. 路由

路由是ASP.NET Core應用程序模型中的另一個核心概念。路由指定了HTTP請求應該如何被處理。例如，我們可以通過路由來實現RESTful API的支持。

我們可以在Startup類中添加一個路由服務：

public void Configure(IApplicationBuilder app)
{
    // 添加路由服務
    app.UseRouting();

    app.UseEndpoints(endpoints =>
    {
        endpoints.MapGet("/", async context =>
        {
            await context.Response.WriteAsync("Hello, World!");
        });

        endpoints.MapControllerRoute(
            name: "default",
            pattern: "{controller}/{action}/{id?}");
    });
}

在這個例子中，我們使用MapGet方法來處理GET請求，並使用MapControllerRoute方法來處理控制器路由。控制器是ASP.NET Core MVC框架中的一個基本概念，通過控制器可以根據請求的URL和HTTP方法調用相應的API方法。

三、HTTP請求管道

在每個HTTP請求到達應用程序時，ASP.NET Core Runtime都會創建一個HTTP請求管道，該管道在請求處理完成後被銷毀。管道由多個中間件組成，我們可以在管道中添加或刪除中間件以滿足不同的需求。

HTTP請求管道的核心是RequestDelegate類型的委託，它將請求和響應連接到管道，並將它們傳遞給中間件。我們可以自定義RequestDelegate委託來實現自己的中間件邏輯：

public async Task MyMiddleware(HttpContext context, Func next)
{
    // 中間件邏輯
    await next();
    // 中間件邏輯
}

在這個例子中，MyMiddleware方法接受HttpContext和Func類型的參數，前者表示HTTP上下文，後者是下一個中間件的委託。在該中間件中，我們可以添加自定義邏輯，例如記錄請求日誌。

四、事件處理程序

ASP.NET Core Runtime還提供了事件處理程序來處理應用程序擴展，例如在請求開始時執行某些操作，在請求完成時執行某些操作等。這樣做可以很好地實現功能分離，使代碼更加易於維護。

事件處理程序是在Startup類中添加的，我們可以通過AddXXX方法來註冊事件處理程序。例如：

public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
{
    services.AddMvc()
        .AddMvcOptions(options =>
        {
            options.Filters.Add(new CashbackExceptionFilter());
            options.ModelBinderProviders.Insert(0, new CustomModelBinderProvider());
        });

    services.AddTransient();
    services.AddScoped();
}

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，我們通過AddMvc方法註冊了一些處理程序，將它們加入了管道中。處理程序包括CashbackExceptionFilter和CustomModelBinderProvider，它們用於處理異常和模型綁定，VS中還有更多的Filter,比如：ActionFilter,AuthorizationFilter,ExceptionFilter,ResultFilter.

五、調試和性能優化

調試和性能優化是開發過程中必不可少的環節。ASP.NET Core Runtime提供了一些調試工具和性能優化工具，幫助開發人員更好地調試和優化應用程序。

1. 調試

在VS的「工具」菜單中選擇「調試」，再選擇「附加到進程」，當在代碼中設置斷點時，讓我們可以在VS中研究正在運行的應用程序的進程，在VS中調試代碼。

ASP.NET Core Runtime還提供了許多方便的調試工具，如Middleware分析器（Middleware Analyzer）、Profiler、Application Insights和多種日誌記錄器等。

2. 性能優化

除了調試之外，性能優化也是應用程序開發過程中重要的一環。ASP.NET Core Runtime提供了一些內置優化方法，如緩存和異步編程等，開發人員可以使用這些方法來優化自己的代碼。

除了內置優化方法外，我們還可以使用第三方工具來優化性能，例如使用MiniProfiler對應用程序進行性能剖析、使用Stackify Retrace分析服務跟蹤請求和日誌等。

總結

本文從環境配置、應用程序模型、HTTP請求管道、事件處理程序、調試和性能優化五個角度介紹了ASP.NET Core Runtime的應用。在使用ASP.NET Core Runtime時，應該根據需求選擇相應的組件和優化方法，以實現更高效、更可靠的Web應用程序。