ASP.NET沒有魔法——Identity與Owin

上篇文章介紹瞭如何在ASP.NET MVC項目中引入Identity組件來實現用戶註冊、登錄及身份驗證功能，並且也提到了Identity是集成到Owin中的，本章就來介紹一下什麼是Owin以及如何使用Owin來增強Identity的功能。本章的主要內容有： ● 什麼是Owin ● 關於Katana ...

　　上篇文章介紹瞭如何在ASP.NET MVC項目中引入Identity組件來實現用戶註冊、登錄及身份驗證功能，並且也提到了Identity是集成到Owin中的，本章就來介紹一下什麼是Owin以及如何使用Owin來增強Identity的功能。

　　本章的主要內容有：

　　● 什麼是Owin
　　● 關於Katana
　　● Owin與宿主IIS
　　● Owin與Identity的集成
　　● Identity在Owin中的特殊用法

什麼是Owin

　　Owin(Open Web Server Interface)它是一個.NET Web伺服器和Web程式之間的介面標準，其目的是為了應用程式與伺服器解耦。為什麼需要解耦？因為ASP.NET應用(不包含ASP.NET Core和mono)都需要部署在IIS伺服器上，而通過實現Owin的介面，可以將一個控制台程式作為Web應用程式的宿主。

　　Owin實質上是提供了一個名稱為環境字典的IDictionary<string, object>類型來存儲所有數據，包括請求和響應數據。在這個字典中Owin定義了一系列的核心鍵值對：

　　另外還有一個重要的核心類型是一個參數為IDictionary<string, object>(即上面分析用於存儲數據的類型)的代理：Func<IDictionary<string, object>, Task>，每一個委托都是用於處理請求的一個獨立單元，將多個獨立單元集合到一起就形成了Owin的處理管道，另外返回值是一個Task，換句話說所有的處理單元或者說中間件都需要設計成非同步的，可以提高系統的吞吐量。
　　更多信息可參考文檔：http://owin.org/html/owin.html

關於Katana

　　Owin既然是一個介面標準，那麼就一定有實現，微軟對Owin的實現是一個名為Katana的項目(https://github.com/aspnet/AspNetKatana)，該項目中的組件大部分以Microsoft.Owin作為首碼，一下是github上部分組件目錄：

　　Katana主要有4個部分組成，分別是宿主、伺服器、中間件和應用，如下圖整個結構是分層次的，由下到上：

　　● Host：也就是宿主，使用Katana可選Owin的宿主有IIS、自定義宿主(如console程式)以及OwinHost.exe。前面兩個比較好理解，對於OwinHost.exe其實是Katana項目的一個用於啟動Owin應用的程式，通過命令行的方式就可以運行指定的Owin應用（註：所有的宿主都可以通過Nuget管理器安裝）。

　　● Server：伺服器，就是用來接收、響應請求的組件。
　　　　○ 在IIS下，通過安裝Microsoft.Owin.Host.SystemWeb，將Owin的HttpModule“動態”註冊到IIS處理管道中接收處理HTTP請求。
　　　　○ 在自定義的宿主中，通過安裝Microsoft.Owin.Host.HttpListener，以代碼的形式顯式的根據地址和埠打開一個Soket來監聽請求。OwinHost.exe也是使用該組件來監聽請求。
　　● Middleware：中間件，實質上就是一個實現了Func<IDictionary<string, object>, Task>的委托，也可以簡單通過繼承OwinMiddleware類型來創建。創建完成後在Owin的Startup類型中通過IAppBuilder類型Use方法將其添加到管道中。
　　● Application：應用層，Owin以及Katana都沒有考慮一種新的開發應用的方式，換句話說可以沿用之前的mvc、webapi、Signalr或者是靜態頁面等方式來開發應用。

Owin與宿主IIS

　　Owin在IIS的宿主(Microsoft.Owin.Host.SystemWeb)其實是一個IHttpModule的實現：

　　而使用HttpModule對IIS的請求處理管理進行拓展的一般方法都是使用配置的方式在Web.config文件中添加。但是引入Owin後其實沒有在配置文件裡面加入任何配置，而是通過以下代碼在程式運行時註冊的：

　　Owin在使用IIS作為宿主時就是通過HttpModule的形式對原有的ASP.NET HTTP請求通道進行了拓展，請求在ASP.NET的管道處理過程中通過HttpModule拓展的形式將整個請求轉移到Owin管道處理。

Owin與Identity的集成

　　Identity就是通過Owin中間件的方式集成到處理管道中的，如下圖代碼：

　　另外在安裝Identity的同時還在Web.config文件中加入了以下配置：

　　刪除了Form驗證的HttpModule，這裡的原因也是identity的驗證可以代替Form驗證，所以對這個功能進行了刪除。

　　運行時的HttpModule列表：

Identity在Owin中的特殊用法

　　(註：以下代碼可以參考ASP.NET MVC預設帶有身份驗證的項目模板，部分代碼有改動DbContext名稱、命名空間以及省略了部分配置，如雙因數驗證等)

　　說是特殊用法，實際上是在每一次請求時都會創建一個DbContext、UserManager以及SignInManager放在Owin的環境字典中，那麼意味著整個請求過程中都可以通過Owin來獲取這些實例對用戶進行操作。

　　1. 使用前準備，封裝DbContext的創建過程：

　　2. 封裝UserManager創建過程(註：UserManager的創建中還包含了對用戶名、密碼的驗證配置以及一些驗證配置信息)：

　　3. 封裝SignInManager：

　　SignInManager中依賴的UserManager來自Owin的上下文對象。

　　另外這裡還對通過用戶信息生成身份信息做了封裝：

　　4. 在Owin的Startup文件中加入以下代碼，確保在請求時創建這些對象：

　　需要註意的是CreatePerOwinContext來自Identity的Owin拓展：

　　而CreatePerOwinContext方法實際上是為Owin管道添加了一個名稱為IdentityFactoryMiddleware的Owin中間件，意思就是上面的三個方法就在Owin管道中插入了三個相同的中間件(但參數不同)，以下是IdentityFactoryMiddleware調用的代碼：