Asp.Net MVC<五>：过滤器

ControllerActionInvoker在执行过程中除了利用ActionDescriptor完成对目标Action方法本身的执行外，还会执行相关过滤器（Filter）。过滤器采用AOP的设计，它使我们可以将一些非业务的逻辑在相应的过滤器中实现，并以一种横切的方式应用到对应的Action方法上。

根据用途和执行时机的不同，ASP.NET MVC提供的过滤器可分为6种

  1. AuthenticationFilter
  2. AuthorizationFilter
  3. ActionFilter
  4. ExceptionFilter
  5. ResultFilter
  6. OverrideFilter  ：mvc5新增的一种特殊过滤器，它用于屏蔽应用在外围的过滤器。

主要对象

Filter

一个Filter对象就是对一个过滤器的封装。

   1. Instance属性获取被封装的过滤器对象，Order决定过滤器的执行优先级，Scope决定应用范围。

   2. 多个同类过滤器的执行顺序 ：先比较Order,值较小的先执行，Order相同则比对Scope ,Scope的执行顺序为First->Global->Controller->Action->Last

public enum FilterScope
{
    //
    // 摘要:
    //     Specifies first.
    First = 0,
    //
    // 摘要:
    //     Specifies an order before System.Web.Mvc.FilterScope.Controller and after System.Web.Mvc.FilterScope.First.
    Global = 10,
    //
    // 摘要:
    //     Specifies an order before System.Web.Mvc.FilterScope.Action and after System.Web.Mvc.FilterScope.Global.
    Controller = 20,
    //
    // 摘要:
    //     Specifies an order before System.Web.Mvc.FilterScope.Last and after System.Web.Mvc.FilterScope.Controller.
    Action = 30,
    //
    // 摘要:
    //     Specifies last.
    Last = 100
}

IFilterProvider

用于获取Filer对象。有三种原生的FilterProvider：

FilterAttributeFilterProvider

用于获取通过特性注册的过滤器

ControllerInstanceFilterProvider

Controller本身就是一个过滤器，ControllerInstanceFilterProvider获取相应的Controller对象，并以此创建Filter对象。这个过滤器的优先级最高，会被最先执行。

GlobalFilterCollection

用于注册全局性的过滤器，并实现了IFilterProvider接口。

FilterProviders

用于提供Filter的FilterProvider通过静态类型FilterProviders注册。

FilterInfo

当ControllerActionInvoker被调用的时候，它会利用静态类型FilterProviders得到所有注册的FilterProvider，并利用它们根据当前的ControllerContext和ActionDescriptor对象得到所有的Filter。然后根据其Instance属性表示的过滤器类型将它们分组，最后得到一个具有如下定义的FilterInfo对象。

public class FilterInfo
{
    public FilterInfo();

    public FilterInfo(IEnumerable<Filter> filters);

    public IList<IActionFilter> ActionFilters { get; }

    public IList<IAuthenticationFilter> AuthenticationFilters { get; }

    public IList<IAuthorizationFilter> AuthorizationFilters { get; }

    public IList<IExceptionFilter> ExceptionFilters { get; }

    public IList<IResultFilter> ResultFilters { get; }
}

　　

ReflectedControllerDescriptor controllerDescriptor = new ReflectedControllerDescriptor(typeof(HomeController));
ActionDescriptor actionDescriptor = controllerDescriptor.FindAction(ControllerContext, "DemoAction");
IEnumerable<Filter> filters = FilterProviders.Providers.GetFilters(ControllerContext, actionDescriptor);

ps: 当以不同的Scope注册了多个AllowMultiple属性为false的某FilterAttribute类型的过滤器时，最终有效的是依执行顺序排在最后的那一个。

AuthenticationFilter

AuthenticationFilter用于在目标Action方法执行之前实施身份认证。采用的是“质询——应答（Chanllenge - Response）”的形式。认证方发出质询要被认证方提供用户凭证，而被认证方则提供相应凭证作为应答。

public interface IAuthenticationFilter
{
    //对请求实施认证
    void OnAuthentication(AuthenticationContext filterContext);
    //将相应的认证质询发给请求者
    void OnAuthenticationChallenge(AuthenticationChallengeContext filterContext);
}

　　

两个相关上下文对象

//
// 摘要:
//     Represents an authentication context containing information for performing authentication.
public class AuthenticationContext : ControllerContext
{
    public AuthenticationContext();
    public AuthenticationContext(ControllerContext controllerContext, ActionDescriptor actionDescriptor, IPrincipal principal);

    //
    // 摘要:
    //     Gets or sets the action descriptor.
    //
    // 返回结果:
    //     The action methods associated with the authentication
    public ActionDescriptor ActionDescriptor { get; set; }
    //
    // 摘要:
    //     Gets or sets the currently authenticated principal.
    //
    // 返回结果:
    //     The security credentials for the authentication.
    public IPrincipal Principal { get; set; }
    //
    // 摘要:
    //     Gets or sets the error result, which indicates that authentication was attempted
    //     and failed.
    //
    // 返回结果:
    //     The authentication result.
    public ActionResult Result { get; set; }
}

　　

//
// 摘要:
//     Represents an authentication challenge context containing information for executing
//     an authentication challenge.
public class AuthenticationChallengeContext : ControllerContext
{
    public AuthenticationChallengeContext();
    //
    // 摘要:
    //     Initializes a new instance of the System.Web.Mvc.Filters.AuthenticationChallengeContext
    //     class.
    //
    // 参数:
    //   controllerContext:
    //     The controller context.
    //
    //   actionDescriptor:
    //     The action methods associated with the challenge.
    //
    //   result:
    //     The challenge response.
    public AuthenticationChallengeContext(ControllerContext controllerContext, ActionDescriptor actionDescriptor, ActionResult result);

    //
    // 摘要:
    //     Gets or sets the action descriptor.
    //
    // 返回结果:
    //     The action descriptor associated with the challenge.
    public ActionDescriptor ActionDescriptor { get; set; }
    //
    // 摘要:
    //     Gets or sets the action result to execute.
    //
    // 返回结果:
    //     The challenge response.
    public ActionResult Result { get; set; }
}

执行

身份认证是请求处理的第一步，所以AuthenticationFilter是最先被执行的过滤器。

所有过滤器的执行都是由ActionInvoker来驱动的，默认采用AsyncControllerActionInvoker对象。它派生自ControllerActionInvoker。

  方法执行之前：

  1. 如果多个AuthenticationFilter同时应用到目标方法上，则依据相应的Order和Scope属性对它们进行排序。
  2. 根据当前ControllerContext、描述目标方法的ActionDescriptor对象及原始的Principal（对应HttpContext的User属性）创建AuthenticationContext对象。
  3. 将AuthenticationContext对象作为参数调用每个AuthenticationFilter的OnAuthentication方法实施认证。这里可以直接设置AuthenticationContext的ActionResult属性 ，则它会直接用于响应当前请求。

 方法执行之后：

  1. 执行的结果总是体现为一个ActionResult对象。ControllerActionInvoker对象会根据ControllerContext，描述目标方法的ActionDescriptor对象 和这个ActionResult对象创建一个AuthenticationChallengeContext对象。
  2. 将AuthenticationChallengeContext对象作为参数逆序调用每个AuthenticationFilter的OnAuthenticationChallenge方法。这个AuthenticationChallengeContext对象的ActionResult属性返回的ActionResult对象将被用于响应当前请求。

 在整个AuthenticationFilter链的执行过程中，如果某个AuthenticationFilter对象的OnAuthentication方法执行时对作为参数的AuthenticationContext对象的ActionResult属性做了相应设置，则整个“AuthenticationFilter链”的执行立即中止，指定的这个ActionResult对象将用于响应当前请求。如果在执行过程中对AuthenticationContext对象的Principal属性做了相应的设置，该属性值将会作为当前HttpContext和当前线程的Principal。

自定义AuthenticateAttribute 

public class AuthenticateAttribute : FilterAttribute, IAuthenticationFilter
{
    public const string AuthorizationHeaderName = "Authorization";
    public const string WwwAuthenticationHeaderName = "WWW-Authenticate";
    public const string BasicAuthenticationScheme = "Basic";
    private static Dictionary<string, string> userAccounters;

    static AuthenticateAttribute()
    {
        userAccounters = new Dictionary<string, string>(StringComparer.OrdinalIgnoreCase);
        userAccounters.Add("Foo", "Password");
        userAccounters.Add("Bar", "Password");
        userAccounters.Add("Baz", "Password");
    }

    public void OnAuthentication(AuthenticationContext filterContext)
    {
        IPrincipal user;
        if (this.IsAuthenticated(filterContext, out user))
        {
            filterContext.Principal = user;
        }
        else
        {
            this.HandleUnauthenticatedRequest(filterContext);
        }
    }

    protected virtual AuthenticationHeaderValue GetAuthenticationHeaderValue(AuthenticationContext filterContext)
    {
        string rawValue = filterContext.RequestContext.HttpContext.Request.Headers[AuthorizationHeaderName];
        if (string.IsNullOrEmpty(rawValue))
        {
            return null;
        }
        string[] split = rawValue.Split(' ');
        if (split.Length != 2)
        {
            return null;
        }
        return new AuthenticationHeaderValue(split[0], split[1]);
    }

    protected virtual bool IsAuthenticated(AuthenticationContext filterContext, out IPrincipal user)
    {
        user = filterContext.Principal;
        if (null != user & user.Identity.IsAuthenticated)
        {
            return true;
        }

        AuthenticationHeaderValue token = this.GetAuthenticationHeaderValue(filterContext);
        if (null != token && token.Scheme == BasicAuthenticationScheme)
        {
            string credential = Encoding.Default.GetString(Convert.FromBase64String(token.Parameter));
            string[] split = credential.Split(':');
            if (split.Length == 2)
            {
                string userName = split[0];
                string password;
                if (userAccounters.TryGetValue(userName, out password))
                {
                    if (password == split[1])
                    {
                        GenericIdentity identity = new GenericIdentity(userName);
                        user = new GenericPrincipal(identity, new string[0]);
                        return true;
                    }
                }
            }
        }
        return false;
    }

    protected virtual void HandleUnauthenticatedRequest(AuthenticationContext filterContext)
    {
        string parameter = string.Format("realm="{0}"", filterContext.RequestContext.HttpContext.Request.Url.DnsSafeHost);
        AuthenticationHeaderValue challenge = new AuthenticationHeaderValue(BasicAuthenticationScheme, parameter);
        filterContext.HttpContext.Response.Headers[WwwAuthenticationHeaderName] = challenge.ToString();
        filterContext.Result = new HttpUnauthorizedResult();
    }

    public void OnAuthenticationChallenge(AuthenticationChallengeContext filterContext) { }
}

　　

AuthorizationFilter

AuthorizationFilter将会在所有AuthenticationFilter执行结束后执行，因为授权检验要在认证之后才有意义。

public interface IAuthorizationFilter
{
    //
    // 摘要:
    //     Called when authorization is required.
    //
    // 参数:
    //   filterContext:
    //     The filter context.
    void OnAuthorization(AuthorizationContext filterContext);
}

　　

public class AuthorizationContext : ControllerContext
{
    public AuthorizationContext();
    //
    // 摘要:
    //     Initializes a new instance of the System.Web.Mvc.AuthorizationContext class using
    //     the specified controller context.
    //
    // 参数:
    //   controllerContext:
    //     The context within which the result is executed. The context information includes
    //     the controller, HTTP content, request context, and route data.
    [Obsolete("The recommended alternative is the constructor AuthorizationContext(ControllerContext controllerContext, ActionDescriptor actionDescriptor).")]
    public AuthorizationContext(ControllerContext controllerContext);
    //
    // 摘要:
    //     Initializes a new instance of the System.Web.Mvc.AuthorizationContext class using
    //     the specified controller context and action descriptor.
    //
    // 参数:
    //   controllerContext:
    //     The context in which the result is executed. The context information includes
    //     the controller, HTTP content, request context, and route data.
    //
    //   actionDescriptor:
    //     An object that provides information about an action method, such as its name,
    //     controller, parameters, attributes, and filters.
    public AuthorizationContext(ControllerContext controllerContext, ActionDescriptor actionDescriptor);

    //
    // 摘要:
    //     Provides information about the action method that is marked by the System.Web.Mvc.AuthorizeAttribute
    //     attribute, such as its name, controller, parameters, attributes, and filters.
    //
    // 返回结果:
    //     The action descriptor for the action method that is marked by the System.Web.Mvc.AuthorizeAttribute
    //     attribute.
    public virtual ActionDescriptor ActionDescriptor { get; set; }
    //
    // 摘要:
    //     Gets or sets the result that is returned by an action method.
    //
    // 返回结果:
    //     The result that is returned by an action method.
    public ActionResult Result { get; set; }
}

AuthorizeAtrribute

标记该Action只有被认证用户才能访问 ,可以显式地对Users和Roles属性进行设置，限定范围。

授权失败则返回状态为401的响应。

 对比 PrincipalPermissionAttribute特性

PrincipalPermissionAttribute通过代码访问安全检验实现对方法调用的授权。

[PrincipalPermission(SecurityAction.Demand,Name ="foo", Role = @"BUILTIN/Administrators")] 标识必须是账号为foo或拥有"BUILTIN/Administrators"角色的用户才能访问

同时它们的授权策略也不一样，PrincipalPermission 是Or的关系，如果存在多个PrincipalPermission属性，只要满足一个就可以。而Authorize是And的关系，必须同时满足。

RequestHttpsAttribute

限制必须以https请求的方式访问目标Action，

如果当前是一个Get请求，但并不是采用https的，则会自动跳转替换url为https方式的访问形式，对于非Get方式的请求则会调用HandlerNonHttpsRequest方法，可以重写这个方法。

ValidateInputAttribute

用于拦截XSS攻击等不合法的请求内容，

HttpRequestBase具有一个ValidateInput的方法用于验证请求的输入，

ControllerBase具有一个布尔属性ValidateRequest 用于标记是否需要对请求输入进行验证，这个属性的默认值是True。

ValidateInputAttribute就是通过改变Controller的ValidateRequest 属性的取值来开启或关闭验证

对比AllowHtmlAttribute属性

AllowHtmlAttribute仅针对容器成员的某个数据成员，而ValidateInputAttribute针对整个请求。

ValidateAntiForgeryTokenAttribute

ValidateAntiForgeryTokenAttribute结合HtmlHelper的AntiForgeryToken方法用于防备CSRF攻击。

当在View中调用HtmlHelper的AntiForgeryToken方法时，它会创建一个称为“防伪令牌（AntiForgeryToken）”的字符串，并返回一个类型为hidden的<input>元素对应的html，同时设置一个HttpOnly标记的Cookie,Cookie名称与当前请求的应用路径有关，Cookie值（一个AntiForgeryData对象）则经过加密，由这个Cookie值可以计算得到防伪令牌。

ChildActionOnlyAttribute

标记某action为ChildAction，即不能以Http请求的方式被直接调用，仅仅希望它在某个View中被调用以生成组成页面某个部分的Html。

ActionFiler

Context:

AsyncTimeoutAttribute, NoAsyncTimeoutAttribute

ExceptionFilter

用于处理包括目标Action方法在内的整个ActionFilter链执行过程中抛出的异常，

1. ExceptionFilter链执行顺序是反向的，即优先级越高执行顺序越靠后。

2. 将ExceptionContext的ExceptionHandled设置为true ，并不会阻止后续ExceptionFilter的执行

3. 如果ExceptionFilter在执行OnException的过程中出现异常，整个ExceptionFilter链的执行将立即中止，并且该异常被直接抛出来。

HandlerErrorAttribute

属性View和Master表示作为错误页面的View名称和对应的布局文件名，默认值分别为"Error"和空字符串。会创建一个HandlerErrorInfo对象作为Model，传递给View。

默认的异常处理注册

只有在当前HttpContext的IsCustomErrorEnabled属性是True的情况下HandleErrorAttribute才会真正被用于处理抛出的异常，

Web.config中： <system.web><customErrors mode="On|Off|RemoteOnly"/></system.web>

ResultFilter

不管目标Action方法是否有返回值，不论它返回一个怎样的对象，ControllerActionInvoker在完成了目标Action方法后总会生成一个ActionResult对象来对请求进行响应。在执行这个ActionResult的前后，应用在目标Action方法上的ReslutFilter会被执行。

ResultExecutedContext中的Exception是ActionResult执行过程中抛出的异常

OverrideFilter

Filter通过Scope属性表示被封装的过滤器的应用范围：全局注册的过滤器会自动应用到所有Controller类型上，HttpController上注册的过滤器则自动应用到定义在其中的所有Action上。

如果某个Action方法不需要这些外围注册的过滤器，则需要使用OverrideFilter这种特殊过滤器了。

[OverrideActionFilters]
[OverrideAuthentication]
[OverrideAuthorization]
[OverrideExceptionFilters]
[OverrideResultFilters]

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