前言

最早2005年 ASP.NET 2.0 的時(shí)候開始， Web 應(yīng)用程序在處理身份驗(yàn)證和授權(quán)有了很多的變化，多了比如手機(jī)端，平板等，所以那個(gè)時(shí)候?yàn)榱诉m應(yīng)這種變化就引入了ASP.NET Membership，但是隨著時(shí)間的發(fā)展一些社交網(wǎng)站或者程序聚集了大量的用戶，比如Facebook，Twitter，QQ等，這個(gè)時(shí)候用戶希望能夠使用他們在這些社交站點(diǎn)身份來登陸當(dāng)前網(wǎng)站，這樣可以免除注冊這些瑣碎而又必要的操作，用戶也不必記住大量的賬戶密碼。

又隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，越來越多的開發(fā)者不只是關(guān)注具體業(yè)務(wù)代碼的編寫，轉(zhuǎn)變?yōu)殚_始關(guān)注應(yīng)用程序代碼的單元測試，這已經(jīng)是開發(fā)者關(guān)注的核心。所以在2008年，ASP.NET 團(tuán)隊(duì)引入了 MVC 框架，這樣來幫助開發(fā)者很方便的構(gòu)建單元測試，同時(shí)開發(fā)者希望他們的 Membership 系統(tǒng)也能夠做到這一點(diǎn)。

基于以上，ASP.NET Identity 應(yīng)運(yùn)而生。

Identity 要解決的問題

很多開發(fā)人員說他們不愿意使用Identity，自己實(shí)現(xiàn)要方便的多，OK，那么需求來了？以下就是我針對此次任務(wù)給你提出來的需求。

身份系統(tǒng)

• 可以同時(shí)被所有的ASP.NET 框架使用（Web MVC，Web Forms，Web Api，SignalR）
• 可以應(yīng)用于構(gòu)建 Web, 手機(jī)，存儲，或者混合應(yīng)用。

能夠?qū)τ脩糍Y料（User Profile）很方便的擴(kuò)展

• 可以針對用戶資料進(jìn)行擴(kuò)展。

持久化

• 默認(rèn)把用戶信息存儲在數(shù)據(jù)庫中，可以支持使用EF進(jìn)行持久化。（可以看到，EF 其實(shí)只是Identity的一個(gè)功能點(diǎn)而已）
• 可以控制數(shù)據(jù)庫架構(gòu)，更改表名或者主鍵的數(shù)據(jù)類型（int，string）
• 可以使用不同的存儲機(jī)制（如 NoSQL，DB2等）

單元測試

• 使WEB 應(yīng)用程序可以進(jìn)行單元測試，可以針對ASP.NET Identity編寫單元測試

角色機(jī)制

• 提供角色機(jī)制，可以使用不同的角色來進(jìn)行不同權(quán)限的限制，可以輕松的創(chuàng)建角色，向用戶添加角色等。

要支持基于Claims

• 需要支持基于 Claims 的身份驗(yàn)證機(jī)制，其中用戶身份是一組Claims，一組Claims可以比角色擁有更強(qiáng)的表現(xiàn)力，而角色僅僅是一個(gè)bool值來表示是不是會員而已。

第三方社交登陸

• 可以很方便的使用第三方登入，比如 Microsoft 賬戶，F(xiàn)acebook， Twitter，Google等，并且存儲用戶特定的數(shù)據(jù)。

封裝為中間件

• 基于中間件實(shí)現(xiàn)，不要對具體項(xiàng)目產(chǎn)生依賴
• 基于 Authorzation 中間件實(shí)現(xiàn)，而不是使用 FormsAuthentication 來存儲cookie。

NuGet包提供

• 發(fā)布為 Nuget 包，這樣可以容易的進(jìn)行迭代和bug修復(fù)，可以靈活的提供給使用者。

以上，就是我提出來的需求，如果讓你來封裝這樣一個(gè)用戶身份認(rèn)證組件，你會不是想到以上的這些功能點(diǎn)，那針對于這些功能點(diǎn)你又會怎么樣來設(shè)計(jì)呢？

下面來看一下 Identity 怎么樣設(shè)計(jì)的吧。

Getting Started

抽絲剝繭，我們先從入口看一下其使用方式。 首先我們打開 Startup.cs 文件，然后添加如下代碼：

public class Startup
{

  public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
  {
    services.AddDbContext<ApplicationDbContext>(options =>
        options.UseSqlServer(Configuration["Data:DefaultConnection:ConnectionString"]));
    
    services.AddIdentity<ApplicationUser, IdentityRole>(options => {
      options.Cookies.ApplicationCookie.AuthenticationScheme = "ApplicationCookie";
      options.Cookies.ApplicationCookie.CookieName = "Interop";
    })
    .AddEntityFrameworkStores<ApplicationDbContext>()
    .AddDefaultTokenProviders();
  }
  
  public void Configure(IApplicationBuilder app)
  {
    // 使用了 CookieAuthentication 中間件做身份認(rèn)證
    app.UseIdentity();
  }
}

在 ConfigureServices 中，先是注冊了數(shù)據(jù)庫上下文，然后又 services.AddIdentity() 我們看一下里面都注冊了哪些服務(wù)呢？

public static IdentityBuilder AddIdentity<TUser, TRole>(
  this IServiceCollection services,
  Action<IdentityOptions> setupAction)
  where TUser : class
  where TRole : class
{
  // 這個(gè)就是被 Identity 使用的
  services.AddAuthentication(options =>
  {
    // This is the Default value for ExternalCookieAuthenticationScheme
    options.SignInScheme = new IdentityCookieOptions().ExternalCookieAuthenticationScheme;
  });

  // 注冊 IHttpContextAccessor ，會用到
  services.TryAddSingleton<IHttpContextAccessor, HttpContextAccessor>();
  
  // Identity services
  services.TryAddSingleton<IdentityMarkerService>();
  services.TryAddScoped<IUserValidator<TUser>, UserValidator<TUser>>();
  services.TryAddScoped<IPasswordValidator<TUser>, PasswordValidator<TUser>>();
  services.TryAddScoped<IPasswordHasher<TUser>, PasswordHasher<TUser>>();
  services.TryAddScoped<ILookupNormalizer, UpperInvariantLookupNormalizer>();
  services.TryAddScoped<IRoleValidator<TRole>, RoleValidator<TRole>>();
  
  // 錯(cuò)誤描述信息
  services.TryAddScoped<IdentityErrorDescriber>();
  services.TryAddScoped<ISecurityStampValidator, SecurityStampValidator<TUser>>();
  
  //身份當(dāng)事人工廠
  services.TryAddScoped<IUserClaimsPrincipalFactory<TUser>, UserClaimsPrincipalFactory<TUser, TRole>>();
  
  //三大對象
  services.TryAddScoped<UserManager<TUser>, UserManager<TUser>>();
  services.TryAddScoped<SignInManager<TUser>, SignInManager<TUser>>();
  services.TryAddScoped<RoleManager<TRole>, RoleManager<TRole>>();

  if (setupAction != null)
  {
    services.Configure(setupAction);
  }

  return new IdentityBuilder(typeof(TUser), typeof(TRole), services);
}

看了以上代碼后，基本上知道了 Identity 他的設(shè)計(jì)的一個(gè)架構(gòu)了，通過此結(jié)構(gòu)我們也能夠?qū)W習(xí)到我們自己封裝一個(gè)中間件的時(shí)候，該怎么樣來組織我們的代碼結(jié)構(gòu)，怎么樣的利用 ASP.NET Core 給我們提供的依賴注入來更好的解耦，下面我們來看一下通過以上代碼我們能夠?qū)W到什么東西：

1、 在 public static IdentityBuilder AddIdentity<TUser, TRole>(this IServiceCollection services, Action<IdentityOptions> setupAction) 這個(gè)擴(kuò)展方法中，提供了一個(gè)參數(shù) Action<IdentityOptions>，這個(gè)是干什么用的呢？ 這個(gè)是我們在設(shè)計(jì)一個(gè)中間件的時(shí)候，有需要外部提供的參數(shù)，就會設(shè)計(jì)一個(gè) Options 的類用來接受外部的參數(shù)，然后封裝為一個(gè)Action委托的方式提供。在使用到的地方就可以以 IOption xxx 的形式注入進(jìn)來使用了。

2、services.TryAddScoped<Interface,Implement>()，這個(gè)注冊方式就是說，如果檢測到DI容器里面已經(jīng)有了當(dāng)前要注冊的Interface或者Service，就不會再次注冊，沒有才會注冊進(jìn)去。 那么為什么此處要這樣用呢？ 這是因?yàn)槿绻脩粢呀?jīng)實(shí)現(xiàn)了此接口并且已經(jīng)注冊的容器當(dāng)中的話，就使用用戶注冊的，而不是中間件自身的。用戶就能很好的對中間件提供的功能進(jìn)行自定義了，這就是OO中的多態(tài)性，這就是里氏替換原則。

3、如果你能理解第2條的話，那么你應(yīng)該知道為什么會在服務(wù)中注冊 錯(cuò)誤描述信息 那個(gè)IdentityErrorDescriber 了吧，也能夠解決你想提示賬號密碼錯(cuò)誤，無奈Identity輸出是英文問題的提示。

4、三大對象，這個(gè)是 Identity 的核心了，所以學(xué)習(xí) Identity 的話，在看完博客 ASP.NET Core 之 Identity 入門（一，二）之后，學(xué)這三個(gè)對象就夠了。

• SignInManager： 主要處理注冊登錄相關(guān)業(yè)務(wù)邏輯。
• UserManager： 處理用戶相關(guān)添加刪除，修改密碼，添加刪除角色等。
• RoleManager：角色相關(guān)添加刪除更新等。

有些同學(xué)可能很好奇，都沒有依賴具體的數(shù)據(jù)庫或者是EF，是怎么樣做到的增刪改查的呢？

這個(gè)時(shí)候，就需要幾個(gè) Store 接口派上用場了。以下是Identity中定義的Store接口：

• IQueryableRoleStore
• IQueryableUserStore
• IRoleClaimStore
• IRoleStore
• IUserAuthenticationTokenStore
• IUserClaimStore
• IUserEmailStore
• IUserLockoutStore
• IUserLoginStore
• IUserPasswordStore
• IUserPhoneNumberStore
• IUserRoleStore
• IUserSecurityStampStore
• IUserStore
• IUserTwoFactorStore

有了這些接口之后，是不是豁然開朗了，原來 Identity 是通過這種方式實(shí)現(xiàn)的持久化機(jī)制，依賴抽象接口而不是依賴具體的細(xì)節(jié)實(shí)現(xiàn)，這就是面向?qū)ο笾械囊蕾嚨怪迷瓌t呀。

Identity 和 EntityFramework

Identity 和 EntityFramework的關(guān)系，相信上個(gè)章節(jié)看懂了之后，就很容易明白了，對的，EF 只是針對于上述 Store 接口的實(shí)現(xiàn)，不信你看截圖的源碼：

Identity 打頭的那些類文件都是定義的需要持久化的Entity對象，Store結(jié)尾的那些就是接口的實(shí)現(xiàn)啦。

第三方的 Identity 實(shí)現(xiàn)

除了 EF 是官方默認(rèn)提供的持久化庫之外，還有一些第三方的庫，當(dāng)然你也可以自己使用 ADO.NET 或者 Drapper 實(shí)現(xiàn)。

MangoDb 針對于 Identity 提供的實(shí)現(xiàn)： https://github.com/tugberkugurlu/AspNetCore.Identity.MongoDB

LinqToDB 針對于 Identity 提供的實(shí)現(xiàn)：https://github.com/linq2db/LinqToDB.Identity

總結(jié)

這篇博文寫了蠻久的時(shí)間的，一方面是因?yàn)樵跇?gòu)思怎么樣的思路來讓大家更好的理解，而不僅僅是使用。因?yàn)橛刑嗟奈恼陆榻BIdentity 的使用方式以及代碼了，但是最后大家還是不會用。后來想到如果讓別人想要理解你的庫也好代碼也好，讓其知道誕生的背景是很重要的，因?yàn)檫@才是設(shè)計(jì)的初衷。另一方面是因?yàn)镃onnect() 2016 大會上，.NET Core 發(fā)布了 1.1 版本，除了把項(xiàng)目升級到1.1之外，也在學(xué)習(xí)1.1新的一些東西，以便更好給大家分享。

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