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ASP.NET底层的初步认识与理解

最近在国外的网站乱走一通,发现一些比较好的文章,收集整理加于自己的理解,作为笔记形式记录下来,让以后自己有个回忆。

ASP.NET是一个非常强大的构建Web应用的平台,它提供了极大的灵活性和能力以致于可以用它来构建所有类型的Web应用.绝大多数的人只熟悉高层的框架如WebForms和WebServices-这些都在ASP.NET层次结构在最高层.在这篇文章中我将会讨论ASP.NET的底层机制并解释请求(request)是怎么从Web服务器传送到ASP.NET运行时然后如何通过ASP.NET管道来处理请求.

ASP.NET是一个请求处理引擎.它接收一个发送过来的请求,把它传给内部的管道直到终点,作为一个开发人员的你可以在这里附加一些代码来处理请求.这个引擎是和HTTP/Web服务器完全分隔的.事实上,HTTP运行时是一个组件,使你可以摆脱IIS或者任何其他的服务器程序,将你自己的程序寄宿在内.

运行时提供了一个复杂但同时非常优雅的在管道中路由请求的机制.其中有很多相关的对象,大多数都是可扩展的(通过继承或者事件接口),在几乎所有的处理流程上都是如此.所以这个框架具有高度可扩展性.通过这个机制,挂接到非常底层的接口(比如缓存,认证和授权)都变得可能了.你甚至可以在预处理或者处理后过滤内容,也可以简单的将符合特殊标记的请求直接路由你的代码或者另一个URL上.存在着许多不同的方法来完成同一件事,但是所有这些方法都是可以简单直接地实现的,同时还提供了灵活性,可以得到最好的性能和开发的简单性.

整个ASP.NET引擎是完全建立在托管代码上的,所有的扩展功能也是通过托管代码扩展来提供的.这是对.NET框架具有构建复杂而且高效的框架的能力的最好的证明.ASP.NET最令人印象深刻的地方是深思熟虑的设计,使得框架非常的容易使用,又能提供挂接到请求处理的几乎所有部分的能力.

ASP.NET在微软的平台上就是通过ISAPI扩展来和IIS进行交互的,这个扩展寄宿着.NET运行时和ASP.NET运行时.ISAPI提供了核心的接口,ASP.NET使用非托管的ISAPI代码通过这个接口来从Web服务器获取请求,并发送响应回客户端.ISAPI提供的内容可以通过通用对象(例如HttpRequest和HttpResponse)来获取,这些对象通过一个定义良好并有很好访问性的接口来暴露非托管数据.

当用户发送一个URL请求时,在Web服务器端,IIS5或6,获得这个请求.在最底层,ASP.NET和IIS通过ISAPI扩展进行交互.在ASP.NET环境中这个请求通常被路由到一个扩展名为.aspx的页面上,但是这个流程是怎么工作的完全依赖于处理特定扩展名的HTTP Handler是怎么实现的.在IIS中.aspx通过’应用程序扩展’(又称为脚本映射)被映射到ASP.NET的ISAPI扩展DLL-aspnet_isapi.dll.每一个请求都需要通过一个被注册到aspnet_isapi.dll的扩展名来触发ASP.NET(来处理这个请求).

ISAPI是底层的非托管Win32 API.ISAPI定义的接口非常简单并且是为性能做了优化的.它们是非常底层的-处理指针和函数指针表来进行回调-但是它们提供了最底层和面向效率的接口,使开发者和工具提供商可以用它来挂接到IIS上.因为ISAPI非常底层所以它并不适合来开发应用级的代码,而且ISAPI倾向于主要被用于桥接接口,向上层工具提供应用服务器类型的功能.

下面来介绍HttpRuntime,HttpContext,HttpApplication

当一个请求到来时,它被路由到ISAPIRuntime.ProcessRequest()方法.这个方法调用HttpRuntime.ProcessRequest方法,它作一些重要的事情

为请求创建一个新的HttpContext实例
获取一个HttpApplication实例
调用HttpApplication.Init()方法来设置管道的事件
Init()方法触发开始ASP.NET管道处理的HttpApplication.ResumeProcessing()方法

首先一个新的HttpContext对象被创建并用来传递ISAPIWorkerRequest,这个上下文在整个请求的生命周期总都是可用的并总可以通过静态属性.
HttpContext.Currect来访问.正像名字所暗示的那样,HttpContext对象代表了当前活动请求的上下文因为他包含了在请求生命周期中所有典型的你需要访问的重要对象:Request,Response,Application,Server,Cache.在请求处理的任何时候HttpContext.Current给你访问所有这些的能力.

HttpContext对象也包含一个非常有用的Items集合,你可以用它来保存针对特定请求的数据.上下文对象在请求周期的开始时被创建,在请求结束时被释放,所有在Items集合中保存的数据只在这个特定的请求中可用.一个很好的使用的例子是请求日志机制,当你通过想通过在Global.asax中挂接Application_BeginRequest和Application_EndRequest方法记录请求的开始和结束时间(象在列表3中显示的那样).HttpContext对你就非常有用了-如果你在请求或页面处理的不同部分需要数据,你自由的使用它.

protected void Application_BeginRequest(Object sender, EventArgs e)
{
if (App.Configuration.LogWebRequests)
{
Context.Items.Add("WebLog_StartTime",DateTime.Now);
}
}

protected void Application_EndRequest(Object sender, EventArgs e)
{
if (App.Configuration.LogWebRequests)
{
try
{
TimeSpan Span = DateTime.Now.Subtract((DateTime) Context.Items["WebLog_StartTime"] );
int MiliSecs = Span.TotalMilliseconds;
WebRequestLog.Log(App.Configuration.ConnectionString, true, MilliSecs);
}
}
}

HttpApplication

每个请求都被路由到一个HttpApplication对象上.HttpApplicationFactory类根据应用程序的负载为你的ASP.NET应用创建一个HttpApplication对象池并为每个请求分发HttpApplication对象的引用.对象池的大小受machine.config文件中ProcessModel键中的MaxWorkerThreads设置限制.
HttpApplication是你的Web程序的外部包装器,而且它被映射到在Global.asax里面定义的类上.它是进入HttpRuntime的第一个入口点.如果你查看Global.asax(或者对应的代码类)你会发现这个类直接继承自HttpApplication:
HttpApplication的主要职责是作为Http管道的事件控制器,所以它的接口主要包含的是事件.事件挂接是非常广泛的,大概包括以下这些:
BeginRequest
AuthenticateRequest
AuthorizeRequest
ResolveRequestCache
AquireRequestState
PreRequestHandlerExecute
PostRequestHandlerExecute
ReleaseRequestState
UpdateRequestCache
EndRequest

HttpModule和HttpHandler两者都是在HttpApplication.Init()函数调用的一部分中被载入并附加到调用链上

httpApplication它本身对发送给应用程序的数据一无所知-它只是一个通过事件来通讯的消息对象.它触发事件并通过HttpContext对象来向被调用函数传递消息.实际的当前请求的状态数据由前面提到的HttpContext对象维护.它提供了所有请求专有的数据并从进入管道开始到结束一直跟随请求

一旦管道被启动,HttpApplication开始象图六那样一个个的触发事件.每个事件处理器被触发,如果事件被挂接,这些处理器将执行它们自己的任务.这个处理的主要任务是最终调用挂接到此特定请求的HttpHandler.处理器(handler)是ASP.NET请求的核心处理机制,通常也是所有应用程序级别的代码被执行的地方.记住ASP.NET页面和Web服务框架都是作为HttpHandler实现,这里也是处理请求的的核心之处.模块(module)趋向于成为一个传递给处理器(handler)的上下文的预处理或后处理器.ASP.NET中典型的默认处理器包括预处理的认证,缓存以及后处理中各种不同的编码机制.

虽然HttpModule看上去很像ISAPI过滤器,它们都检查每个通过ASP.NET应用的请求,但是它们只检查映射到单个特定的ASP.NET应用或虚拟目录的请求,也就是只能检查映射到ASP.NET的请求.这样你可以检查所有ASPX页面或者其他任何映射到ASP.NET的扩展名.

实现一个HTTP模块是非常简单的:你必须实现之包含两个函数(Init()和Dispose())的IHttpModule接口.传进来的事件参数中包含指向HTTPApplication对象的引用,这给了你访问HttpContext对象的能力.在这些方法上你可以挂接到HttpApplication事件上.例如,如果你想挂接AuthenticateRequest事件到一个模块上有时间再对每个对象正进深入理解.
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