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一起谈.NET技术，ASP.NET Process Model之二：ASP.NET Http Runtime Pipeline[下篇]

2019-06-01 939
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简介： 　　ASP.NET Process Model索引ASP.NET Process Model之一：IIS 和 ASP.NET ISAPIASP.NET Process Model之二：ASP.NET Http Runtime Pipeline[上篇]ASP.

　　ASP.NET Process Model索引

　　二、ASP.NET Runtime Pipeline

　　现在我们真正进入ASP.NET管辖的范畴，下图基本上囊括整个处理过程涉及的对象，接下来我们一起来讨论这一系列的对象如何相互协作去处理Http Request，并最终生成我们所需的Http Response。

　　HttpContext

　　上面我们介绍了ISAPI在调用ISAPIRuntime的时候将对应的ISAPI ECB Pointer作为参数传递给了ProcessRequest方法，这个ECB pointer可以看成是托管环境和非托管环境进行数据交换的唯一通道，Server Variable和Request Parameter通过它传入ASP.NET作为进一步处理的依据，ASP.NET最后生成的Response通过它传递给ISAPI，并进一步传递给IIS最终返回到Client端。

　　借助这个传进来的ECB Pointer，我们创建了一个ISAPIWorkerRequest。ISAPIWorkerRequest作为参数传入HttpRuntime.ProcessRequestNoDemand的调用。HttpRuntime.ProcessRequestNoDemand最终体现在调用ProcessRequestInternal。下面是真个方法的实现：

  
  


   
   ProcessRequestInternal

   private
    
   void
    ProcessRequestInternal(HttpWorkerRequest wr)
{
    HttpContext context;

   try
   
    {
        context 
   =
    
   new
    HttpContext(wr, 
   false
   );
    }

   catch
   
    {
        wr.SendStatus(
   400
   , 
   "
   Bad Request
   "
   );
        wr.SendKnownResponseHeader(
   12
   , 
   "
   text/html; charset=utf-8
   "
   );

   byte
   [] bytes 
   =
    Encoding.ASCII.GetBytes(
   "
   <html><body>Bad Request</body></html>
   "
   );
        wr.SendResponseFromMemory(bytes, bytes.Length);
        wr.FlushResponse(
   true
   );
        wr.EndOfRequest();

   return
   ;
    }
    wr.SetEndOfSendNotification(
   this
   ._asyncEndOfSendCallback, context);
    Interlocked.Increment(
   ref
    
   this
   ._activeRequestCount);
    HostingEnvironment.IncrementBusyCount();

   try
   
    {

   try
   
        {

   this
   .EnsureFirstRequestInit(context);
        }

   catch
   
        {

   if
    (
   !
   context.Request.IsDebuggingRequest)
            {

   throw
   ;
            }
        }
        context.Response.InitResponseWriter();
        IHttpHandler applicationInstance 
   =
    HttpApplicationFactory.GetApplicationInstance(context);

   if
    (applicationInstance 
   ==
    
   null
   )
        {

   throw
    
   new
    HttpException(SR.GetString(
   "
   Unable_create_app_object
   "
   ));
        }

   if
    (EtwTrace.IsTraceEnabled(
   5
   , 
   1
   ))
        {
            EtwTrace.Trace(EtwTraceType.ETW_TYPE_START_HANDLER, context.WorkerRequest, applicationInstance.GetType().FullName, 
   "
   Start
   "
   );
        }

   if
    (applicationInstance 
   is
    IHttpAsyncHandler)
        {
            IHttpAsyncHandler handler2 
   =
    (IHttpAsyncHandler) applicationInstance;
            context.AsyncAppHandler 
   =
    handler2;
            handler2.BeginProcessRequest(context, 
   this
   ._handlerCompletionCallback, context);
        }

   else
   
        {
            applicationInstance.ProcessRequest(context);

   this
   .FinishRequest(context.WorkerRequest, context, 
   null
   );
        }
    }

   catch
    (Exception exception)
    {
        context.Response.InitResponseWriter();

   this
   .FinishRequest(wr, context, exception);
    }
}

　　 对象上面的代码没有必要深究，我们只需要了解大体的执行流程就可以了，下面这一段伪代码基本上体现整个执行过程：

   
   


    
    HttpContext context 
    =
     
    new
     HttpContext(wr, 
    false
    );
IHttpHandler applicationInstance 
    =
     HttpApplicationFactory.GetApplicationInstance(context);

　　首先通过创建的ISAPIWorkerRequest创建按一个HttpContext对象，随后通过HttpApplicationFactory.GetApplicationInstance创建一个IHttpHandler对象（一般情况下就是一个HttpApplication对象）。

　　正如他的名字体现的，HttpContext体现当前Request的上下文信息，它的生命周期知道整个Request处理结束或者处理超时。通过HttpContext对象我们可以访问属于当前Request的一系列常用的对象：Server，Session，Cache，Application，Request，Response，Trace，User，Profile等等。此外我们可以认为将一些数据放在Items属性中作为状态管理的一种方式，不过这种状态管理和其他一些常用的方式，比如Session，Cache，Application，Cookie等，具有根本性的不同之处是其生命周期仅仅维持在当前Request的Context中。

　　HttpApplication

　　就像其名称体现的一样，HttpApplication基本上可以看成是真个ASP.NET Application的体现。HttpApplication和置于虚拟根目录的Gloabal.asax对应。通过HttpApplicationFactory.GetApplicationInstance创建一个基于Gloabal.asax的HttpApplication对象。在HttpApplicationFactory.GetApplicationInstance方法返回创建的HttpApplication对象之前，会调用一个名为InitInternal的内部方法，该方法会做一些列的初始化的操作，在这些初始化操作中，最典型的一个初始化方法为InitModules()，该方法的主要的目的就是查看Config中注册的所有HttpModule，并根据配置信息加载相应的Assembly，通过Reflection创建对应的HttpModule，并将这些Module加到HttpApplication 的_moduleCollection Filed中。

　　HttpApplication本身并包含对Request的任何处理，他的工作方式是通过在不同阶段出发不同Event来调用我们注册的Event Hander。

　　下面列出了HttpApplication所有的Event，并按照触发的时间先后顺序排列：

  • BeginRequest：
  • AuthenticateRequest & Post AuthenticateRequest
  • AuthorizeRequest & Post AuthorizeRequest
  • ResolveRequestCache & Post ResolveRequestCache
  • PostMapRequestHandler:
  • AcquireRequestState & AcquireRequestState:
  • PreRequestHandlerExecute & Post RequestHandlerExecute:
  • ReleaseRequestState & Post ReleaseRequestState
  • UpdateRequestCache & PostUpdateRequestCache
  • EndRequest:

　　ASP.NET Application, AppDomain and HttpApplication

　　对于一个ASP.NET Application来说，一个Application和一个虚拟目录相对应，那么是不是一个Application 对应着一个AppDomain呢？一个Application是否就唯一对应一个Httpapplication对象呢？答案是否定的。

　　我们首先来看看Application和HttpApplication的关系，虽然我们对一个Application的Request最终都由一个HttpApplication对象来承载。但不能说一个Application就唯一对应一个固定的HttpApplication对象。原因很简单，ASP.NET天生具有多线程的特性，需要通过相应不同的Client的访问，如果我们只用一个HttpApplication来处理这些并发的请求，会对Responsibility造成严重的影响，通过考虑到Performance的问题，ASP.NET对HttpApplication的使用采用Pool的机制：当Request到达，ASP.NET会现在HttpApplication Pool中查找未被使用的HttpApplication对象，如果没有，则创建之，否则从Pool直接提取。对于Request处理完成的HttpApplication对象，不会马上销毁，而是把它放回到Pool中供下一个Request使用。

　　对于Application和AppDomain的关系，可能你会说一个Application肯定只用运行在一个AppDomain之中。在一般情况下这句话无可厚非，但是这却忽略了一种特殊的场景：在当前Application正在处理Request的时候，我们把web.config以及其他一些相关文件修改了，而且这种改变是可以马上被ASP.NET检测到的，为了使我们的变动能够及时生效，对于改动后的第一个Request，ASP.NET会为期创建一个新的AppDomain，而对于原来的AppDomain，也许还在处理修改前的Request，所有原来的Appdomain会持续到将原来的Request处理结束之后，所以对于一个Application，可能出现多个AppDomain并存的现象。

　　HttpModule

　　我们上面提到HttpApplication就是一个ASP.NET Application的体现，HttpApplication本身并不提供对Request的处理功能，而是通过在不同阶段出发不同的Event。我们能做的只能是根据我们具体的需求将我们的功能代码作为Event Handler注册到需要的HttpApplication Event上面。注册这些Event Handler，我们首先想到的肯定就直接在HttpApplication对应的Global.asax中定义我们的EventHandler好了。这是最直接的办法，而且Global.asax提供一个简洁的方式是我们的实现显得简单：不需要向一般注册Event一样将Delegate添加到对应的Event上面，而是直接通过方法名称和对应的Event匹配的方式直接将对应的方法作为相关的Event Handler。比如Application_ AcquireRequestState就是AcquireRequestState Event handler。

　　但是这种方式在很多情况下却达不到我们的要求，更多地，我们需要的是一种Plug-in的实现方式：我们在外部定义一些Request Processing的功能，需要直接运用到我们的Application之中。通过使用HttpModule封装这些功能模块，并将其注册到我们的Application的发式可以很简单的实现这种功能。

　　HttpModule实现了System.Web.IHttpModule interface，该Interface很简单，仅仅有两个成员：

  
  


   
   [AspNetHostingPermission(SecurityAction.InheritanceDemand, Level
   =
   AspNetHostingPermissionLevel.Minimal), AspNetHostingPermission(SecurityAction.LinkDemand, Level
   =
   AspNetHostingPermissionLevel.Minimal)]

   public
    
   interface
    IHttpModule
{

   //
    Methods
   

       
   void
    Dispose();

   void
    Init(HttpApplication context);
}

我们只要在Init方法中注册相应的HttpApplication Event Handler就可以了：



   public
    
   class
    BasicAuthCustomModule : IHttpModule
{ 

   public
    
   void
    Init(HttpApplication application)
      {
            application.AuthenticateRequest 
   +=
    

   new
    EventHandler(
   this
   .OnAuthenticateRequest);
      }

   public
    
   void
    Dispose() { }


   public
    
   void
    OnAuthenticateRequest(
   object
    source, EventArgs eventArgs)
      {

      } 
}

　　所有的HttpModule同machine.config或者Web.config的httpModules Section定义，下面是Machine.config定义的所有httpModule。

  
  


   
   <
   httpModules
   >
   

   <
   add 
   name
   ="OutputCache"
    type
   ="System.Web.Caching.OutputCacheModule"
    
   />
   

   <
   add 
   name
   ="Session"
    type
   ="System.Web.SessionState.SessionStateModule"
    
   />
   

   <
   add 
   name
   ="WindowsAuthentication"
    type
   ="System.Web.Security.WindowsAuthenticationModule"
    
   />
   

   <
   add 
   name
   ="FormsAuthentication"
    type
   ="System.Web.Security.FormsAuthenticationModule"
    
   />
   

   <
   add 
   name
   ="PassportAuthentication"
    type
   ="System.Web.Security.PassportAuthenticationModule"
    
   />
   

   <
   add 
   name
   ="UrlAuthorization"
    type
   ="System.Web.Security.UrlAuthorizationModule"
    
   />
   

   <
   add 
   name
   ="FileAuthorization"
    type
   ="System.Web.Security.FileAuthorizationModule"
    
   />
   

   <
   add 
   name
   ="ErrorHandlerModule"
    type
   ="System.Web.Mobile.ErrorHandlerModule, System.Web.Mobile, Version=1.0.5000.0, Culture=neutral, PublicKeyToken=b03f5f7f11d50a3a"
    
   />
   

   </
   httpModules
   >

　　但是HttpModule如何起作用的，我们来回顾一下上面一节介绍的：HttpApplicationFactory.GetApplicationInstance方法返回创建的HttpApplication对象之前，会调用一个名为InitInternal的内部方法，该方法会做一些列的初始化的操作，在这些初始化操作中，最典型的一个初始化方法为InitModules()，该方法的主要的目的就是查看Config中注册的所有HttpModule，并根据配置信息加载相应的Assembly，通过Reflection创建对应的HttpModule，并将这些Module加到HttpApplication 的_moduleCollection Filed中，最后依次调用每个HttpModule的Init方法。下面是其实现：

  
  


   
   private
    
   void
    InitModules()
{

   this
   ._moduleCollection 
   =
    RuntimeConfig.GetAppConfig().HttpModules.CreateModules();

   this
   .InitModulesCommon();
}



   private
    
   void
    InitModulesCommon()
{

   int
    count 
   =
    
   this
   ._moduleCollection.Count;

   for
    (
   int
    i 
   =
    
   0
   ; i 
   <
    count; i
   ++
   )
    {

   this
   ._currentModuleCollectionKey 
   =
    
   this
   ._moduleCollection.GetKey(i);

   this
   ._moduleCollection[i].Init(
   this
   );
    }

   this
   ._currentModuleCollectionKey 
   =
    
   null
   ;

   this
   .InitAppLevelCulture();
}

　　HttpHandler

　　如果说HttpModule关注的是所有Inbound Request的处理的话，Handler确实关注基于某种类型的ASP.NET Resource的Request。比如一个.apsx的Web Page通过一个System.Web.UI.Page来处理。HttpHandler和他所处理的Resource通过Config中的system.web/handlers section来定义，下面是Machine.config中的定义。

  
  


   
           
   <
   httpHandlers
   >
   

   <
   add 
   verb
   ="*"
    path
   ="trace.axd"
    type
   ="System.Web.Handlers.TraceHandler"
    
   />
   

   <
   add 
   verb
   ="*"
    path
   ="*.aspx"
    type
   ="System.Web.UI.PageHandlerFactory"
    
   />
   

   <
   add 
   verb
   ="*"
    path
   ="*.ashx"
    type
   ="System.Web.UI.SimpleHandlerFactory"
    
   />
   

   <
   add 
   verb
   ="*"
    path
   ="*.asmx"
    type
   ="System.Web.Services.Protocols.WebServiceHandlerFactory, System.Web.Services, Version=1.0.5000.0, Culture=neutral, PublicKeyToken=b03f5f7f11d50a3a"
    validate
   ="false"
   />
    

   <
   add 
   verb
   ="*"
    path
   ="*.rem"
    type
   ="System.Runtime.Remoting.Channels.Http.HttpRemotingHandlerFactory, System.Runtime.Remoting, Version=1.0.5000.0, Culture=neutral, PublicKeyToken=b77a5c561934e089"
    validate
   ="false"
   />
   

   <
   add 
   verb
   ="*"
    path
   ="*.soap"
    type
   ="System.Runtime.Remoting.Channels.Http.HttpRemotingHandlerFactory, System.Runtime.Remoting, Version=1.0.5000.0, Culture=neutral, PublicKeyToken=b77a5c561934e089"
    validate
   ="false"
   />
   

   <
   add 
   verb
   ="*"
    path
   ="*.asax"
    type
   ="System.Web.HttpForbiddenHandler"
    
   />
   

   <
   add 
   verb
   ="*"
    path
   ="*.ascx"
    type
   ="System.Web.HttpForbiddenHandler"
    
   />
   

   <
   add 
   verb
   ="GET,HEAD"
    path
   ="*.dll.config"
    type
   ="System.Web.StaticFileHandler"
    
   />
   

   <
   add 
   verb
   ="GET,HEAD"
    path
   ="*.exe.config"
    type
   ="System.Web.StaticFileHandler"
    
   />
   

   <
   add 
   verb
   ="*"
    path
   ="*.config"
    type
   ="System.Web.HttpForbiddenHandler"
    
   />
   

   <
   add 
   verb
   ="*"
    path
   ="*.cs"
    type
   ="System.Web.HttpForbiddenHandler"
    
   />
   

   <
   add 
   verb
   ="*"
    path
   ="*.csproj"
    type
   ="System.Web.HttpForbiddenHandler"
    
   />
   

   <
   add 
   verb
   ="*"
    path
   ="*.vb"
    type
   ="System.Web.HttpForbiddenHandler"
    
   />
   

   <
   add 
   verb
   ="*"
    path
   ="*.vbproj"
    type
   ="System.Web.HttpForbiddenHandler"
    
   />
   

   <
   add 
   verb
   ="*"
    path
   ="*.webinfo"
    type
   ="System.Web.HttpForbiddenHandler"
    
   />
   

   <
   add 
   verb
   ="*"
    path
   ="*.asp"
    type
   ="System.Web.HttpForbiddenHandler"
    
   />
   

   <
   add 
   verb
   ="*"
    path
   ="*.licx"
    type
   ="System.Web.HttpForbiddenHandler"
    
   />
   

   <
   add 
   verb
   ="*"
    path
   ="*.resx"
    type
   ="System.Web.HttpForbiddenHandler"
    
   />
   

   <
   add 
   verb
   ="*"
    path
   ="*.resources"
    type
   ="System.Web.HttpForbiddenHandler"
    
   />
   

   <
   add 
   verb
   ="GET,HEAD"
    path
   ="*"
    type
   ="System.Web.StaticFileHandler"
    
   />
   

   <
   add 
   verb
   ="*"
    path
   ="*"
    type
   ="System.Web.HttpMethodNotAllowedHandler"
    
   />
   

   </
   httpHandlers
   >

　　需要注意的是，我们不但可以单纯地定义一个实现了System.Web.IHttpHandler的Type，也可以定义一个实现了System.Web.IHttpHandlerFactory 的Type。System.Web.UI.Page是一个典型的Httphandler，相信对此大家已经很熟悉了。在最后还说说另一个典型的HttpHandler：System.Web.HttpForbiddenHandler，从名称我们不难看出，它用于那些禁止访问的Resource，现在应该知道了为了Global.asax不同通过IIS访问了吧。

文章标签：
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.NET http
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