跟我一起学.NetCore之Asp.NetCore启动流程浅析

前言

一个Asp.NetCore项目，知道大概的启动流程是有必要的，比如后续遇见配置信息覆盖等相关问题时也大概知道是什么原因，了解原因之后，再去搜索引擎找答案，否则目标不明确，茫茫人海怎么会一下找到自己想要的，除非是“偶遇”；“偶遇”太难，一起浅析一个Asp.NetCore 项目的启动流程；

 

正文

先创建一个WebAPI项目，用的是.NetCore3.1，后续的项目例子都统一用.NetCore3.1,除非特殊说明；项目如下：

 

 

如上图所示，一个WebAPI项目启动方式本质也是一个控制台程序，程序入口都是从Main函数开始，就从里面方法看看大概都做了什么，其中择取几个方法源码简要说明主要功能，通过增加代码注释的方式(我觉得这样比较方便对应浏览)，完整源代码从以下两个地址获取，通过Everything查找工具比较方便查询代码：

 

主项目地址：https://github.com/dotnet/aspnetcore/tree/v3.1.0 

扩展项目地址：https://github.com/dotnet/extensions/releases/tag/v3.1.6

1. Host.CreateDefaultBuilder方法

public static IHostBuilder CreateDefaultBuilder(string[] args)
        {
     　　　　// 实例化一个HostBuilder
            var builder = new HostBuilder();
     　　　　// 设置根目录
            builder.UseContentRoot(Directory.GetCurrentDirectory());
     　　　　// 设置 Host相关配置的配置源
            builder.ConfigureHostConfiguration(config =>
            {
  　　　　　　　　// 从环境变量中获取，前缀名为DOTNET_
                config.AddEnvironmentVariables(prefix: "DOTNET_");
                // 如果命令行中有参数，可从命令行中读取
                if (args != null)
                {
                    config.AddCommandLine(args);
                }
            });
     
     　　　　// 设置应用程序配置的配置源
            builder.ConfigureAppConfiguration((hostingContext, config) =>
            {
                var env = hostingContext.HostingEnvironment;
  　　　　　　　　//根据运行环境加载不同的配置文件，并开启了热更新
                config.AddJsonFile("appsettings.json", optional: true, reloadOnChange: true)
                      .AddJsonFile($"appsettings.{env.EnvironmentName}.json", optional: true, reloadOnChange: true);

                if (env.IsDevelopment() && !string.IsNullOrEmpty(env.ApplicationName))
                {
                    var appAssembly = Assembly.Load(new AssemblyName(env.ApplicationName));
                    if (appAssembly != null)
                    {
                        config.AddUserSecrets(appAssembly, optional: true);
                    }
                }
  　　　　　　　　//可从环境变量中获取
                config.AddEnvironmentVariables();
           　　　　// 如果命令行中有参数，可从命令行中读取
                if (args != null)
                {
                    config.AddCommandLine(args);
                }
            })
     　　　　// 配置日志显示
            .ConfigureLogging((hostingContext, logging) =>
            {
  　　　　　　　　//判断操作系统
                var isWindows = RuntimeInformation.IsOSPlatform(OSPlatform.Windows);
  　　　　　　　　// 如果是Windows系统，配置对应的显示级别
                // IMPORTANT: This needs to be added *before* configuration is loaded, this lets
                // the defaults be overridden by the configuration.
                if (isWindows)
                {
                    // Default the EventLogLoggerProvider to warning or above
                    logging.AddFilter(level => level >= LogLevel.Warning);
                }
  　　　　　　　　　//获取配置文件中Logging 段相关的配置信息添加到日志配置中
                logging.AddConfiguration(hostingContext.Configuration.GetSection("Logging"));
                // 在控制台输出，所以启动程序的时候就看见输出日志
  　　　　　　　　　logging.AddConsole();
  　　　　　　　　// 在Debug窗口输出
                logging.AddDebug();
                logging.AddEventSourceLogger();

  　　　　　　　　// 如果是Windows系统，可以在系统日志中输出日志
                if (isWindows)
                {
                    // Add the EventLogLoggerProvider on windows machines
                    logging.AddEventLog();
                }
            })//使用默认的依赖注入容器
            .UseDefaultServiceProvider((context, options) =>
            {
                var isDevelopment = context.HostingEnvironment.IsDevelopment();
                options.ValidateScopes = isDevelopment;
                options.ValidateOnBuild = isDevelopment;
            });

            return builder;
        }

2. ConfigureWebHostDefaults 方法

 

public static IHostBuilder ConfigureWebHostDefaults(this IHostBuilder builder, Action configure)
        {
            return builder.ConfigureWebHost(webHostBuilder =>
            {
  　　　　　　　　//指定是用的服务器及集成一些默认管道
                WebHost.ConfigureWebDefaults(webHostBuilder);
  　　　　　　　　// 调用传入的委托，这里是外部指定Startup类做服务注册和管道配置
                configure(webHostBuilder);
            });
        }

 

2.1  WebHost.ConfigureWebDefaults方法

internal static void ConfigureWebDefaults(IWebHostBuilder builder)
        {
            builder.ConfigureAppConfiguration((ctx, cb) =>
            {
                if (ctx.HostingEnvironment.IsDevelopment())
                {
            //静态文件环境的配置启用
                    StaticWebAssetsLoader.UseStaticWebAssets(ctx.HostingEnvironment, ctx.Configuration);
                }
            });
            // 指定Kestrel作为默认的Web服务器
            builder.UseKestrel((builderContext, options) =>
            {
                options.Configure(builderContext.Configuration.GetSection("Kestrel"));
            })// 服务中间的注册，包含路的中间件注册
            .ConfigureServices((hostingContext, services) =>
            {
  　　　　　　　　// 针对配置节点AllowedHosts改变时的回调
                // Fallback
                services.PostConfigure(options =>
                {
                    if (options.AllowedHosts == null || options.AllowedHosts.Count == 0)
                    {
                        // "AllowedHosts": "localhost;127.0.0.1;[::1]"
                        var hosts = hostingContext.Configuration["AllowedHosts"]?.Split(new[] { ';' }, StringSplitOptions.RemoveEmptyEntries);
                        // Fall back to "*" to disable.
                        options.AllowedHosts = (hosts?.Length > 0 ? hosts : new[] { "*" });
                    }
                });
  　　　　　　　　//对应配置改变时触发通知
                // Change notification
                services.AddSingleton>(
                            new ConfigurationChangeTokenSource(hostingContext.Configuration));

                services.AddTransient();

                if (string.Equals("true", hostingContext.Configuration["ForwardedHeaders_Enabled"], StringComparison.OrdinalIgnoreCase))
                {
                    services.Configure(options =>
                    {
                        options.ForwardedHeaders = ForwardedHeaders.XForwardedFor | ForwardedHeaders.XForwardedProto;
                        // Only loopback proxies are allowed by default. Clear that restriction because forwarders are
                        // being enabled by explicit configuration.
                        options.KnownNetworks.Clear();
                        options.KnownProxies.Clear();
                    });

                    services.AddTransient();
                }
                services.AddRouting();
            })//对使用IIS相关中间件
            .UseIIS()
            .UseIISIntegration();
        }

3. Build方法，其实这个方法就是根据之前配置构造出一个IHost对象

public IHost Build()
        {
            if (_hostBuilt)
            {
                throw new InvalidOperationException("Build can only be called once.");
            }
            _hostBuilt = true;
     　　　　// 执行ConfigureHostConfiguration添加的一系列配置回调方法
            BuildHostConfiguration();
    　　　　 // 运行环境相关创建，如ApplicationName、EnvironmentName、ContentRootPath等
            CreateHostingEnvironment();
    　　　　 // 构建HostBuilder
            CreateHostBuilderContext();
            // 执行ConfigureAppConfigureation添加的一系列配置回调方法
            BuildAppConfiguration();
     　　　　// 注入默认服务如：IHost、ILogging等，执行ConfigureServices添加的一系列回调方法
            CreateServiceProvider();
            return _appServices.GetRequiredService();
        }

4. Run()方法，开启服务器，之后就可以进行请求了

综上几个关键方法，从其中Host这个关键词出现很多次，其实在Asp.Net Core应用中是通过配置并启动一个Host来完成应用程序的启动和生命周期的管理。而Host主要就是对Web Server的配置和请求处理管理的管理，简要流程如下图：

在整个启动流程中，返回的IHostBuilder中暴露配置和注入的相关接口，可用于自己定义扩展，接下来通过打印的方式来看看一下几个暴露方法的执行顺序，其实以上Build方法的时候已经明确了对应方法的顺序；

改造代码如下：

Startup方法中的三个方法也增加对应的打印，运行如下：

如上图，除了Startup中的ConfigureServices会跟随ConfigureWebHostDefaults改变以外，其他方法顺序都是固定。那这些方法主要作用都是什么呢？如下图：

图中Program.ConfigureServices和Startup.ConfigureServices的执行顺序会根据ConfigureWebHostDefaults的位置改变会交替变动；

 

总结

以上内容只是提取了其中比较关键的流程进行说明，并没有详细解析源代码，这里只是先浅析，后续再继续一起深究源代码；下一节说说依赖注入；