ASP.NET Process Model之二：ASP.NET Http Runtime Pipeline[下篇]
ASP.NET Process Model索引
- ASP.NET Process Model之一：IIS 和 ASP.NET ISAPI
- ASP.NET Process Model之二：ASP.NET Http Runtime Pipeline[上篇]
- ASP.NET Process Model之二：ASP.NET Http Runtime Pipeline[下篇]
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。
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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( " Bad Request " );
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。