白话学习MVC(五)Controller的激活
一、概述
在此系列开篇的时候介绍了MVC的生命周期 ， 对于请求的处理，都是将相应的类的方法注册到HttpApplication事件中，通过事件的依次执行从而完成对请求的处理。对于MVC来说，请求是先 经过路由系统，然后由一个MvcHandler来处理的，当请求到来时，执行此MvcHandler的ProcessRequest方法（因为已将 MvcHandler类的ProcessRequest方法注册到HttpApplication的事件中，所以事件的执行就触发了此方法）。详细请看之前介绍MVC生命周期的两篇博客。
下面我们就以MVC声明周期为主线，来分析下MVC源码
public class MvcHandler : IHttpAsyncHandler, IHttpHandler, IRequiresSessionState { protected virtual void ProcessRequest(HttpContext httpContext) { //使用HttpContextWrapper对HttpContext进行封装,封装的目的是为了解耦以获得可测试性.然后从RequestContext.RouteData中提取Controller名称. HttpContextBase httpContext2 = new HttpContextWrapper(httpContext); this.ProcessRequest(httpContext2); } protected internal virtual void ProcessRequest(HttpContextBase httpContext) { IController controller; IControllerFactory controllerFactory; this.ProcessRequestInit(httpContext, out controller, out controllerFactory);//获取到Controler和ControllerFactory实例，并赋值给局部变量 try {
//Action的调用，下一篇介绍 //当前Controler对象的Action的创建与执行（执行包括:加载TempData, 创建及执行Action，处理Action返回的ActionResult ，保存TempData数据） controller.Execute(this.RequestContext); } finally { //释放当前Controler对象 controllerFactory.ReleaseController(controller); } } }
二、Controller的激活
从上述代码中可以看出，对Controller激活的相关的操作是通过MvcHandler类的 ProcessRequestInit 方法来执行，而执行完成后，将获取到Controller和ControllerFactory实例！也就是说这 个 this.ProcessRequestInit(httpContext, out controller, out controllerFactory) 方法才是本片博客的旨在，下面就通过这个方法的内部代码来剖析下Controller的激活的机制！
private void ProcessRequestInit(HttpContextBase httpContext, out IController controller, out IControllerFactory factory) { //使用指定的 HTTP 上下文来添加版本标头。如：添加一个Http Header： HTTP/1.1 200 OK … X-AspNetMvc-Version: 2.0… this.AddVersionHeader(httpContext); this.RemoveOptionalRoutingParameters();
//RequestContext.RouteData中提取Controller名称。如：Home/Index的话，就获取到Home string requiredString = this.RequestContext.RouteData.GetRequiredString("controller");
factory = this.ControllerBuilder.GetControllerFactory();//获取一个用于创建Controller实例的ControllerFactory.默认DefaultControllerFactory controller = factory.CreateController(this.RequestContext, requiredString);//根据ControllerFactory创建Controller对象。
if (controller == null) { throw new InvalidOperationException(string.Format(CultureInfo.CurrentUICulture,MvcResources.ControllerBuilder_FactoryReturnedNull,new object[] { factory.GetType(), requiredString })); } } 由于使用了out关键字，这个方法中的执行过程中所得到的值，即：赋值给ProcessRequest方法中声明的Controller和ControllerFactory
显然，上述的代码中这两行代码是重点，代码通过执行一个全局的变量ControllerBuilder的GetControllerFactory方法得到 一个ControllerFactory，然后再通过执行此ControllerFactory的CreateController方法得到 Controller实例！
factory = this.ControllerBuilder.GetControllerFactory();//获取一个用于创建Controller实例的ControllerFactory.默认DefaultControllerFactory controller = factory.CreateController(this.RequestContext, requiredString);//根据ControllerFactory创建Controller对象。
下面就来了解下这两行代码：
1、factory = this.ControllerBuilder.GetControllerFactory();
this.ControllerBuilder是MvcHandler类的一个属性，属性返回的是MvcHandler类声明的一个 ControllerBuilder类型的字段，属性在返回时会判断当前字段是否为空，如果为空，则调用ControllerBuilder类的静态属性 Current字段，来获取一个ControllerBuilder实例。
namespace System.Web.Mvc { public class MvcHandler : IHttpAsyncHandler, IHttpHandler, IRequiresSessionState { //省略其他成员变量 private ControllerBuilder _controllerBuilder; internal ControllerBuilder ControllerBuilder { get { if (_controllerBuilder == null) { _controllerBuilder = ControllerBuilder.Current; } return _controllerBuilder; } set { _controllerBuilder = value; } } private void ProcessRequestInit(HttpContextBase httpContext, out IController controller, out IControllerFactory factory) { //省略其他代码 factory = ControllerBuilder.GetControllerFactory(); } } }
_controllerBuilder = ControllerBuilder.Current;说明ControllerBuilder是由ControllerBuilder类的静态属性Current获取的，接下来再看一下ControllerBuilder类
ControllerBuildernamespace System.Web.Mvc { public class ControllerBuilder { //声明静态字段，执行此类的构造函数 private static ControllerBuilder _instance = new ControllerBuilder(); private Func<IControllerFactory> _factoryThunk = () => null; private HashSet<string> _namespaces = new HashSet<string>(StringComparer.OrdinalIgnoreCase); //暂且理解为是封装ControllerFactory的一个类，通过该类的Current属性来获取当前封装的ControllerFactory实例 private IResolver<IControllerFactory> _serviceResolver; public ControllerBuilder() : this(null) //: this(null)表示执行带一个参数的构造函数，并且传入的参数为Null { } internal ControllerBuilder(IResolver<IControllerFactory> serviceResolver) { //如果传入的参数为null，则实例化一个SingleServiceResolver类并赋值给私有字段_serviceResolver。 _serviceResolver = serviceResolver ?? new SingleServiceResolver<IControllerFactory>( () => _factoryThunk(), new DefaultControllerFactory { ControllerBuilder = this }, "ControllerBuilder.GetControllerFactory"); } public static ControllerBuilder Current { //获取Controller实例 get { return _instance; } } public HashSet<string> DefaultNamespaces { get { return _namespaces; } } [SuppressMessage("Microsoft.Design", "CA1024:UsePropertiesWhereAppropriate", Justification = "Calling method multiple times might return different objects.")] public IControllerFactory GetControllerFactory() { //获取ControllerFactory实例 return _serviceResolver.Current; } public void SetControllerFactory(IControllerFactory controllerFactory) { if (controllerFactory == null) { throw new ArgumentNullException("controllerFactory"); } _factoryThunk = () => controllerFactory; } public void SetControllerFactory(Type controllerFactoryType) { if (controllerFactoryType == null) { throw new ArgumentNullException("controllerFactoryType"); } if (!typeof(IControllerFactory).IsAssignableFrom(controllerFactoryType)) { throw new ArgumentException( String.Format( CultureInfo.CurrentCulture, MvcResources.ControllerBuilder_MissingIControllerFactory, controllerFactoryType), "controllerFactoryType"); } _factoryThunk = delegate { try { return (IControllerFactory)Activator.CreateInstance(controllerFactoryType); } catch (Exception ex) { throw new InvalidOperationException( String.Format( CultureInfo.CurrentCulture, MvcResources.ControllerBuilder_ErrorCreatingControllerFactory, controllerFactoryType), ex); } }; } } } ControllerBuilderControllerBuilder类中有一个静态字段private static ControllerBuilder _instance = new ControllerBuilder();，静态字段是在程序执行前加载的，那么由代码可知，就需要执行该类的构造函数，即执行public ControllerBuilder(): this(null)，而其后的: this(null)则表示要去执执行带一个参数的构造函数 ControllerBuilder(IResolver<IControllerFactory> serviceResolver)，这个构造函数中首先判断传入的参数是否为空，如果为空的话就实例化一个 SingleServiceResolver<IControllerFactory>对象（暂且理解为封装 ControllerFactory的一个类），并赋值给私有变量_serviceResolver，通过调用_serviceResolver的 Current属性来获取当前封装的ControllerFactory实例。
实例化SingleServiceResolver<IControllerFactory>对象时：ControllerBuilderpublic class ControllerBuilder { //省略其他成员变量 private Func<IControllerFactory> _factoryThunk = () => null; internal ControllerBuilder(IResolver<IControllerFactory> serviceResolver) { //如果传入的参数为null，则实例化一个SingleServiceResolver类并赋值给私有字段_serviceResolver。 _serviceResolver = serviceResolver ?? new SingleServiceResolver<IControllerFactory>( () => _factoryThunk(), new DefaultControllerFactory { ControllerBuilder = this }, "ControllerBuilder.GetControllerFactory"); } public void SetControllerFactory(IControllerFactory controllerFactory) { if (controllerFactory == null) { throw new ArgumentNullException("controllerFactory"); } _factoryThunk = () => controllerFactory; } public void SetControllerFactory(Type controllerFactoryType) { //省略其他代码 _factoryThunk = delegate { try { return (IControllerFactory)Activator.CreateInstance(controllerFactoryType); } catch (Exception ex) { } }; } } ControllerBuilder注意，当实例化SingleServiceResolver<IControllerFactory>时，只有第一个参数是变量，默认情况 下传入的是null，那么实例化的该SingleServiceResolver对象的Current属性就返回 DefaultControllerFactory；当调用ControllerBuilder的SetControllerFactroy方法时会对_factoryThunk 赋值一个自定义的ControllerFactory时，那么实例化的该SingleServiceResolver对象的Current属性就返回自定 义的ControllerFactory。所以，此处就是一个扩展点，我们可以自定义一个ControllerFactory，并通过 ControllerBuilder.Current.SetControllerFactory(...)方法来让程序使用自定的 ControllFatory。这里需要说明一下的是_factoryThunk 是一个无参数、返回值类型为IControllerFactory的委托，而_factoryThunk()则是一个执行这个委托得到的返回值（null、自定义的ControllerFactory）。
我们说了：
当参数为null时，该实例对象的Current属性返回的是DefaultControllerFactory
当参数为自定义ControllerBuilder时，该实例对象的Current属性返回的是自定义的ControllerBuilder
由 于之前我们一直把SingleServiceResolver<IControllerFactory>当作是一个封装 ControllerBuilder的一个类，下面就来看看它到底是不是封装ControllerBuilder的，并且到底是如何根据第一个参数的不同 而决定其Current属性返回值的具体类不同的。internal class SingleServiceResolver<TService> : IResolver<TService> where TService : class { //省略其他成员变量 private Lazy<TService> _currentValueFromResolver; private Func<TService> _currentValueThunk; private TService _defaultValue; private Func<IDependencyResolver> _resolverThunk; private string _callerMethodName; public SingleServiceResolver(Func<TService> currentValueThunk, TService defaultValue, string callerMethodName) { //省略其他代码 _resolverThunk = () => DependencyResolver.Current;//暂且不议 _currentValueFromResolver = new Lazy<TService>(GetValueFromResolver);//暂且不议 _currentValueThunk = currentValueThunk;//将此泛型委托赋值给私有变量_currentValueThunk _defaultValue = defaultValue;//将此泛型类型赋值给私有变量_defaultValue（当前TService就是IControllerFactory） _callerMethodName = callerMethodName; } public TService Current { //_currentValueThunk()就是第一个参数（无参数的委托）执行之后的返回值 //_defaultValue就是传入的DefaultControllerFactory实例 //可见如果第一个参数为空的话，返回的就是DefaultControllerFactory实例；否则就是泛型委托的返回值类型的实例，即自定义的ControllerFactory get { return _currentValueFromResolver.Value ?? _currentValueThunk() ?? _defaultValue; } }
private TService GetValueFromResolver()
{
//_resolverThunk()返回的就是DefaultDependencyResolver实例
//在调用IDependencyResolver的扩展方法中的GetService<TService>方法
TService result = _resolverThunk().GetService<TService>();
return result;
} }如果上述构造函数中的前两句代码暂且不议(灰色字体就用不到)，那么就非常简洁了，即：当构造函数中第一个参数为null，则 Current的属性返回的就是第二个参数的值。反映到当前的创建ControllerFacotory，第一个参数就是自定义的 ControllerFactory（可通过ControllerBuilder的SetControllerFactory添加自定义的 ControllerFactory），第二个参数就是默认的DefaultControllerFactory。
其实，整个过程灰色字体就是通过IService创建实例（此处IService=IControllerFactory），接下来我们就来单独的看看被暂且搁置的灰色字体部，分析代码前，先来了解一下的接口和类：
IDependencyResolver接口中有两个方法，是以类型做为参数通过反射类创建对象，而IDependencyResolver接口还有两个同样功能的泛型扩展方法定义在类DependencyResolverExtensions中；
DefaultDependencyResolver类实现了IDependencyResolver接口；
DependencyResolver类则是用来创建【实现IDependencyResolver接口的类的实例】，默认情况创建的是DefaultDependencyResolver类的实例，最终通过DependencyResolver类的静态Current属性可得到创建的实例。DependencyResolvernamespace System.Web.Mvc { public class DependencyResolver { //静态字段，所有程序开始执行时便会自动执行其构造函数。 private static DependencyResolver _instance = new DependencyResolver(); private IDependencyResolver _current; private CacheDependencyResolver _currentCache; public DependencyResolver() { InnerSetResolver(new DefaultDependencyResolver()); } public void InnerSetResolver(IDependencyResolver resolver) { _current = resolver; } public static IDependencyResolver Current { get { return _instance.InnerCurrent; } } public IDependencyResolver InnerCurrent { get { return _current; } } //内部私有类 private class DefaultDependencyResolver : IDependencyResolver { [SuppressMessage("Microsoft.Design", "CA1031:DoNotCatchGeneralExceptionTypes", Justification = "This method might throw exceptions whose type we cannot strongly link against; namely, ActivationException from common service locator")] public object GetService(Type serviceType) { if (serviceType.IsInterface || serviceType.IsAbstract) { return null; } try { return Activator.CreateInstance(serviceType); } catch { return null; } } public IEnumerable<object> GetServices(Type serviceType) { return Enumerable.Empty<object>(); } } } }IDependencyResolvernamespace System.Web.Mvc { public interface IDependencyResolver { object GetService(Type serviceType); IEnumerable<object> GetServices(Type serviceType); } }DependencyResolverExtensionsnamespace System.Web.Mvc { //IDependencyResolver的扩展方法 public static class DependencyResolverExtensions { public static TService GetService<TService>(this IDependencyResolver resolver) { return (TService)resolver.GetService(typeof(TService)); } public static IEnumerable<TService> GetServices<TService>(this IDependencyResolver resolver) { return resolver.GetServices(typeof(TService)).Cast<TService>(); } } }1、_resolverThunk = () => DependencyResolver.Current;
DependencyResolver类的静态属性Current默认情况下返回的就是一个DependencyResolver实例，并将该实例作为委托_resolverThunk的返回值。
2、_currentValueFromResolver = new Lazy<TService>(GetValueFromResolver);
Lazy表示延迟执行，当执行lazy实例的value属性时候才执行Lazy构造函数中的方法，方法的返回值就是value属性的值。此处表示当调用_currentValueFromResolver的value属性时，就会执行方法GetValueFromResolver()，在方法内调用了执行_resolverThunk委托得到的DefaultDependencyResolver实例 的扩展方法GetService<TService>通过反射创建TService的实例，并作为返回值。而方法的返回值就是Lazy的value属性的值。
由于ControllerBuilder构造函数中实例化SingleServiceResolver<TService>类型时，TService=IControllerFactory接口，所以调用泛型方法GetService<TService>()方法时，传入的类型是接口IControllerFactory，而方法内部的判断如果是接口或抽象类时候就返回null，即： _currentValueFromResolver.Value=null 。那么此处的灰色部分执行的最终结果就是_currentValueFromResolver.Value=null，在这里没有其到作用！
以 上介绍了factory = this.ControllerBuilder.GetControllerFactory();中的ControllerBuilder如何实例化，并 如何返回一个ControllerFactory实例。有了ControllerFactory之后，那么就该调用ControllerFactory的 CreateController(RequestContext requestContext, string controllerName);方法（根据第二个参数通过反射实例化一个Controller，并返回）。
非重点补充// 非重点补充：ControllerBuilder的 DefaultNamespaces属性 public HashSet<string> DefaultNamespaces { get { return _namespaces; } } //HashSet<T>是一组不重复出现且无特定顺序的元素集合 //此属性的功能正如其名字DefaultNamespaces，默认的命名空间。即：当存在两个同名的Controller且命名空间不同，这中情况是允许的，但是MVC在激活Controller时会分不清到底要激活那个Controller，而此属性的目的就是处理这种情况的，他能让MVC激活DefaultNamespaces设置的命名空间下的Controller；除此之外，还有一处可以解决此问题，那就是路由注册时的MapRoute方法的参数string[] namespaces 。当两者同时存在时，后者优先。 非重点补充注：以上所说的ControllerFactory泛指实现了IControllerFactory接口的类；
2、controller = factory.CreateController(this.RequestContext, requiredString);
此行代码，利用上一句得到一个ControllerFactory实例，再将【请求上下文】和【要激活的Controller的字符串】作为参数来调用 ControllerFactory类的CreateController方法，以此创建Controller实例，并返回！ 即：通过ControllerFactory类来完成对Controller的激活，那么对于此行代码的解析就成了对ControllerFactory 类的分析！
因为ControllerFactory泛指实现了IControllerFactory的类，所以就从IControllerFactory接口开始介绍：
public interface IControllerFactory { //获取Controller实例 IController CreateController(RequestContext requestContext, string controllerName); //返回值为SessionStateBehavior枚举，表示请求处理过程中会话状态支持的模式 SessionStateBehavior GetControllerSessionBehavior(RequestContext requestContext, string controllerName); //释放Controller实例 void ReleaseController(IController controller); }public enum SessionStateBehavior
{
Default,使用默认 ASP.NET 逻辑来确定请求的会话状态行为。
Required,为请求启用完全的读写会话状态行为。
ReadOnly,为请求启用只读会话状态。
Disabled 禁用会话状态。
}我们可以实现此IControllerFactory接 口，再通过ControllerBuilder.Current.SetControllerBuilder()添加自定义的 ControllerBuilder；然后默认情况下，MVC使用的是DefaultControllerFactory，接下来就看看 DefaultControllerFactory中是如何实现IControllerFactory接口的。
public class DefaultControllerFactory : IControllerFactory { //省略其他成员 private IResolver<IControllerActivator> _activatorResolver; private IControllerActivator _controllerActivator; private ControllerBuilder _controllerBuilder; public DefaultControllerFactory() : this(null, null, null) { } //利用自定义的ControllerActivator时，通过在ControllerBuilder中实例化DefaultControllerFactory时出入自定义ControllerActivator为参数 public DefaultControllerFactory(IControllerActivator controllerActivator) : this(controllerActivator, null, null) { } internal DefaultControllerFactory(IControllerActivator controllerActivator, IResolver<IControllerActivator> activatorResolver, IDependencyResolver dependencyResolver) { //controllerActivator类才是最终通过反射创建Controller实例的 //重点：这里对判断controllerActivator的判断，只有当为空时才使用默认的DefaultControllerActivator //所以，这里又有一个扩展，通过实现IControllerActivator接口创建自定义ControllerActivator //在实例化DefaultControllerFactory时传入自定义ControllerActivator作为参数 if (controllerActivator != null) { _controllerActivator = controllerActivator; } else {
//这里的实例化SingleServiceResolver时，传入的又是接口，如上讲解的SingleServiceResolver类中灰色字体部分没有起到作用！ //此处第一个参数是个常量且为null，所以此SingleServiceResolver<>的Current属性只能返回DefaultControllerActivator实例 _activatorResolver = activatorResolver ?? new SingleServiceResolver<IControllerActivator>( () => null, new DefaultControllerActivator(dependencyResolver), "DefaultControllerFactory constructor"); } } //在ControllerBuilder中实例化DefaultControllerFactory时，赋值。（参见ControllerBuilder类的构造函数） internal ControllerBuilder ControllerBuilder { get { return _controllerBuilder ?? ControllerBuilder.Current; } set { _controllerBuilder = value; } } private IControllerActivator ControllerActivator { get { //当_controllerActivator为空时，才去_activatorResolver中获取DefaultControllerActivator实例作为ControllerActivator if (_controllerActivator != null) { return _controllerActivator; } _controllerActivator = _activatorResolver.Current; return _controllerActivator; } } public virtual IController CreateController(RequestContext requestContext, string controllerName) { //省略其他代码 //根据字符串【类型名】和【上下文中的命名空间】创建Controller的类型 Type controllerType = GetControllerType(requestContext, controllerName); IController controller = GetControllerInstance(requestContext, controllerType);//根据类型创建Controller实例 return controller; } protected internal virtual IController GetControllerInstance(RequestContext requestContext, Type controllerType) { //省略其他代码 //调用ControllerActivator实例的Create通过反射创建实例。默认为DefaultControllerActivator return ControllerActivator.Create(requestContext, controllerType); } }DefaultControllerActivatorprivate class DefaultControllerActivator : IControllerActivator { private Func<IDependencyResolver> _resolverThunk; public DefaultControllerActivator() : this(null) { } public DefaultControllerActivator(IDependencyResolver resolver) { if (resolver == null) { _resolverThunk = () => DependencyResolver.Current; } else { _resolverThunk = () => resolver; } } public IController Create(RequestContext requestContext, Type controllerType) { try { //如果 符号【??】前面的部分为空，则通过反射创建实例 return (IController)(_resolverThunk().GetService(controllerType) ?? Activator.CreateInstance(controllerType)); } } } DefaultControllerActivator上述代码中注释部分包含【Controller激活的步骤】和又一扩展点【创建自定ControllerActivator 】，所以略显混乱。下面我们就来用文字叙述一下这两部分：
一、根据ControllerBuilder中实例化DefaultControllerFactory时，利用的是无参数的构造函数，但是此构造函数又带着三个为null的参数执行有三个参数的构造函数，所以默认情况下私有字段_controllerActivator就是null，那么执行Current来获取ControllerActivator时，就将DefaultControllerActivator实例赋值给_controllerActivator字段，之后再调用该实例的Create方法，在方法内部利用反射创建Controller实例。
二、正如我们所知，最后是通过一个ControllerActivator的Create方法，根据参数【请求上下文】【Controller类型】来实现创建Controller实例的。所以，我们就可以通过实现IControllerActivator接口来创建自定义的ControllerActivator。创建自定义的ControllerActivator没问题，那么
如何使程序去利用自定义的ControllerActivator呢？
答：注意DefaultControllerFactory含有三个参数的构造函数，首先会判断第一个参数controllerActivator如果不为空，则将参数赋值给私有变量_controllerActivator。当通过Current获取当前ControllerActivator时，判断 私有变量_controllerActivator是否为空，如果不为空，则直接返回。由此，我们就可以在实例化DefaultControllerFactory时为第一个参数传入自定义ControllerActivator实例，即通过实例化含一个参数DefaultControllerFactory构造函数，进而再去执行三个参数的构造函数。
又如何执行DefaultControllerFactory带一个参数的构造函数并传入自定义ControllerActivator实例作为参数呢？
答：通过在Application_Start方法中通过ControllerBuilder的SetControllerBuilder方法的参数中 传入new DefaultControllerFactory(new MyControllerActivator())为参数。即：MyControllerActivator类是实现了 IControllerActivator接口的自定义ControllerActivatorControllerBuilder controllerBulder = ControllerBuilder.Current; controllerBulder.SetControllerFactory(new DefaultControllerFactory(new MyControllerActivator()));
以上就是第二句代码controller = factory.CreateController(this.RequestContext, requiredString);获取Controller实例的全部，其中又对发现了一个扩展点【自定义ControllerActivator】和如 何让程序使用自定义的ControllerActivator
三、Controller的释放
由本篇博客概述中的MvcHandler类中，可以看出在try finally块的fianlly中通过controllerFactory.ReleaseController(controller); 即：当前ControllerFactory的ReleseController方法来实现释放，我们就来看看默认的DefaultControllerFactory中的ReleseController方法
public class DefaultControllerFactory : IControllerFactory { //省略其他成员 public virtual void ReleaseController(IController controller) { IDisposable disposable = controller as IDisposable; if (disposable != null) { disposable.Dispose(); } } }
以上本篇博客Controller激活的全部内容！！！
对于Controller激活的相关知识中遗留的问题有：
1、Controller类型的缓存
2、会话状态行为的控制
3、DependencyResoolver类（已更新）
如有兴趣的话，对于此三部分的问题可以到Artech的博客MVC系列【How ASP.NET MVC Works】Controller激活部分学习下！
更新
2013-10-19：已在ContrllerBuilder创建ControllerFactory部分添加对DependencyResoolver类的介绍！