ASP.NET Process Model之二：ASP.NET Http Runtime Pipeline

https://www.cnblogs.com/artech/archive/2007/09/13/891266.html

二、ASP.NET Runtime Pipeline(续ASP.NET Http Runtime Pipeline - Part I)

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：

private void ProcessRequestInternal(HttpWorkerRequest wr)

{

    HttpContext context;

    try

    {

        context = new HttpContext(wr, false);

    }

    catch

    {

        wr.SendStatus(, "Bad Request");

        wr.SendKnownResponseHeader(, "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(, ))

        {

            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，它的生命周期直到整个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会为其创建一个新的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触发不同的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>

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>

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。

Reference:
A low-level Look at the ASP.NET Architecture

ASP.NET Process Model
[原创]ASP.NET Process Model之一：IIS 和 ASP.NET ISAPI
[原创]ASP.NET Process Model之二：ASP.NET Http Runtime Pipeline - Part I
[原创]ASP.NET Process Model之二：ASP.NET Http Runtime Pipeline - Part II

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