asp.net mvc4 Controller与Action执行过程的研究（学习笔记）

当IIS收到一个http请求，把请求信息发给对应的HttpModel（实际是实现类UrlRoutingModule），在HttpModel中会注册HttpApplication 类中的PostResolveRequestCache事件，通过此事件来动态选择映射HttpHandler处理程序。通过匹配到的RouteData类的RouteHandler属性得到IRouteHandler对象（MVC4是MvcRouteHandler、asp.net原生的是PageRouteHandler），通过这个对象的GetHttpHandler方法就可以得到HttpHandler处理程序。具体代码如下：

public virtual void PostResolveRequestCache(object sender, EventArgs e) {
   HttpApplication app = (HttpApplication)sender;
       HttpContextBase context = new HttpContextWrapper(app.Context);
       //详细见附1
       RouteData routeData = RouteCollection.GetRouteData(context);
       if (routeData == null) {
            return;
       }
       //详细见附1
       IRouteHandler routeHandler = routeData.RouteHandler;
       if (routeHandler is StopRoutingHandler) {
           return;
       }
       RequestContext requestContext = new RequestContext(context, routeData);
       context.Request.RequestContext = requestContext;
       IHttpHandler httpHandler = routeHandler.GetHttpHandler(requestContext);
       if (httpHandler is UrlAuthFailureHandler) {
           if (FormsAuthenticationModule.FormsAuthRequired) {
                 UrlAuthorizationModule.ReportUrlAuthorizationFailure(HttpContext.Current, this);
            return;
          }
          else {
           throw new HttpException(401, SR.GetString(SR.Assess_Denied_Description3));
          }
      }
      context.RemapHandler(httpHandler);//动态指定HttpHandler
 }

附1：

RouteCollection.GetHttpHandler方法获取匹配当前路由信息的RouteData，此方法是循环遍历RouteCollection集合并调用集合中RouteBase（实现类为Route）的GetRouteData方法，并返回第一个不为Null的Roudata。Roudata实在RoudataBase的GetRouteData方法中被创建的，详见如下代码：

public override RouteData GetRouteData(HttpContextBase httpContext) {
     string requestPath = httpContext.Request.AppRelativeCurrentExecutionFilePath.Substring(2) + httpContext.Request.PathInfo;
     RouteValueDictionary values = _parsedRoute.Match(requestPath, Defaults);
     if (values == null) {
          return null;
     }
//为Roudata指定IRouteHandler对象
    RouteData routeData = new RouteData(this, RouteHandler);
if (!ProcessConstraints(httpContext, values, RouteDirection.IncomingRequest)) {
          return null;
     }
     foreach (var value in values) {
          routeData.Values.Add(value.Key, value.Value);
     }
     if (DataTokens != null) {
          foreach (var prop in DataTokens) {
             routeData.DataTokens[prop.Key] = prop.Value;
          }
     }
    return routeData;
 }
 
public class RouteData {
        private IRouteHandler _routeHandler;
        public RouteData() {
        }
 
        public RouteData(RouteBase route, IRouteHandler routeHandler) {
            Route = route;
            RouteHandler = routeHandler;
        }
//更多代码
}

 MVC4:动态指定到HttpHandler后，就是处理Controller的创建和Action的执行了

HttpHandler根据Routedata获取到Controller的名称，然后通过ControllerBuilder的静态方法GetControllerFactory获取IControllerFactory的实现类（默认是DefaultControllerFactory ）来创建请求的IController的实现类的实例。最后执行IController的Execute方法并传入请求上下文，方法Execute实现在System.Web.Mvc.ControllerBase这个抽象类中，Execute最终调用的是System.Web.Mvc.Controller中的ExecuteCore方法，ExecuteCore方法主要是保存TempData然后根据路由数据调用执行Action。代码如下：

protected override void ExecuteCore()
{
PossiblyLoadTempData();
try
{
string actionName = GetActionName(RouteData);
//ActionInvoker是System.Web.Mvc.Controller的属性，该属性是一个返回类型为IActionInvoker的action执行器
if (!ActionInvoker.InvokeAction(ControllerContext, actionName))
{
HandleUnknownAction(actionName);
}
}
finally
{
PossiblySaveTempData();
}
}

MVC4：执行Action的过程

在HttpHandler调用Controller.Execute方法后，最终将会通过IActionInvoke.ActionInvoker(ControllerContext controllerContext, string actionName)方法来执行Action。System.Web.Mvc.Controller类中有一个ActionInvoker属性，此属性提供IActionInvoke的实现类的实例，用来执行此Controller类中的Action，属性具体的赋值方式如下：

protected virtual IActionInvoker CreateActionInvoker()
{
// Controller supports asynchronous operations by default.
// Those factories can be customized in order to create an action invoker for each request.
IAsyncActionInvokerFactory asyncActionInvokerFactory = Resolver.GetService<IAsyncActionInvokerFactory>();
if (asyncActionInvokerFactory != null)
{
return asyncActionInvokerFactory.CreateInstance();
}
IActionInvokerFactory actionInvokerFactory = Resolver.GetService<IActionInvokerFactory>();
if (actionInvokerFactory != null)
{
return actionInvokerFactory.CreateInstance();
}
// Note that getting a service from the current cache will return the same instance for every request.
return Resolver.GetService<IAsyncActionInvoker>() ??
Resolver.GetService<IActionInvoker>() ??
new AsyncControllerActionInvoker();
}

ActionInvoker与ControllerDescriptor/ActionDescriptor的关系图如下：

由此可以看出Controller选择IActionInvoker的机制是这样的：

1、通过当前的DependencyResolver以IAsyncActionInvokerFactory接口去获取注册的ActionInvoker工厂类，如果返回对象不为Null，则将其CreateInstance方法的返回值作为默认的ActionInvoker。

2、通过当前的DependencyResolver以IActionInvokerFactory接口去获取注册的ActionInvoker工厂类，如果返回对象不为Null，则将其CreateInstance方法的返回值作为默认的ActionInvoker。

3、通过当前的DependencyResolver以IAsyncActionInvoker接口去获取注册的ActionInvoker，如果返回对象不为Null，则将其作为默认的ActionInvoker。

4、通过当前的DependencyResolver以IActionInvoker接口去获取注册的ActionInvoker，如果返回对象不为Null，则将其作为默认的ActionInvoker。

5、创建AsyncControllerActionInvoker对象作为默认的ActionInvoker。

获取到ActionInvoker后，就会执行InvokeAction方法（异步的是BeginInvokeAction/EndInvokeAction）,方法中会根据controllerContext先获取ControllerDescriptor、然后根据controllerContext和ActionName通过ControllerDescriptor.FindAction方法获取ActionDescriptor(获取过程中需要通过Action选择器来过滤匹配Action，选择器包含ActionNameSelectorAttribute、ActionMethodSelectorAttribute，具体下面会有描述)，获取到ActionDescriptor之后，开始执行Action的筛选器（IActionFilter、IAuthorizationFilter、IExceptionFilter、IResultFilter），在通过ControllerDescriptor获取到ActionDescriptor之后，ActionInvoker会获取到所有的筛选器特性（FilterAttribute），按照四种类别存储在FilterInfo类的四个属性中（ActionFilters、AuthorizationFilters、ExceptionFilters、ResultFilters），然后开始循环验证AuthorizationFilters，（如果其中一个验证没有通过，就立即退出Action后续的执行，根据Result响应回复客户端），如果验证通过后，开始验证IActionFilter（这里看的比较饶人，因为要依次构建一个环环相扣的执行树，而这个树是从执行方向的尾部先构建的，所以为了保证执行顺序不反转就要先反转Filter，然后通过Aggregate方法循环Filte列表，再为每一个Filter建立lamda表达式层层组建为一个嵌套的Fun委托，最后再执行这个组建完成的委托，当其中某一个Filter验证失败的时候，就不再继续执行下一层的Fliter，直接返回Filter的验证失败Result），IActionFilter有两个方法，一个是开始执行Action前执行的方法OnActionExecuting，一个是执行完Action后执行的方法OnActionExecuted，验证不通过将不会执行OnActionExecuted方法。验证过所有的IActionFilter之后（Action也执行了并返回了Result）就开始验证IResultFilter，IResultFilter也要分OnResultExecuting和OnResultExecuted方法大致和IActionFilter差不多。

执行三种筛选器和Action的时候有任何异常，都会被try/catch捕捉到，并开始执行IExceptionFilter筛选器，此筛选器和IAuthorizationFilter差不多。

（需要研究的是ActionResult的执行过程）

ControllerDescriptor与ActionDescriptor之间的关系

ControllerDescriptor、ControllerDescriptor详解

 首先是抽象类型的ControllerDescriptor：

 public abstract class ControllerDescriptor : ICustomAttributeProvider
   {
        public virtual object[] GetCustomAttributes(bool inherit);
       public virtual object[] GetCustomAttributes(Type attributeType, bool inherit);
       public virtual bool IsDefined(Type attributeType, bool inherit);
        public virtual IEnumerable<FilterAttribute> GetFilterAttributes(bool useCache);
   	//获取指定Action,如果Action上应用了ActionNameSelectorAttribute特性（实现类
	//ActionNameAttribute），则会根据特性的IsValidName方法的返回值来匹配
        public abstract ActionDescriptor FindAction(ControllerContext controllerContext, string actionName);
	//返回此Controller中所有的Action描述类
	//（仅限于公有实例方法，但是从.Controller中继承下来的方法除外）
        public abstract ActionDescriptor[] GetCanonicalActions();
 
      public virtual string ControllerName { get; }
      public abstract Type ControllerType { get; }
      public virtual string UniqueId { get; }
  }
  //此类用来获取Controller上的所有自定义特性或指定类型的特性
  public interface ICustomAttributeProvider
  {
      object[] GetCustomAttributes(bool inherit);
      object[] GetCustomAttributes(Type attributeType, bool inherit);
 //判断指定类型是否应用在Controller上
      bool IsDefined(Type attributeType, bool inherit);
  }

ControllerDescriptor的默认实现类有两个，这两个都是通过反射的方式解析用于描述Controller的元数据：ReflectedControllerDescriptor、ReflectedAsyncControllerDescriptor，这两个类的区别就在FindAction和GetCanonicalActions两个方法，主要区别在于ReflectedControllerDescriptor是通过反射匹配ActionName而ReflectedAsyncControllerDescriptor要处理ActionName后面的{ActionName}Async和{ActionName}Complete的后缀。

抽象类型ActionDescriptor（Execute方法要深入研究一下）:

public abstract class ActionDescriptor : ICustomAttributeProvider
   {
	//这三个方法同ControllerDescriptor
       public virtual object[] GetCustomAttributes(bool inherit);
       public virtual object[] GetCustomAttributes(Type attributeType,  bool inherit);
       public virtual bool IsDefined(Type attributeType, bool inherit);
 
       public virtual IEnumerable<FilterAttribute> GetFilterAttributes( bool useCache);
      //Action需要接受的所有参数的描述
       public abstract ParameterDescriptor[] GetParameters();
	//Action方法的执行
       public abstract object Execute(ControllerContext controllerContext,  IDictionary<string, object> parameters);

//ActionSelector用于选择Action，可以自定义选择器（实现ActionMethodSelectorAttribute类）然后

//以特性的方式应用在Action上，如Post Get请求分开的Action，就是通过选择器来实现的。值得注意的是，

//Action的别名选择器特性ActionNameSelectorAttribute的匹配优先于

//ActionMethodSelectorAttribute选择器，虽然优先，但是结果还是会被

//ActionMethodSelectorAttribute选择器过滤

     public virtual ICollection<ActionSelector> GetSelectors();
//Action筛选器，总共有四种筛选器IActionFilter、IAuthorizationFilter、IExceptionFilter
//IResultFilter（需要继续深入研究）
      public virtual FilterInfo GetFilters();   
 
      public abstract string ActionName { get; }
      public abstract ControllerDescriptor ControllerDescriptor { get; }
      public virtual string UniqueId { get; }
  }

 抽象类ActionDescriptor的实现类：ReflectedActionDescriptor普通Action、ReflectedAsyncActionDescriptor是XxxAsync/XxxCompleted异步Action、TaskAsyncActionDescriptor是返回类型为Task的Action