ASP.NET與IIS是緊密聯系的,由於IIS6.0與IIS7.0的工作方式的不同,導致ASP.NET的工作原理也發生了相應的變化。
IIS6(IIS7的經典模式)與IIS7的集成模式的不同
IIS6的運行過程:
分析上圖可知:
在 User Mode 下,http.sys 接收到 http request,然后它會根據 IIS 中的 Metabase 查看基於該 Request 的 Application 屬於哪個 Application Pool, 如果該 Application Pool 不存在,則創建之。否則直接將 request 發到對應 Application Pool 的 Queue中。每個 Application Pool 對應着一個 Worker Process — w3wp.exe,(運行在 User Mode 下)。
在 IIS Metabase 中維護着 Application Pool 和 Worker Process 的Mapping。WAS(Web Administrative Service)根據這樣一個 mapping,將存在於某個 Application Pool Queue 的 request 傳遞到對應的 Worker Process (如果沒有,就創建這樣一個進程)。在 Worker Process 初始化的時候,加載 ASP.NET ISAPI,ASP.NET ISAPI 進而加載 CLR。最后通過 AppManagerAppDomainFactory 的 Create 方法為 Application 創建一個 Application Domain;通過 ISAPIRuntime 的 ProcessRequest 處理 Request,進而將流程進入到 ASP.NET Http Runtime Pipeline。
幾個知識點:
- HTTP.SYS:(Kernel)的一個組件,它負責偵聽(Listen)來自於外部的HTTP請求,根據請求的URL將其轉發給相應的應用程序池 (Application Pool)。當此HTTP請求處理完成時,它又負責將處理結果發送出去.為了提供更好的性能,HTTP.SYS內部建立了一個緩沖區,將最近的HTTP請求處理結果保存起來。
- Application Pool: IIS總會保持一個單獨的工作進程:應用程序池。所有的處理都發生在這個進程里,包括ISAPI dll的執行。對於IIS6而言,應用程序池是一個重大的改進,因為它們允許以更小的粒度控制一個指定進程的執行。你可以為每一個虛擬目錄或者整個Web 站點配置應用程序池,這可以使你很容易的把每一個應用程序隔離到各自的進程里,這樣就可以把它與運行在同一台機器上其他程序完全隔離。從Web處理的角度看,如果一個進程死掉,至少它不會影響到其它的進程。
當應用程序池接收到HTTP請求后,交由在此應用程序池中運行的工作者進程Worker Process: w3wp.exe來處理此HTTP請求。 - Worker Process: 當工作者進程接收到請求后,首先根據后綴找到並加載對應的ISAPI擴展 (如:aspx 對應的映射是aspnet_isapi.dll),工作者進程加載完aspnet_isapi.dll后,由aspnet_isapi.dll負責加載 ASP.NET應用程序的運行環境即CLR (.NET Runtime)。
Worker Process運行在非托管環境,而.NET中的對象則運行在托管環境之上(CLR),它們之間的橋梁就是ISAPI擴展。 - WAS(Web Admin Service):這是一個監控程序,它一方面可以存取放在InetInfo元數據庫(Metabase)中的各種信息,另一方面也負責監控應用程序池(Application Pool)中的工作者進程的工作狀態況,必要時它會關閉一個老的工作者進程並創建一個新的取而代之。
IIS7的運行過程:
分析上圖可知:
1、當客戶端瀏覽器開始 HTTP 請求一個WEB 服務器的資源時,HTTP.sys 攔截到這個請求。
2、HTTP.sys 聯系 WAS 獲取配置信息。
3、WAS 向配置存儲中心(applicationHost.config)請求配置信息。
4、WWW 服務接收到配置信息,配置信息指類似應用程序池配置信息,站點配置信息等等。
5、WWW 服務使用配置信息去配置 HTTP.sys 處理策略。
6、WAS為請求創建一個進程(如果不存在的話)。
7、工作者進程處理請求並對HTTP.sys做出響應。
8、客戶端接受到處理結果信息。
除了IIS的整體運行方式不同之外,IIS7相比IIS6最大的不同之處在於它提供了兩種應用程序池管道模式:
經典模式:是與IIS 6或者之前版本保持兼容的一種模式,一個典型問題就是,在處理ASP.NET這種動態網站的時候,它是通過一個所謂的ISAPI程序,作為插件的方式來工作的。針對不同的動態應用程序(例如ASP,PHP等),會需要不同的ISAPI(Internet Server Application Programe Interface,互聯網服務器應用程序接口)。如圖,在IIS中,打開“處理程序映射”,可以看到aspx類型頁面的處理程序為aspnet_isapi.dll。
下圖展示了IIS7經典模式與IIS6的應用程序池管道模式運行原理,針對不同的請求,會指定不同的ISAPI(dll)進行處理:
集成模式:asp.net不再像IIS6一樣只限定於aspnet_isapi.dll中,而是被解放出來,從IIS接收到HTTP請求開始,即進入asp.net的控制范圍,asp.net可以存在於一個請求在IIS中各個處理階段。允許我們將ASP.NET更好地與IIS集成,甚至允許我們在ASP.NET中編寫一些功能(例如Module)來改變IIS的行為(擴 展)。集成的好處是,不再通過ISAPI的方式,提高了速度和穩定性。至於擴展,則可以使得我們對於IIS,以及其他類型的請求有更多的控制。(例如,我 們希望靜態網頁也具備一些特殊的行為)。如圖
如下圖在IIS7集成模式中,打開處理程序映射,可以看到aspx類型頁面所對應的不再是一個dll,而是一個類型。
總結與擴展:
對於處理ASP.NET應用程序而言,IIS6及IIS7的經典模式需要aspnet_isapi.dll來處理,而IIS7集成模式不需要aspnet_isapi.dll來處理,而可以直接根據文件擴展名找到相應的處理程序接口。例如aspx的處理程序是System.Web.UI.PageHandlerFactory類型。
介紹完IIS的工作原理,來看一下ASP.NET內部的運行機制。
首先看一下IIS處理模型:
上面介紹IIS工作原理時,已經介紹了從發起HTTP請求,到響應請求的過程,這里主要介紹當請求到達.NET Runtime之后,.NET運行時所發生的一系列工作。
先看如下的.NET運行時工作序列圖:
1.HTTP請求進入Web服務器后,首先由HTTP.SYS來判斷請求的頁面是否存在,如果存在的話將把請求信息轉交給.NET Runtime。在這部分實際是完成兩個步驟,在將請求轉交給.NET Runtime的同時將請求信息封存在HTTPWorkRequest類中供其它步驟調用。HttpWorkRequest類在以后的操作中至關重要,它第一次將Http請求信息轉換為類信息。
2.當請求到達.NET Runtime后,接下來的操作將會在托管環境中完成,這時請求就真正進入了.NET中,對請求信息的操作是由.NET的底層類庫來實現。首先.NET Runtime將會針對請求信息做兩個動作,一是准備HostingEnvironment;二是調用ApplicationManager類為HTTP請求動態的分配AppDomain,並把處理權交給AppDomain。
3.HTTP請求進入AppDomain后,將由對象ISAPIRuntime來接管,一方面經方法ProcessRequest()得到HttpWorkerRequest對象,另一方面由方法StartProcessing()生成HttpRuntime對象,接下來把處理權交給了HttpRuntime(HttpWorkerRequest對象將作為HttpRuntime方法中的參數被使用)。
4.HTTPRuntime接收到Http請求后,方法ProcessRequest處理請求。將對第1步中的HTTPWorkRequest類中的信息進行操作,具體的實現由ProcessRequest方法實現。內部代碼如下:
[AspNetHostingPermission(SecurityAction.Demand, Level=AspNetHostingPermissionLevel.Medium)] public static void ProcessRequest(HttpWorkerRequest wr) { if (wr == null) { throw new ArgumentNullException("wr"); } if (UseIntegratedPipeline) { throw new PlatformNotSupportedException(System.Web.SR.GetString("Method_Not_Supported_By_Iis_Integrated_Mode", new object[] { "HttpRuntime.ProcessRequest" })); } ProcessRequestNoDemand(wr); } internal static void ProcessRequestNoDemand(HttpWorkerRequest wr) { RequestQueue queue = _theRuntime._requestQueue; if (queue != null) { wr = queue.GetRequestToExecute(wr); } if (wr != null) { CalculateWaitTimeAndUpdatePerfCounter(wr); wr.ResetStartTime(); ProcessRequestNow(wr); } } internal static void ProcessRequestNow(HttpWorkerRequest wr) { _theRuntime.ProcessRequestInternal(wr); }
5.在HttpRunTime中經過一系列的驅動后,將會在ProcessRequestInternal方法中為Http請求分配應用程序。在這一步中還將創建HttpContext對象。
context = new HttpContext(wr, false); // 基於HttpWorkerRequest生成HttpContext IHttpHandler applicationInstance = HttpApplicationFactory.GetApplicationInstance(context); // 得到HttpApplication handler2.BeginProcessRequest(context, this._handlerCompletionCallback, context); // 由HttpApplication處理請求
6.經過步驟5后HTTP請求信息才由基本信息轉交給了Asp.net中的各個對象。接下來的操作會觸發一些列的管道事件,這時的請求才真正轉到HttpModule和HttpHandler中。
接下來我們看看常說的管道事件的創建過程:
internal override void BuildSteps(WaitCallback stepCallback) { ArrayList steps = new ArrayList(); HttpApplication app = base._application; bool flag = false; UrlMappingsSection urlMappings = RuntimeConfig.GetConfig().UrlMappings; flag = urlMappings.IsEnabled && (urlMappings.UrlMappings.Count > 0); steps.Add(new HttpApplication.ValidatePathExecutionStep(app)); if (flag) { steps.Add(new HttpApplication.UrlMappingsExecutionStep(app)); } app.CreateEventExecutionSteps(HttpApplication.EventBeginRequest, steps); app.CreateEventExecutionSteps(HttpApplication.EventAuthenticateRequest, steps); app.CreateEventExecutionSteps(HttpApplication.EventDefaultAuthentication, steps); app.CreateEventExecutionSteps(HttpApplication.EventPostAuthenticateRequest, steps); app.CreateEventExecutionSteps(HttpApplication.EventAuthorizeRequest, steps); app.CreateEventExecutionSteps(HttpApplication.EventPostAuthorizeRequest, steps); app.CreateEventExecutionSteps(HttpApplication.EventResolveRequestCache, steps); app.CreateEventExecutionSteps(HttpApplication.EventPostResolveRequestCache, steps); steps.Add(new HttpApplication.MapHandlerExecutionStep(app)); app.CreateEventExecutionSteps(HttpApplication.EventPostMapRequestHandler, steps); app.CreateEventExecutionSteps(HttpApplication.EventAcquireRequestState, steps); app.CreateEventExecutionSteps(HttpApplication.EventPostAcquireRequestState, steps); app.CreateEventExecutionSteps(HttpApplication.EventPreRequestHandlerExecute, steps); steps.Add(new HttpApplication.CallHandlerExecutionStep(app)); //調用HttpHandler app.CreateEventExecutionSteps(HttpApplication.EventPostRequestHandlerExecute, steps); app.CreateEventExecutionSteps(HttpApplication.EventReleaseRequestState, steps); app.CreateEventExecutionSteps(HttpApplication.EventPostReleaseRequestState, steps); steps.Add(new HttpApplication.CallFilterExecutionStep(app)); app.CreateEventExecutionSteps(HttpApplication.EventUpdateRequestCache, steps); app.CreateEventExecutionSteps(HttpApplication.EventPostUpdateRequestCache, steps); this._endRequestStepIndex = steps.Count; app.CreateEventExecutionSteps(HttpApplication.EventEndRequest, steps); steps.Add(new HttpApplication.NoopExecutionStep()); this._execSteps = new HttpApplication.IExecutionStep[steps.Count]; steps.CopyTo(this._execSteps); this._resumeStepsWaitCallback = stepCallback; }
管道事件請求序列圖如下: