ASP.NET 開發必備知識點(1):如何讓Asp.net網站運行在自定義的Web服務器上


一、前言

  大家都知道,在之前,我們Asp.net 的網站都只能部署在IIS上,並且IIS也只存在於Windows上,這樣Asp.net開發的網站就難以做到跨平台。由於微軟的各項技術的開源,所以微軟自然要對跨平台做出支持的。OWIN技術就可以使得Web 服務器不再依賴於IIS,從而使得Asp.net 網站不再依賴於Windows。是不是有了OWIN,就不需要安裝MONO就可以實現跨平台呢?顯然不是,有了OWIN要實現跨平台還是要依賴與MONO,因為MONO提供了在Liunx環境下.NET代碼的運行環境,而OWIN只是分離了Web應用程序與Web Server之間的緊耦合罷了

二、使Asp.net網站跨平台成為可能的機制——OWIN

   前面我們已經引出了使得Asp.net網站跨平台成為可能的機制就是OWIN,下面讓我們具體看看什么是OWIN。

  OWIN全稱是——Open Web Interface For .NET。從名字上可以看出,它是一套接口定義,它完整定義如下:

  OWIN在.NET Web Servers與Web Application之間定義了一套標准接口,OWIN的目標是用於解耦Web Server和Web Application。基於此標准,鼓勵開發者開發簡單、靈活的模塊,從而推進.NET Web Development開源生態系統的發展。

  至於為什么需要OWIN,在前面部分已經介紹過了,就是為了使得Web Application和Web Server解耦,這樣就可以使得Asp.net 網站不再依賴與IIS Web Server,從而就不會緊耦合與Windows 操作系統了。(看到這里,你是不是和我學習OWIN有一樣的疑問呢?問題是:之前沒有OWIN規范不是照樣可以通過Mono來實現asp.net 網站的跨平台嗎?現在還需要OWIN干什么的?)

  對於這個上面的疑問,我后面給出答案。既然OWIN是一套規范,則自然有它定義規范了。OWIN規范中定義了4個組件:

  Host:主要負責托管應用程序的進程,可以是IIS,也可以自己寫的程序等。主要用來啟動,加載OWIN組件,以及合理地管理它們。

  Server:指的實際的Web Server,負責綁定套接字並對Http請求進行監聽,將Request和ReponsedeBody、Header封裝成服務OWIN規范的字典並發送到OWIN Middleware Pipeline中進行處理。

  Middleware:這個中間件就是用來在OWIN管道中處理請求的組件(可以把它想象成一個自定義的Http Module),它會被注冊到Owin管道中一起處理Http request。

  Application:這個就是我們自己開發的應用程序,或者是網站。

   應用程序代理(Application Delegate)

  Owin規范另一個重要的組成部分是接口的定義,它通過將服務器與應用程序之間的交互歸納為一個方法簽名,稱之為“應用程序代理”(Applacation Delegate)。具體定義如下:

AppFunc = Func<IDictionary<string, object>, Task>;

  上面委托的定義中第一參數稱為環境字典,而第二個參數Task指的異步執行的方法。之前我們通過HttpContext對象來獲得request、Response等對象,基於Owin的應用是通過這個環境字典來獲得相應的對象。有了Owin之后,我們就不再與Asp.net管道打交道了,取而代之則是Owin管道。

  Microsoft對OWIN規范的實現——Katana

  既然OWIN是一套規范,自然就有其具體的實現,微軟根據OWIN規范在Windows下實現了Katana(武士刀)。其開源地址:http://katanaproject.codeplex.com/

  Katana實現了OWIN的4個組件。

  1)Host: Kataba為我們提供了3種Host的選擇:

  • IIS:使用IIS是最簡單和向后兼容方式。在這種場景中OWIN管道通過標准的HttpModule和HttpHandler啟動。使用此Host你必須使用System.Web作為OWIN Server
  • Custom Host: 你也可以選擇創建一個自定義宿主來托管應用程序
  • OwinHost:Katana自己實現了宿主程序——OwinHost.exe。我們可以利用該宿主來宿主我們的應用程序。

  2)Server: Katana對Owin Server的實現提供如下幾類實現:

  • System.Web: System.Web與IIS兩者彼此耦合,當你選擇使用System.Web作為Server,此時必須選擇IIS為宿主。
  • HttpListener:這是OwinHost.exe和定義Host默認的Server。
  • WebListener:這是ASP.NET vNext默認的輕量級Server。它目前無法使用在Katana張。

  3) Middleware: 中間件(Middleware)用來處理Pipeline中的請求。Middleware是Owin Pipeline中處理請求的單元,它可以是Log組件,也可以是Asp.net Web API、SignlR等組件。

  4)Application:應用程序的實現代碼,可以為Asp.net MVC站點,也可以為Asp.net Web API和SignalR具體的應用實現。

  Katana,它只能夠運行在Windows中,使得在Windows環境下,我們的Asp.net 網站不完全依賴於IIS;而在Liunx環境下也有OWIN規范的具體實現,就是Jexus Web Server(簡稱JWS)。所以,我們可以利用Mono+OWIN+Jexus在Liunx環境下部署我們的Asp.net站點,具體部署參考:ASP.NET Linux部署(2) - MS Owin + WebApi + Mono + Jexus

  到這里,你們還記得我文章開頭的疑問嗎?大家應該都知道,在OWIN規范出現之前,我們就已經可以利用Mono來講我們的Asp.net 站點部署在Liunx環境下了,之前采用的部署方式是:Mono+Apache/nginx + XSP2。具體部署請參考:Linux下的.NET之旅:第一站,CentOS+Mono+Xsp構建最簡單的ASP.NET服務器。既然以前也可以實現Asp.net 網站在liunx環境下部署,則利用Owin的實現Jexus自然就有其優勢,不能也就沒有其存在的意義了,這里就涉及到Mono Xsp與基於Owin實現Jexus的一個對比:  

  Mono Xsp 和Jexus有什么區別呢:

  1. 速度方面: 對於ASP.NET網頁,大壓力訪問時Jexus處理速度更快; 對於靜態文件,Jexus遠快於XSP,而且對磁盤的要求和影響小N倍;
  2. 功能方面:   XSP是以ASP.NET測試工作開發的,功能單調,而Jexus是作為生產環境使用的真實的WEB服務開發的,功能全面,因此,xsp與Jexus在功能上可比性
  3. 穩定性方面: Jexus有良好的容錯和自動糾錯能力,可以長期不間斷運行,而XSP是單進程程序,沒有任何自動糾錯機制,無法保持不間斷運行。
  4. 安全性方面: Jexus有關鍵的入侵檢測功能,XSP沒有任何安全檢測功能,沒有可比性;
  5. 多站點支持: XSP支持一站,Jexus支持任意多網站。

  更詳細內容請參考:http://www.cnblogs.com/alsw/p/3255984.html

三、使用IIS托管Katana-based Asp.net網站

  因為Katana為了向后兼容,依然支持IIS作為宿主,下面通過一個例子看看如何將Asp.net 站點托管在Katana-based的IIS中。

  1. 創建一個空的Web Application:

 

  2. 從Nuget中添加 Microsoft.Owin.Host.SystemWeb包

  3. 添加OWIN Startup類,並添加如下代碼在Startup1.Configuration方法中:

public void Configuration(IAppBuilder app)
    {
        // 有關如何配置應用程序的詳細信息,請訪問 http://go.microsoft.com/fwlink/?LinkID=316888
        app.Run(context => { context.Response.ContentType = "text/plain"; return context.Response.WriteAsync("Hello, world."); });
    }

  按F5運行,你將看到瀏覽器中打印出“Hello, world”的字樣。

  雖然同樣是托管在IIS,但是所有的請求都會被OWIN來處理。Kanata除了支持IIS托管外,還支持自定義宿主,接下來介紹就是通過創建一個控制台程序來宿主Web 應用程序。

 

 

四、利於Microsoft.Owin.Host.HttpListener實現自寄宿

   OWIN目標就是使得Web Server與Web Application解耦,接下來就具體看看如何將Web應用程序實現自我宿主。

  1. 首先創建一個控制台應用程序

  2. 通過Nuget安裝Microsoft.Owin.Hosting和Microsoft.Owin.HttpListener包

  3. 創建OWIN Startup類,該類的具體實現代碼:

 public void Configuration(IAppBuilder app)
        {
            // 有關如何配置應用程序的詳細信息,請訪問 http://go.microsoft.com/fwlink/?LinkID=316888
            app.Run(context =>
            {
                context.Response.ContentType = "text/plain";
                return context.Response.WriteAsync("Hello, this is Self host");
            });
        }

  4. 在Main方法中加入下面代碼來啟動我們的網站:

static void Main(string[] args)
        {
            using (WebApp.Start<Startup>(
            new StartOptions(url: "http://localhost:8888")))
            {
                Console.ReadLine();
            }

            Console.ReadLine();
        }

  運行該控制台程序,然后在瀏覽器中輸入“http://localhost:8888/”將看到如下界面:

  當然,Katana還支持OwinHost.exe程序來進行宿主,其實現步驟如下所示:

  1. 創建一個空的Web應用程序

  2. 通過Nuget安裝OwinHost包

  3. 添加OWIN Startup類,並添加如下代碼:

 public void Configuration(IAppBuilder app)
        {
            // 有關如何配置應用程序的詳細信息,請訪問 http://go.microsoft.com/fwlink/?LinkID=316888
            app.Run(context =>
            {
                context.Response.ContentType = "text/plain"; return context.Response.WriteAsync("Hello, This is host in OwinHost.exe.");
            });
        }

  4. 設置Web應用程序屬性,將宿主從IIS Express更改為OwinHost。具體設置如下圖所示:

  然后運行該網站,你將在瀏覽器中看到“Hello, This is host in OwinHost.exe.”的字樣。

五、讓Asp.net網站運行在定義的Web服務器上

  前面我們簡單應用了Kanata支持的三種宿主方式。但如果我們想將我們的Asp.net 網站運行到自定義的Web 服務器上該怎么辦呢?朋友們,你們是否還記到,我在C#網絡編程系列中,已經實現一個輕量的Web 服務器了。既然OWIN規范可以使得我們可以將Asp.net網站不再依賴於IIS Web 服務器,那自然我們就可以通過自定義Web 服務器,然后讓Asp.net運行在我們自定義的Web 服務器上了。接下來讓我們具體看看,如何實現Asp.net網站運行在我們自定義的Web 服務器上的。

  1. 首先自定義Web 服務器。具體的實現代碼如下所示:

 

    using System.Net;
    using System.Net.Sockets;
    using AppFunc = Func<IDictionary<string, object>, Task>;

    public class CustomServer
    {
        public CustomServer()
        {
            // Create a configurable instance
        }

        public void Start(AppFunc next, IList<IDictionary<string, object>> addresses)
        {
            
            // 獲得本機的Ip地址,即127.0.0.1
            IPAddress localaddress = IPAddress.Loopback;

            // 創建可以訪問的斷點,49155表示端口號,如果這里設置為0,表示使用一個由系統分配的空閑的端口號
            IPEndPoint endpoint = new IPEndPoint(localaddress, 8888);

            // 創建Tcp 監聽器
            TcpListener tcpListener = new TcpListener(endpoint);

            // 啟動監聽
            tcpListener.Start();
            Console.WriteLine("Wait an connect Request...");
            while (true)
            {
                // 等待客戶連接
                TcpClient client = tcpListener.AcceptTcpClient();
                if (client.Connected == true)
                {
                    // 輸出已經建立連接
                    Console.WriteLine("Created connection");
                }

                // 獲得一個網絡流對象
                // 該網絡流對象封裝了Socket的輸入和輸出操作
                // 此時通過對網絡流對象進行寫入來返回響應消息
                // 通過對網絡流對象進行讀取來獲得請求消息
                NetworkStream netstream = client.GetStream();
                // 把客戶端的請求數據讀入保存到一個數組中
                byte[] buffer = new byte[2048];

                int receivelength = netstream.Read(buffer, 0, 2048);
                string requeststring = Encoding.UTF8.GetString(buffer, 0, receivelength);

                // 在服務器端輸出請求的消息
                Console.WriteLine(requeststring);

                // 服務器端做出相應內容
                // 響應的狀態行
                string statusLine = "HTTP/1.1 200 OK\r\n";
                byte[] responseStatusLineBytes = Encoding.UTF8.GetBytes(statusLine);
                string responseBody = "<html><head><title>Default Page</title></head><body><p style='font:bold;font-size:24pt'>Welcome my custom server</p></body></html>";
                string responseHeader =
                    string.Format(
                        "Content-Type: text/html; charset=UTf-8\r\nContent-Length: {0}\r\n", responseBody.Length);

                byte[] responseHeaderBytes = Encoding.UTF8.GetBytes(responseHeader);
                byte[] responseBodyBytes = Encoding.UTF8.GetBytes(responseBody);

                // 寫入狀態行信息
                netstream.Write(responseStatusLineBytes, 0, responseStatusLineBytes.Length);
                // 寫入回應的頭部
                netstream.Write(responseHeaderBytes, 0, responseHeaderBytes.Length);
                // 寫入回應頭部和內容之間的空行
                netstream.Write(new byte[] { 13, 10 }, 0, 2);

                // 寫入回應的內容
                netstream.Write(responseBodyBytes, 0, responseBodyBytes.Length);

                // 關閉與客戶端的連接
                client.Close();
                Console.ReadKey();
                break;
            }

            // 關閉服務器
            tcpListener.Stop();
        }
    }

 using AppFunc = Func<IDictionary<string, object>, Task>;

    public static class OwinServerFactory
    {
        /// <summary>
        /// Optional. This gives the server the chance to tell the application about what capabilities are supported.
        /// </summary>
        /// <param name="properties"></param>
        public static void Initialize(IDictionary<string, object> properties)
        {
            // TODO: Add Owin.Types.BuilderProperties for setting capabilities, etc..


            // Consider adding a configurable object to the properties if the application needs to set some specific server settings.
            properties[typeof(CustomServer).FullName] = new CustomServer();
        }

        public static CustomServer Create(AppFunc app, IDictionary<string, object> properties)
        {
            object obj;

            // Get the user configured server instance, if any.
            CustomServer server = null;
            if (properties.TryGetValue(typeof(CustomServer).FullName, out obj))
            {
                server = obj as CustomServer;
            }
            server = server ?? new CustomServer();

            // Get the address collection
            IList<IDictionary<string, object>> addresses = null;
            if (properties.TryGetValue("host.Addresses", out obj))
            {
                addresses = obj as IList<IDictionary<string, object>>;
            }

            server.Start(app, addresses);

            return server;
        }
    }

  2. 創建一個控制台應用程序來對Web應用程序進行自我宿主。

  3. 通過Nuget添加“Microsoft.Owin.Hosting”包

  4. 添加OWIN Startup類

  5. 往Main方法中添加下面代碼:

 

 static void Main(string[] args)
        {
            using (WebApp.Start<Startup>(
            new StartOptions(url: "http://localhost:8888") { ServerFactory = "CustomWebServer" }))
            {
                Console.WriteLine("Started, Press any key to stop.");
                Console.ReadLine();
                Console.WriteLine("Stopped");
            }
        }

 

  此時,運行該控制台程序,然后在瀏覽器中輸入“localhost:8888”,你將看到如下結果:

  到此,我們已經將Asp.net站點運行在我們自定義的Web 服務器上了。

六、總結

   到這里,關於OWIN的介紹就到此結束了,接下來將介紹Asp.net最新的用戶權限管理:Asp.net Identity的相關內容。

  本文的所有源碼下載:OWINDemo

 


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