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ASP.NET是如何在IIS下工作的

ASP.NET與IIS是緊密聯系的,由于IIS6.0與IIS7.0的工作方式的不同,導緻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的內建模式的不同

IIS6的運作過程:

ASP.NET是如何在IIS下工作的

分析上圖可知:

    在 User Mode 下,http.sys 接收到 http request,然後它會根據 IIS 中的 Metabase 檢視基于該 Request 的 Application 屬于哪個 Application Pool, 如果該 Application Pool 不存在,則建立之。否則直接将 request 發到對應 Application Pool 的 Queue中。每個 Application Pool 對應着一個 Worker Process — w3wp.exe,(運作在 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,将存在于某個 Application Pool Queue 的 request 傳遞到對應的 Worker Process (如果沒有,就建立這樣一個程序)。在 Worker Process 初始化的時候,加載 ASP.NET ISAPI,ASP.NET ISAPI 進而加載 CLR。最後通過 AppManagerAppDomainFactory 的 Create 方法為 Application 建立一個 Application Domain;通過 ISAPIRuntime 的  ProcessRequest 處理 Request,進而将流程進入到 ASP.NET Http Runtime Pipeline。

   幾個知識點:

HTTP.SYS:(Kernel)的一個元件,它負責偵聽(Listen)來自于外部的HTTP請求,根據請求的URL将其轉發給相應的應用程式池 (Application Pool)。當此HTTP請求處理完成時,它又負責将處理結果發送出去.為了提供更好的性能,HTTP.SYS内部建立了一個緩沖區,将最近的HTTP請求處理結果儲存起來。

Application Pool:  IIS總會保持一個單獨的工作程序:應用程式池。所有的處理都發生在這個程序裡,包括ISAPI dll的執行。對于IIS6而言,應用程式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程序的執行。你可以為每一個虛拟目錄或者整個Web 站點配置應用程式池,這可以使你很容易的把每一個應用程式隔離到各自的程序裡,這樣就可以把它與運作在同一台機器上其他程式完全隔離。從Web處理的角度看,如果一個程序死掉,至少它不會影響到其它的程序。

當應用程式池接收到HTTP請求後,交由在此應用程式池中運作的工作者程序Worker Process: w3wp.exe來處理此HTTP請求。

Worker Process: 當工作者程序接收到請求後,首先根據字尾找到并加載對應的ISAPI擴充 (如:aspx 對應的映射是aspnet_isapi.dll),工作者程序加載完aspnet_isapi.dll後,由aspnet_isapi.dll負責加載 ASP.NET應用程式的運作環境即CLR (.NET Runtime)。

Worker Process運作在非托管環境,而.NET中的對象則運作在托管環境之上(CLR),它們之間的橋梁就是ISAPI擴充。

WAS(Web Admin Service):這是一個監控程式,它一方面可以存取放在InetInfo中繼資料庫(Metabase)中的各種資訊,另一方面也負責監控應用程式池(Application Pool)中的工作者程序的工作狀态況,必要時它會關閉一個老的工作者程序并建立一個新的取而代之。

IIS7的運作過程:

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    1、當用戶端浏覽器開始 HTTP 請求一個WEB 伺服器的資源時,HTTP.sys 攔截到這個請求。

    2、HTTP.sys 聯系 WAS 擷取配置資訊。

    3、WAS 向配置存儲中心(applicationHost.config)請求配置資訊。

    4、WWW 服務接收到配置資訊,配置資訊指類似應用程式池配置資訊,站點配置資訊等等。

    5、WWW 服務使用配置資訊去配置 HTTP.sys 處理政策。

    6、WAS為請求建立一個程序(如果不存在的話)。

    7、工作者程序處理請求并對HTTP.sys做出響應。

    8、用戶端接受到處理結果資訊。

除了IIS的整體運作方式不同之外,IIS7相比IIS6最大的不同之處在于它提供了兩種應用程式池管道模式:

經典模式:是與IIS 6或者之前版本保持相容的一種模式,一個典型問題就是,在處理ASP.NET這種動态網站的時候,它是通過一個所謂的ISAPI程式,作為插件的方式來工作的。針對不同的動态應用程式(例如ASP,PHP等),會需要不同的ISAPI(Internet Server Application Programe Interface,網際網路伺服器應用程式接口)。如圖,在IIS中,打開“處理程式映射”,可以看到aspx類型頁面的處理程式為aspnet_isapi.dll。

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下圖展示了IIS7經典模式與IIS6的應用程式池管道模式運作原理,針對不同的請求,會指定不同的ISAPI(dll)進行處理:

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內建模式:asp.net不再像IIS6一樣隻限定于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的控制範圍,asp.net可以存在于一個請求在IIS中各個處理階段。允許我們将ASP.NET更好地與IIS內建,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)。內建的好處是,不再通過ISAPI的方式,提高了速度和穩定性。至于擴充,則可以使得我們對于IIS,以及其他類型的請求有更多的控制。(例如,我 們希望靜态網頁也具備一些特殊的行為)。如圖

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如下圖在IIS7內建模式中,打開處理程式映射,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。

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總結與擴充:

對于處理ASP.NET應用程式而言,IIS6及IIS7的經典模式需要aspnet_isapi.dll來處理,而IIS7內建模式不需要aspnet_isapi.dll來處理,而可以直接根據檔案擴充名找到相應的處理程式接口。例如aspx的處理程式是System.Web.UI.PageHandlerFactory類型。

介紹完IIS的工作原理,來看一下ASP.NET内部的運作機制。

首先看一下IIS處理模型:

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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,這裡主要介紹當請求到達.NET Runtime之後,.NET運作時所發生的一系列工作。

先看如下的.NET運作時工作序列圖:

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1.HTTP請求進入Web伺服器後,首先由HTTP.SYS來判斷請求的頁面是否存在,如果存在的話将把請求資訊轉交給.NET Runtime。在這部分實際是完成兩個步驟,在将請求轉交給.NET Runtime的同時将請求資訊封存在HTTPWorkRequest類中供其它步驟調用。HttpWorkRequest類在以後的操作中至關重要,它第一次将Http請求資訊轉換為類資訊。

2.當請求到達.NET Runtime後,接下來的操作将會在托管環境中完成,這時請求就真正進入了.NET中,對請求資訊的操作是由.NET的底層類庫來實作。首先.NET Runtime将會針對請求資訊做兩個動作,一是準備HostingEnvironment;二是調用ApplicationManager類為HTTP請求動态的配置設定AppDomain,并把處理權交給AppDomain。

3.HTTP請求進入AppDomain後,将由對象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對象将作為HttpRuntime方法中的參數被使用)。

4.HTTPRuntime接收到Http請求後,方法ProcessRequest處理請求。将對第1步中的HTTPWorkRequest類中的資訊進行操作,具體的實作由ProcessRequest方法實作。内部代碼如下:

5.在HttpRunTime中經過一系列的驅動後,将會在ProcessRequestInternal方法中為Http請求配置設定應用程式。在這一步中還将建立HttpContext對象。

6.經過步驟5後HTTP請求資訊才由基本資訊轉交給了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建立過程:

管道事件請求序列圖如下:

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