IIS是如何处理ASP.NET请求的

小灰灰 2022-09-24 08:30 140阅读 0赞

前言  
　　每次服务器接受到请求，都要先经IIS处理。这不是一篇描述ASP.NE生命周期的文章，仅仅是关于IIS操作的。在我们开始之前，先了解这些会有助于对全文的理解，同时欢迎反馈和建议。  
　　什么是Web Server?  
　　每当我们通过VS运行ASP.NET网站时，VS集成的ASP.NET引擎会响应各种请求，这个引擎的名字叫“WebDev.WebServer.exe”。  
　　当我们配置一个Web程序时，总会涉及到一个词“Web Server”，它的功能便是会响应所有请求。

什么是IIS？  
　　IIS（Internet Information Server）是微软Web Server的一种，用来配置ASP.NET站点。IIS拥有自己的ASP.NET处理引擎来处理请求，因此，当一个请求到达时，IIS接收并处理请求，然后返回内容。

请求处理过程  
　　现在，你应能搞清楚Web Server和IIS的区别。现在我们来看一下核心部分。在继续之前，你需要搞清两个概念：  
　　1、工作进程（Worker Process）  
　　2、应用程序池（Application Pool）  
　　工作进程：在IIS中，工作进程（w3wp.exe）运行着ASP.NET应用程序，管理并响应所有的请求，ASP.NET所有的功能都运行在工作进程下，当请求到来时，工作进程会生成Request和Response相关的信息。简而言之，工作进程就是ASP.NET程序的心脏。  
　　应用程序池：应用程序池是工作进程的容器，通常用来隔开不同配置的工作进程。当一个程序出错或进程资源回收时，其他池中的程序不会受到影响。

注：当一个应用程序池包含多个工作进程时，被叫做“Web Garden”。  
　　如果我们看一下IIS 6.0的结构，就会发现，可以把它分成两部分：  
　　1、内核模块（Kernel Mode）  
　　2、用户模块（User Mode）  
　　内核模式是从IIS 6.0被引入的，它包含了一个叫HTTP.SYS的文件，每当请求进来时，会首先触发该文件的响应。

HTTP.SYS文件负责把请求传入相应的应用程序池中。但HTTP.SYS如何知道应传给哪个应用程序池呢？当然不是随机抽取，每当创建一个应用程序池，该池的ID就会生成并在HTTP.SYS文件中注册，因此该文件才能确定将请求往哪传。

以上便是IIS处理请求的第一步。接着，我们来看一下请求如何从HTTP.SYS传入应用程序池。  
　　在IIS的用户模块中，通过Web Admin Services (WAS)从HTTP.SYS接收请求，并传入相应的应用程序池中。

当应用程序池接收到请求，会接着传给工作进程（w3wp.exe），该进程检查来请求的URL后缀以确定加载哪个ISAPI扩展。ASP.NET加载时会附带自己的ISAPI扩展（aspnet\_isapi.dll），以便在IIS中映射。  
　　注意：如果先安装了asp.net，然后再安装IIS，就需要通过aspnet\_regiis命令来注册ASP.NET中的ISAPI扩展。

一旦工作进程加载了aspnet\_isapi.dll, 就会构造一个HttpRuntime类，该类是应用程序的入口，通过ProcessRequest方法处理请求。

一旦这个方法被调用，一个HttpContext的实例就产生了。可通过HTTPContent.Current获取到这个实例，且该实例会在整个生命周期中存活，我们通过它可以获取到一些常用对象，如Request，Response，Session 等。

之后HttpRuntime会通过HttpApplicationFactory类加载一个HttpApplication对象。每一次请求都要穿过一堆HttpModule到达HttpHandler，以便被响应。而这些HttpModule就被配置在HttpApplication中。  
　　有一个概念叫“Http管道”，被叫做管道是因为它包含了一系列的HttpModule，这些HttpModule拦截请求并将其导向相应的HttpHandler。我们也可自定义HttpModule，以便在请求响应之间做点特别的处理。

HttpHandler是“Http管道”的终点。所有请求穿过HttpModule需抵达相应的HttpHandler，然后HttpHandler根据请求资源，产生并输出内容。也正因此，我们请求任何aspx页面才会得到响应的Html内容。

结语  
　　每当请求Web服务器上的某些信息时，该请求首先会到达Http.SYS, 然后Http.SYS将其发送到相应的应用程序池，应用程序池传给工作进程并加载ISAPI扩展，然后HttpRuntime对象会被创建，并通过HttpModule和HttpHandler处理请求。  
　　最后，ASP.NET页面生命周期就开始了。  
　　这只是大致描述IIS处理过程的文章，如果你想进一步了解相应细节，请点击下面链接来进一步学习。  
　　A low-level Look at the ASP.NET Architecture  
　　IIS Architecture  
　　本文翻译自：Beginner’s Guide: How IIS Process ASP.NET Request  
　　译后小注：  
　　1、如果在IIS配置完站点却看不到“w3wp.exe”进程，只要用浏览器打开该站其中一个页面，“w3wp.exe”进程就会出现了。  
　　2、为节省时间，直接引用了原图，英文差的，小查一下字典应该没啥问题。  
Http请求处理流程概述

思考“为什么在地址栏输入www.tracefact.net就可以看到张子阳的个人空间？”，类似于思考“为什么苹果是往地上掉不是往天上飘？”。对于普通访问者来说，这就像每天太阳东边升起西边落下一样是理所当然的；对于很多程序员来说，认为这个与己无关，不过是系统管理员或者网管员的责任。毕竟，IIS是 Windows 的一个组件，又不是 Asp.Net 的一个组成部分。而实际上，从你轻拍回车到页面呈现在你眼前的十分之一秒内，IIS和.Net Framework已经做了大量的幕后工作。

你可能觉得了解这些幕后工作是如何运作的无关紧要，作为程序员的你只要保证开发出的程序可以高效地运行就可以了。然而，在开发过程中，你却发现常常需要使用诸如 HttpContext 这样的类。这个时候，你可曾思考过这些类的构成和类的实体是如何创建的？你可能简单地回答：HttpContext代表当前请求的一个上下文环境。可你又知道IIS 、Framework、Asp.Net 是如何协同工作处理每个Http请求、如何区分不同的请求、IIS、Framework、Asp.Net三者之间的数据如何流动么？

回答上面这些问题，首先需要了解IIS是如何处理页面请求的，这也是理解 Form验证模式和Windows 验证模式 的基础。

Http请求刚刚到达服务器的时候

当服务器接收到一个 Http请求的时候，IIS 首先需要决定如何去处理这个请求（NOTE：服务器处理一个.htm页面和一个.aspx页面肯定是不一样的么）。那IIS依据什么去处理呢？―― 根据文件的后缀名。

服务器获取所请求的页面（NOTE：也可以是文件，比如 jimmy.jpg）的后缀名以后，接下来会在服务器端寻找可以处理这类后缀名的应用程序，如果IIS找不到可以处理此类文件的应用程序，并且这个文件也没有受到服务器端的保护（NOTE：一个受保护的例子就是 App\_Code中的文件，一个不受保护的例子就是你的js脚本），那么IIS将直接把这个文件返还给客户端。

能够处理各种后缀名的应用程序，通常被称为 ISAPI 应用程序（NOTE：Internet Server Application Programe Interface，互联网服务器应用程序接口）。虽然这 ISAPI 听上去还挺气派，也算是“应用程序”呢，但仔细看看它的全称就明白了：它实际上只是一个接口，起到一个代理的作用，它的主要工作是映射所请求的页面(文件) 和与此后缀名相对应的实际的处理程序。

让我们更进一步地看一下 ISAPI ，看看它到底是什么样子，请按下面的步骤进行：

打开IIS。  
选择随意一个站点，鼠标右键，“属性”。  
选择“主目录”选项卡。  
选择“配置”。  
你应该会看到如下的画面：

图1. 应用程序配置

很清楚地就可以看到，所有IIS所能处理，或者叫 ISAPI 所提供代理服务的 文件类型 及其相对应的实际的后台处理程序都在这里清楚地列出来了。

我们找到 .aspx 的应用处理程序，然后点“编辑”，会出现下面的画面：

图2. 编辑.aspx文件的处理程序

一路看到这里，可以看出，所有的.aspx文件实际上都是由 aspnet\_isapi.dll 这个程序来处理的，当IIS把对于.aspx页面的请求提交给了aspnet\_isapi.dll以后，它就不再关心这个请求随后是如何处理的了。现在我们应该知道：Asp.Net 只是服务器(IIS)的一个组成部分而已，它是一个 ISAPI扩展。

这里需要注意两点：

当你修改“限制为”后，可以限制页面(文件)只能以某种特定方式访问  
“确认文件是否存在”是实现 URL 地址映射的关键选项，我以后会专门讲述。  
理解宿主环境（Hosting）

从本质上讲，Asp.Net 主要是由一系列的类组成，这些类的主要目的就是将Http请求转变为对客户端的响应。HttpRuntime类是Asp.Net的一个主要入口，它有一个称作 ProcessRequest 的方法，这个方法以一个 HttpWorkerRequest 类作为参数。HttpRuntime 类几乎包含着关于单个 Http请求的所有信息：所请求的文件、服务器端变量、QueryString、Http 头信息 等等。Asp.Net 使用这些信息来加载、运行正确的文件，并且将这个请求转换到输出流中，一般来说，也就是HTML页面。

NOTE：二般来说，也可以是张图片。

当 Web.config文件的内容发生改变 或者 .aspx文件发生变动的时候，为了能够卸载运行在同一个进程中的应用程序（NOTE：卸载也是为了重新加载），Http请求被分放在相互隔离的应用程序域中。

NOTE：可能你以前就听过应用程序域，但是不了解怎么回事，应用程序域就是 AppDomain。

对于IIS来说，它依赖一个叫做 HTTP.SYS 的内置驱动程序来监听来自外部的 HTTP请求。在操作系统启动的时候，IIS首先在HTTP.SYS中注册自己的虚拟路径。

NOTE：实际上相当于告诉HTTP.SYS哪些URL是可以访问的，哪些是不可以访问的。举个简单的例子：为什么你访问不存在的文件会出现 404 错误呢？就是在这一步确定的。

如果请求的是一个可访问的URL，HTTP.SYS会将这个请求交给 IIS 工作者进程。

NOTE：IIS6.0中叫做 w3wp.exe，IIS5.0中叫做 aspnet\_wp.exe。

每个工作者进程都有一个身份标识 以及 一系列的可选性能参数。

NOTE：可选性能参数，是指诸如 回收机制的设置、超时时间设置 等等。

接下来进行的事情就是上一章节讲述的 ISAPI 了。

NOTE：这部分的内容相关性比较强，为了让大家好理解，我最后还是决定把 ISAPI 放到前面了，可能全系列完成的时候会再调整吧。

除了映射文件与其对应的处理程序以外，ISAPI 还需要做一些其他的工作：

从HTTP.SYS中获取当前的Httq请求信息，并且将这些信息保存到 HttpWorkerRequest 类中。  
在相互隔离的应用程序域AppDomain中加载HttpRuntime。  
调用 HttpRuntime的ProcessRequest方法。  
接下来才是程序员通常编写的代码所完成的工作了，然后，IIS 接收返回的数据流，并重新返还给 HTTP.SYS，最后，HTTP.SYS 再将这些数据返回给客户端浏览器。

OK，现在你看到张子阳的空间主页了。

图3.Asp.Net 的宿主环境

理解管道（Pipeline）

在前面两章中，我们在一个相对比较低的层次上讨论了从发出Http请求到看到浏览器输出这转瞬即逝的十分之一秒内IIS和 Framework 所做的事情。但是我们忽略了一个细节：程序员编写的代码是如何在这一过程中衔接的，本章我们就来看看这个问题。

当Http请求进入 Asp.Net Runtime以后，它的管道由托管模块（NOTE：Managed Modules）和处理程序（NOTE：Handlers）组成，并且由管道来处理这个 Http请求。

图4. 理解 Http 管道

我们按编号来看一下这幅图中的数据是如何流动的。

1.  HttpRuntime将Http请求转交给 HttpApplication，HttpApplication代表着程序员创建的Web应用程序。HttpApplication创建针对此Http请求的 HttpContext对象，这些对象包含了关于此请求的诸多其他对象，主要是HttpRequest、HttpResponse、HttpSessionState等。这些对象在程序中可以通过Page类或者Context类进行访问。、
2.  接下来Http请求通过一系列Module，这些Module对Http请求具有完全的控制权。这些Module可以做一些执行某个实际工作前的事情。
3.  Http请求经过所有的Module之后，它会被HttpHandler处理。在这一步，执行实际的一些操作，通常也就是.aspx页面所完成的业务逻辑。可能你会觉得在创建.aspx页面并没有体会到这一过程，但是，你一定知道，.aspx 页面继承自Page类，我们看一下Page类的签名：

public class Page : TemplateControl, IHttpHandler\{  
// 代码省略  
\}

可以看到，Page类实现了IHttpHandler接口，HttpHandler也是Http请求处理的最底层。

4.HttpHandler处理完以后，Http请求再一次回到Module，此时Module可以做一些某个工作已经完成了之后的事情。

NOTE：注意我用红色标识的字，然后回想一下：Asp.Net 中是不是有众多的 Inserting 、Inserted 之类成对的事件？其实，这里讲述的就是为什么Asp.Net可以将一个Insert操作分成前后两部分，然后再分别进行事件拦截的幕后原理。

如果我们将注意力只集中在Http请求、HttpHandler和HttpModule上，不去考虑HttpContext和HttpApplication，那么图4.可以简化成下面这样：

图5.Http请求在HttpHandler 和 HttpModule 中的流动方向

总结

本文中，我首先概要介绍了这系列文章将要为大家讲述的主题。然后，我提出了部分程序员存在的一个问题：在一个比较高的层次上学习和使用Asp.Net。

随后，我以一个访问我个人空间首页的例子，引出了本文主要讲述的三个内容：

Http请求刚刚到达时IIS时，IIS 所做的工作。  
Http请求的宿主环境。  
Http管道。