ASP.NET HTTP运行时组成的详解

　　不管使用哪种底层平台，可靠性和性能都是对所有 web 应用程序的主要要求，尽管从某种意义上讲，这两个要求是相互矛盾的。例如，要构建更可靠、更健壮的应用程序，可能需要将 web 服务器与具体的应用程序分离，使应用程序在进程外工作。但是，如果在不同于 web 服务器进程的内存环境中工作，应用程序将变慢。因此，需要采取合理的措施，以确保进程外代码尽可能快地运行。

　　在构建 microsoft? asp.net 运行时环境时，依据的设计原则即：充分考虑可靠性和性能。得到的 asp.net 进程模型包含了两个系统元素 - 一个存在于 web 服务器进程中的进程内连接器，一个外部的辅助进程。另外，asp.net 运行时结构的可伸缩能力很强，可以自动使用多处理器硬件中任意选定的处理器。这种模式被称为“web garden”，它可以使多个辅助进程同时运行，而且各个进程均在独立的处理器中。

　　高度概括起来，asp.net 运行时具有三大属性：

　　应用程序和 asp.net 辅助进程之间完全分离。提供服务的辅助进程的寿命决不会影响应用程序的寿命。换句话说，当应用程序启动并处于运行状态时，辅助进程可以随时终止。
尽管 asp.net 应用程序从不在 web 服务器内采用进程内的方式运行，但大多数情况下，其总体性能仍接近于进程内应用程序的性能。

　　为 web garden 体系结构提供了内置的和可配置的支持。只要简单检查一下配置文件中的设置，辅助进程就可以克隆自己，以利用所有与进程密切相关的 cpu。因此，在大多数情况下，您在具备多处理器的计算机中获得的可缩放性将呈线性增长的趋势。（本文后面将详细介绍此内容。）

　　本文将介绍 asp.net 运行时环境的组成元素，然后一步一步地讲述从 url 请求变为纯 html 文本的“漫长而曲折”的过程。

　　除非另有说明，否则以下介绍中均指 asp.net 的默认进程模型，即 microsoft? internet information services (iis) 5.x 中唯一的模型。
　　asp.net 结构的组件

　　执行 asp.net 应用程序需要宿主 web 服务器的支持。在 microsoft? windows? 的 server 平台中，web 服务器由名为 inetinfo.exe 的 iis 可执行文件表示。windows 2000 及以上版本的操作系统本身均提供了 web 服务器。但需要注意，在 microsoft? windows server™ 2003 中，并未默认安装 iis 和 asp.net，必须通过单击“控制面板”中的“添加或删除程序”小程序将其添加到系统中。

　　iis 是一个未托管的可执行程序，它提供了一个基于 isapi 扩展模块和筛选器模块的可扩展模型。通过编写此类模块，开发人员可以直接管理对特定资源类型的请求，并在各个预定义的步骤中接收当前请求。扩展和筛选器是一些 dll，可以导出一些具有已知名称和签名的函数。这些插件组件是在 iis 配置数据库中注册并配置的。
　
　　只有少数几种被客户端请求的资源类型由 iis 直接处理。例如，对 html 页面、文本文件、jpeg 和 gif 图像的传入请求由 iis 处理。对 active server page (*.asp) 文件的请求通过调用名为 asp.dll 的 asp 专用扩展模块进行解析。同样，对 asp.net 资源（例如，*.aspx、*.asmx、*.ashx）的请求将传递到 asp.net isapi 扩展。该系统组件是一个名为 aspnet_isapi.dll 的 win32 dll。asp.net 扩展可以处理多种资源类型，包括 web 服务和 http 处理程序调用。

　　asp.net isapi 扩展是一个 win32 dll，未集成托管代码。它是接收和分派对各种 asp.net 资源的请求的控制中心。按照设计，该模块存在于 iis 进程中，在具有管理员权限的 system 帐户下运行。开发人员和系统管理员不能修改此帐户。asp.net isapi 扩展负责调用 asp.net 辅助进程 (aspnet_wp.exe)，而该进程又负责控制请求的执行。除了对请求进行安排以外，asp.net isapi 还监视辅助进程的运行情况，并在性能降低到一定程度时将进程取消。

　　辅助进程是一小段 win32 shell 代码，集成了公共语言运行库 (clr) 并运行托管代码。它负责处理对 aspx、asmx 和 ashx 资源的请求。一般来说，此进程在一台给定的计算机中只有一个实例。所有当前激活的 asp.net 应用程序均在其中运行，每个应用程序都位于一个独立的 appdomain 中。但是，如前所述，辅助进程支持 web garden 模式，即进程的相同副本都运行在与进程密切相关的 cpu 中。（更多内容，请参阅本文后面的“web garden 模型”部分。）

　　isapi 和辅助进程之间的通讯是使用一组命名管道进行的。命名管道是一种 win32 机制，用于跨进程边界传输数据。顾名思义，命名管道的工作方式与管道相似：在一端输入数据，在另一端输出相同的数据。建立的管道既可以连接本地进程，也可以连接远程计算机上运行的进程。对于本地进程间通讯，管道是 windows 中的最有效、最灵活的工具。

　　为确保获得最优性能，aspnet_isapi 使用异步命名管道来将请求转发给辅助进程并获得响应。另一方面，辅助进程在需要查询有关 iis 环境的信息（即服务器变量）时又使用同步管道。aspnet_isapi 模块创建固定数量的命名管道，并使用重叠的操作以通过小的线程池处理同一时间进行的连接。当通过管道进行的数据交换操作结束后，完成例程将断开客户端，并重新使用管道实例为新的客户端服务。线程池和重叠操作均可以保证使 asp.net isapi 的性能达到令人满意的水平。但是，aspnet_isapi 扩展决不会处理 http 请求。

　　asp.net 请求的处理逻辑可以概括为以下步骤：

　　当请求到达时，iis 检查资源类型并调用 asp.net isapi 扩展。如果启用了默认的进程模型，aspnet_isapi 会将请求排队，并将请求分配给辅助进程。所有的请求数据都通过异步 i/o 发送。如果启用了 iis 6 进程模型，请求将自动在辅助进程 (w3wp.exe) 中排队，此辅助进程用于处理应用程序所属的 iis 应用程序池。iis 6 辅助进程不了解 asp.net 和托管代码的任何情况，它只是处理 *.aspx 扩展并加载 aspnet_isapi 模块。当 asp.net isapi 在 iis 6 进程模型中运行时，它的工作方式有所不同，仅在 w3wp.exe 辅助进程的上下文中加载 clr。

　　收到请求后，asp.net 辅助进程将通知 asp.net isapi，它将为请求服务。通知通过同步 i/o 实现。之所以使用同步模型，是因为请求只有在 isapi 内部请求表中被标记为“executing”，辅助进程才能开始处理它。如果请求已经由特殊的辅助进程进行处理，则不能再将它指定到其他进程，除非原始进程已取消。
在辅助进程的上下文中执行请求。有时，辅助进程可能需要回调 isapi 以完成请求，也就是需要说枚举服务器变量。这种情况下，辅助进程将使用同步管道，因为这样可以保持请求处理逻辑的顺序。

　　完成后，响应被发送到打开了异步管道的 aspnet_isapi。现在，请求的状态变为“done”，之后将从请求表中被删除。如果辅助进程崩溃，正在处理的所有请求仍将保持“executing”状态并持续一段时间。如果 aspnet_isapi 检测到辅助进程已取消，它将自动终止请求并释放所有相关的 iis 资源。

　　以上说明是指默认的 asp.net 进程模型，即在 iis 5.x 中运行的工作模型。iis 6（windows server 2003 提供）的默认工作方式对 asp.net 进程模型也有影响。当集成在 iis 6.0 中时，asp.net 1.1 会自动调整自己的工作方式以适应宿主环境。这时，不再需要使用 aspnet_wp 辅助进程，machine.config 文件中定义的某些配置参数也被忽略。从 asp.net 的角度来看，iis 6 的最大改变是有关请求的一切都在 aspnet_isapi 的控制之下，且都处在 w3wp.exe 辅助进程的上下文中。辅助进程的帐户是为 web 应用程序所属的应用程序池设置的帐户。默认情况下，该帐户是 networkservice—，它是一个内置的弱帐户，在功能上与 aspnet 等价。