ASP.NET Session 实现会话的建立流程

　　http 协议之所以能够获得如此大的成功，其设计实现的简洁性和无状态连接的高效率是很重要的原因。而为了在无状态的 http 请求和有状态的客户端操作之间达到平衡，产生了服务器端会话 (session) 的概念。客户端在连接到服务器后，就由 web 服务器产生并维护一个客户端的会话；当客户端通过无状态 http 协议再次连接到服务器时，服务器根据客户端提交的某种凭据，如 cookie 或 url 参数，将客户关联到某个会话上。这种思路在各种开发语言和开发环境中大量得到应用。

　　在 asp.net 中，web 应用程序和会话状态被分别进行维护，通过 httpapplication 和 httpsessionstate 分离 web 应用程序与会话的功能。应用程序层逻辑在 global.asax 文件中实现，运行时编译成 system.web.httpapplication 的实例；会话则作为单独的 system.web.sessionstate.httpsessionstate 实例，由服务器统一为每个用户会话维护，通过 asp.net 页面编译成的 system.web.ui.page 对象子类的 session 属性访问。关于 asp.net 中不同层次关系可参考我以前的一篇文章《.net 1.1中预编译asp.net页面实现原理浅析 [1] 自动预编译机制浅析》，以下简称【文1】。
　　
　　asp.net 在处理客户端请求时，首先将根据客户端环境，生成一个 system.web.httpcontext 对象，并将此对象作为执行上下文传递给后面的页面执行代码。
　　在【文1】的分析中我们可以看到，httpruntime 在处理页面请求之前，根据 httpworkerrequest 中给出的环境，构造 httpcontext 对象，并以次对象作为参数从应用程序池中获取可用应用程序。简要代码如下：
　　以下内容为程序代码:
　　
　　private void httpruntime.processrequestinternal(httpworkerrequest wr)
　　{
　　// 构造 http 调用上下文对象
　　httpcontext ctxt = new httpcontext(wr, 0);
　　
　　//...
　　
　　// 获取当前 web 应用程序实例
　　ihttphandler handler = httpapplicationfactory.getapplicationinstance(ctxt);
　　
　　// 调用 handler 实际处理页面请求
　　}
　　
　　httpapplicationfactory 工厂内部维护了一个可用的应用程序实例缓冲池，用户降低应用程序对象构造的负荷。
　　如果池中没有可用的应用程序对象实例，此对象工厂最终会调用 system.web.httpruntime.createnonpublicinstance 方法构造新的应用程序实例，并调用其 initinternal 方法初始化。详细步骤分析见【文1】
　　以下内容为程序代码:
　　
　　internal static ihttphandler httpapplicationfactory.getapplicationinstance(httpcontext ctxt)
　　{
　　// 处理定制应用程序
　　//...
　　
　　// 处理调试请求
　　//...
　　
　　// 判断是否需要初始化当前 httpapplicationfactory 实例
　　//...
　　
　　// 获取 web 应用程序实例
　　return httpapplicationfactory._theapplicationfactory.getnormalapplicationinstance(ctxt);
　　}
　　
　　private httpapplication httpapplicationfactory.getnormalapplicationinstance(httpcontext context)
　　{
　　httpapplication app = null;
　　
　　// 尝试从已施放的 web 应用程序实例队列中获取
　　//...
　　
　　if(app == null)
　　{
　　// 构造新的 web 应用程序实例
　　app = (httpapplication)system.web.httpruntime.createnonpublicinstance(this._theapplicationtype);
　　
　　// 初始化 web 应用程序实例
　　app.initinternal(context, this._state, this._eventhandlermethods);
　　}
　　
　　return app;
　　}
　　
　　这里的 system.web.httpapplication.initinternal 函数完成对应用程序对象的初始化工作，包括调用 httpapplication.initmodules 函数初始化 http 模块（后面将详细介绍），并将作为参数传入的 httpcontext 实例保存到 httpapplication._context 字段中。而此 http 上下文对象将被后面用于获取会话对象。
　　以下内容为程序代码:
　　
　　public class httpapplication : ...
　　{
　　private httpcontext _context;
　　private httpsessionstate _session;
　　
　　public httpsessionstate session
　　{
　　get
　　{
　　httpsessionstate state = null;
　　if (this._session != null)
　　{
　　state = this._session;
　　}
　　else if (this._context != null)
　　{
　　state = this._context.session;
　　}
　　if (state == null)
　　{
　　throw　new httpexception(httpruntime.formatresourcestring("session_not_available"[img]/images/wink.gif[/img]);
　　}
　　return state;
　　}
　　}
　　}
　　
　　而在 asp.net 页面中获取会话的方法也是类似，都是通过 httpcontext 来完成的。
　　以下内容为程序代码:
　　
　　public class page : ...
　　{
　　private httpsessionstate _session;
　　private bool _sessionretrieved;
　　
　　public virtual httpsessionstate session
　　{
　　get
　　{
　　if (!this._sessionretrieved)
　　{
　　this._sessionretrieved = true;
　　try
　　{
　　this._session = this.context.session;
　　}
　　catch (exception)
　　{
　　}
　　}
　　if (this._session == null)
　　{
　　throw　new httpexception(httpruntime.formatresourcestring("session_not_enabled"[img]/images/wink.gif[/img]);
　　}
　　return this._session;
　　}
　　}
　　}
　　
　　在 httpcontext 中，实际上是通过一个哈希表保存诸如会话对象之类信息的
　　以下内容为程序代码:
　　
　　public sealed class httpcontext : ...
　　{
　　private hashtable _items;
　　
　　public idictionary items
　　{
　　get
　　{
　　if (this._items == null)
　　{
　　this._items = new hashtable();
　　}
　　return this._items;
　　}
　　}
　　
　　public httpsessionstate session
　　{
　　get
　　{
　　return ((httpsessionstate) this.items["aspsession"]);
　　}
　　}
　　}
　　
　　而 httpcontext.session 所访问的又是哪儿来的呢？这就又需要回到我们前面提及的 httpapplication.initmodules 函数。
　　
　　在 .net 安装目录 config 子目录下的 machine.config 定义了全局性的配置信息，而 httpapplication 就是使用其中 system.web 一节的配置信息进行初始化的。
　　以下内容为程序代码:
　　
　　＜system.web＞
　　＜httpmodules＞
　　＜add name="outputcache" type="system.web.caching.outputcachemodule" /＞
　　＜add name="session" type="system.web.sessionstate.sessionstatemodule" /＞
　　＜add name="windowsauthentication" type="system.web.security.windowsauthenticationmodule" /＞
　　＜add name="formsauthentication" type="system.web.security.formsauthenticationmodule" /＞
　　＜add name="passportauthentication" type="system.web.security.passportauthenticationmodule" /＞
　　＜add name="urlauthorization" type="system.web.security.urlauthorizationmodule" /＞
　　＜add name="fileauthorization" type="system.web.security.fileauthorizationmodule" /＞
　　＜add name="errorhandlermodule" type="system.web.mobile.errorhandlermodule, system.web.mobile, version=1.0.5000.0, culture=neutral, publickeytoken=b03f5f7f11d50a3a" /＞
　　＜/httpmodules＞
　　＜/system.web＞
　　
　　httpmodules 节点指定了 httpapplication 需要初始化的模块列表，而在前面提到的 httpapplication.initmodules 函数正式根据此列表进行初始化的
　　以下内容为程序代码:
　　
　　private void httpapplication.initmodules()
　　{
　　httpmodulesconfiguration cfgmodules = ((httpmodulesconfiguration) httpcontext.getappconfig("system.web/httpmodules"[img]/images/wink.gif[/img]);
　　
　　if (cfgmodules == null)
　　{
　　throw　new httpexception(httpruntime.formatresourcestring("missing_modules_config"[img]/images/wink.gif[/img]);
　　}
　　_modulecollection = cfgmodules.createmodules();
　　
　　for(int i = 0; i ＜ _modulecollection.count; i++)
　　{
　　_modulecollection[i].init(this);
　　}
　　
　　globalizationconfig cfgglobal = ((globalizationconfig) httpcontext.getappconfig("system.web/globalization"[img]/images/wink.gif[/img]);
　　if (cfgglobal != null)
　　{
　　_applevelculture = cfgglobal.culture;
　　_appleveluiculture = cfgglobal.uiculture;
　　}
　　}
　　
　　session 节点对于的 system.web.sessionstate.sessionstatemodule 对象将被 httpmodulesconfiguration.createmodules 方法构造，并调用其 init 函数初始化。sessionstatemodule 类实际上就是负责管理并创建会话，用户完全可以自行创建一个实现 ihttpmodule 接口的类，实现会话的控制，如实现支持集群的状态同步等等。
　　sessionstatemodule.init 方法主要负责 machine.config 文件中的 ses