【InsistYML】ASP.NET Process Model之二：ASP.NET Http Runtime Pipeline - Part I

一、从Unmanaged Environment到Managed Environment

上一部分我们说到IIS收到一个基于ASP.NET资源文件的访问，它会把Http Request交给一个ASP.NET ISAPI Extension处理。ASP.NET ISAPI会加载CLR，从而创建一个托管的环境。ASP.NET ISAPI Extension定义在一个名为aspnet_isapi.dll中，aspnet_isapi.dll是一个纯Native的、高效的Dll，也就是说，虽然ASP.NET ISAPI通过加载CLR创建一个托管的环境，但是ASP.NET ISAPI本省却运行在一个Unmanaged的环境中。而我们的ASP.NET Application确是完全的Managed code，运行在一个Managed的环境中。要了解ASP.NET Http Runtime Pipeline这个纯托管的Runtime，我们必须先了解从Unmanaged Environment到Managed Environment的这道桥梁。
#P~i:d;D*C0

N!\!T&V'I$[,j/Uzs0
-m+];\6Z7vk T0上图简单表述了在IIS 6环境下，从非托管环境到托管环境的过程。从图中我们可以看到，ASP.NET ISAPI运行在一个非托管环境之中。ASP.NET ISAPI经过系列COM级别的class调用（由于这些被调用的Class都是一个个undocumented class，所以要真正说清楚调用流程中每个具体的细节是一件很难的事情，而且也确实没有很大的必要去挖掘它，因为具体的实现可能会经常变动，如果对此具有好奇心的朋友可以通过一些Tool，比如Reflector去仔细研究一下），最终的调用降临到一个托管的、继承自System.Web.Hosting.ISAPIRuntime类的对象上。ISAPIRuntime是一个特殊的class，他实现了InterfaceSystem.Web.Hosting.IISAPIRuntime。下面是该Interface的定义。通过定义我们可以看到，这是一个基于COM的Interface，也就是说Caller可以通过COM的方式调用实现该Interface的Class的对象。在这里，这个最初的Caller就是ASP.NET ISAPI。从这里我们可以总结出：ASP.NET ISAPI通过调用System.Web.Hosting.ISAPIRuntimeInstance的ProcessRequest方法，进而从非托管的环境进入了托管的环境。

[ComImport, InterfaceType(ComInterfaceType.InterfaceIsIUnknown), Guid("08a2c56f-7c16-41c1-a8be-432917a1a2d1")]ITPUB个人空间fF%SG;H+@k
public interface IISAPIRuntimeITPUB个人空间JNPz]2[
{
R/KN(r[*P2d0    void StartProcessing();
*SL%Y1xM_e.i2_6B0    void StopProcessing();ITPUB个人空间-G~:E&jX;wse:i+[Y
    [return: MarshalAs(UnmanagedType.I4)]
q-{e |KNi`:l-D*E0    int ProcessRequest([In] IntPtr ecb, [In, MarshalAs(UnmanagedType.I4)] int useProcessModel);ITPUB个人空间3Oz'V|*?l;b
    void DoGCCollect();ITPUB个人空间:fre3@WE QT5IT
}
(](uUjtn*Y({0

ISAPI ECB (Execution Control Block) & ISAPIWorkerRequest
sAsr4^0S0ITPUB个人空间+cK9]*P O1l9_l7R
通过System.Web.Hosting.IISAPIRuntime Interface中的ProcessRequest方法的Siganature，我们可以看出该方法包含两个参数，其中一个是名为ecb的Unmanaged Pointer，另一个是useProcessModel。ECB全称是Execution Control Block，在整个Http Request Processing过程中起着非常重要的作用，我们现在来简单介绍一个ECB。

ISAPI顾名思义，就是实现了一些基于Internet Server的API。Aspnet_isapi.dll实现了这些API，对于IIS来说，它可以调用这些API进入托管的环境实现对ISAPIRuntime的调用，对于ISAPIRuntime来说，它需要调用ASP.NET ISAPI实现一些必要的功能，比如获得Server Variable的数据，获得通过Post Mehod传回Server的数据；以及最终将Response的内容返回给ASP.NET ISAPI，并通过ASP.NET ISAPI返回到Client。一般地ISAPIRuntime不能直接调用ASP.NET ISAPI，而是通过一个对象指针实现对其的调用，这个对象就是ECB，ECB实现了对ISAPI的访问。

还有一点特别需要强调的是，ISAPI对ISAPIRutime的调用是异步的，也就是说ISAPI调用ISAPIRutime之后立即返回。这主要是出于Performance和Responsibility考虑的，因为ASP.NET Application天生就是一个多线程的应用，为了具有更好的响应能力，异步操作是最有效的解决方式。但是这里就会有一个问题，我们知道我们对ASP.NET资源的调用本质上是一个Request/Response的Message Exchange Pattern，异步调用往往意味着ISAPI将Request传递给ISAPIRuntime，将不能得到ISAPIRuntime最终生成的Response，这显然是不能接受的。而ECB解决了这个问题，ISAPI在调用ISAPIRutime的ProcessRequest方法时会将自己对应的ECB的指针传给它，ISAPIRutime不但可以将最终生成的Response返回给ISAPI，还能通过ECB调用ISAPI获得一些所需的数据。

明白ECB是怎么回事之后，我们通过Reflector简单了解一下ISAPIRutime的ProcessRequest的实现：

ProcessRequest
AW*R]#K W.i0public int ProcessRequest(IntPtr ecb, int iWRType)
A,woR$q0{
W#I*T/VUi2E0    IntPtr zero = IntPtr.Zero;ITPUB个人空间mdW|3nd)o&g
    if (iWRType == 2)ITPUB个人空间L,nT iC;w#~
    {
)gZtf7P(T,e6~0        zero = ecb;
^\^i\1f0        ecb = UnsafeNativeMethods.GetEcb(zero);
-f'~1dK/U0    }ITPUB个人空间 O \'_ S'O2S
    ISAPIWorkerRequest wr = null;ITPUB个人空间,P.i.x`reYx
    try
:u3SaO:xBprL0    {ITPUB个人空间(RcVogE6O
        bool useOOP = iWRType == 1;
~'^f3U!?N0        wr = ISAPIWorkerRequest.CreateWorkerRequest(ecb, useOOP);ITPUB个人空间G5I0Tcr
        wr.Initialize();
c*S,?(G"k"b0        string appPathTranslated = wr.GetAppPathTranslated();
6j0IcXO7Ts2B0        string appDomainAppPathInternal = HttpRuntime.AppDomainAppPathInternal;ITPUB个人空间NZK
Q1pI PUaVJrb
        if ((appDomainAppPathInternal == null) || StringUtil.EqualsIgnoreCase(appPathTranslated, appDomainAppPathInternal))
7Z l6Pl@"x3ll0        {ITPUB个人空间r;sd~s(\6K
            HttpRuntime.ProcessRequestNoDemand(wr);ITPUB个人空间 e3Vh}x^:L
            return 0;ITPUB个人空间pM.jn3o3wE
        }
}U/iK${$z\0        HttpRuntime.ShutdownAppDomain(ApplicationShutdownReason.PhysicalApplicationPathChanged, SR.GetString("Hosting_Phys_Path_Changed", new object[] { appDomainAppPathInternal, appPathTranslated }));ITPUB个人空间lnP[$bL6G%o:^8c{
        return 1;ITPUB个人空间f#DR K)H
    }
g7aZX5I!l:l0    catch (Exception exception)ITPUB个人空间g:K8nrx D
    {ITPUB个人空间`#[7Nj5b%R&y
        try
L5`!UBp(C$M0        {
rfi#_8{b0            WebBaseEvent.RaiseRuntimeError(exception, this);
h/o _7t7i8h+A0WS0        }ITPUB个人空间Fj(w LA3Q:P
        catch
B\0}L)z"gd]h0        {
yyn_*NC0j}4i0        }ITPUB个人空间:l$D+?jL]Rz
        if ((wr == null) || (wr.Ecb != IntPtr.Zero))ITPUB个人空间_ah4q} ~!pY
        {ITPUB个人空间$lS:Be:pv.u.rK4a
            throw;ITPUB个人空间0J!s ]\~#^{
        }ITPUB个人空间?~(JX/YR
        if (zero != IntPtr.Zero)
v1PU\v
m(y7s0        {ITPUB个人空间0K W GAH Z @
            UnsafeNativeMethods.SetDoneWithSessionCalled(zero);ITPUB个人空间Bx6O%to
        }
Ys$c#b]+WE4t0        if (exception is ThreadAbortException)
)m!IT*n _&v0        {
]!?![T8N^k0            Thread.ResetAbort();
P;`0]#qkWY6A0        }
g xm8n
q9E#L0        return 0;ITPUB个人空间}ag7N._Gs
    }ITPUB个人空间5k B&E(dcE0n
}
}`/O9B)@0

对于上面的代码，我觉得没有必要去深究，但是对于那些具有强烈好奇心的朋友除外J。基本上上面的代码完成下面两个任务：

通过传入的ECB和iWRType创建一个叫做ISAPIWorkerRequest的对象：

bool useOOP = iWRType == 1;
3F+}.p9M(^"Ry0wr = ISAPIWorkerRequest.CreateWorkerRequest(ecb, useOOP);ITPUB个人空间0a'oQ%T[ n

然后调用HttpRuntime.ProcessRequestNoDemandwr)，通过将创建的ISAPIWorkerRequest的对象作为参数传入。

HttpRuntime.ProcessRequestNoDemand的调用真正进入了ASP.NET Runtime Pipeline，这是一个相对复杂的过程。在这里我想简单说说ISAPIWorkerRequest这个重要class，ISAPIWorkerRequest是一个Abstract class，它已通过ECB创建基于当前Request的Context的信息，针对不同的IIS版本，具有不同的ISAPIWorkerRequest subclass，比如：ISAPIWorkerRequestOutOfProc（IIS 5.x）,ISAPIWorkerRequestInProcForIIS6,ISAPIWorkerRequestInProcForIIS7。ProcessRequest通过ISAPI传入的iWRType来创建不同HttpWorkerRequest，从而屏蔽了不同IIS的差异，后续的步骤就不需要考虑这种差异了，这是Abstract Factory的典型用法。