ASP.NET

✍ dations ◷ 2024-09-20 14:30:26 #.NET,.NET编程语言,微软API,ASP.NET

ASP.NET是由微软在.NET Framework框架中所提供，开发Web应用程序的类别库，封装在System.Web.dll文件中，显露出System.Web名字空间，并提供ASP.NET网页处理、扩展以及HTTP通道的应用程序与通信处理等工作，以及Web Service的基础架构。ASP.NET是ASP技术的后继者，但它的发展性要比ASP技术要强大许多。

ASP.NET可以运行在安装了.NET Framework的IIS服务器上，若要在非微软的平台上运行，则需要使用Mono平台，ASP.NET在2.0版本已经定型，在.NET Framework 3.5上则加上了许多功能，像是ASP.NET AJAX、ASP.NET MVC Framework、ASP.NET Dynamic Data与Microsoft Silverlight的服务器控件等。

很多人都把 ASP.NET 当做是一种编程语言，但它实际上只是一个由 .NET Framework 提供的一种开发平台 (development platform)，并非编程语言。也可认为ASP.NET是.NET组件，任何.NET语言，例如C#，可以引用该组件，创建网页或Web服务。

为了因应云端化所诱发的多作业平台集成与开发能力，微软特别开发一个新一代的 ASP.NET，称为 ASP.NET vNext，并于 2014 年命名为 ASP.NET 5，但随后于 2016 年将它更名为 ASP.NET Core，由于架构上的差异颇大，因此未来 ASP.NET 与 ASP.NET Core 将是分别发展与维护，Windows 平台的 ASP.NET 4.6 以上版本仍维持 Windows Only，但 ASP.NET Core 则是具有跨平台 (Windows, Mac OSX 与 Linux) 的能力。

ASP.NET的前身ASP技术，是在IIS 2.0上首次推出（Windows NT 3.51），当时与 ADO 1.0 一起推出，在IIS 3.0（Windows NT 4.0）发扬光大，成为服务端应用程序的热门开发工具，微软还特别为它量身打造了Visual InterDev开发工具，在1994年到2000年之间，ASP技术已经成为微软推展Windows NT 4.0平台的关键技术之一，数以万计的ASP网站也是这个时候开始如雨后春笋般的出现在网络上。由于它的简单以及高度客制化的能力，也是它能迅速窜起的原因之一。

不过ASP的缺点也逐渐的浮现出来：

1997年时，微软开始针对ASP的缺点（尤其是意大利面型的程序开发方法）准备开始一个新项目来开发，当时ASP.NET的主要领导人斯科特·格思里（英语：Scott Guthrie）刚从杜克大学毕业，他和IIS团队的Mark Anders经理一起合作两个月，开发出了下一代ASP技术的原型，这个原型在1997年的圣诞节时被发展出来，并给予一个名称：XSP，这个原型产品使用的是Java语言。不过它马上就被纳入当时还在开发中的CLR平台，Scott Guthrie事后也认为将这个技术移植到当时的CLR平台，确实有很大的风险（huge risk），但当时的XSP团队却是以CLR开发应用的第一个团队。

为了将XSP移植到CLR中，XSP团队将XSP的核心程序全部以C#语言重新撰写（在内部的项目代号是 "Project Cool"，但是当时对公开场合是保密的），并且改名为ASP+，作为ASP技术的后继者，并且也会提供一个简单的移转方法给ASP开发人员。ASP+首次的Beta版本以及应用在PDC 2000中亮相，由Bill Gates发表Keynote（即关键技术的概览），由富士通公司展示使用COBOL语言撰写ASP+应用程序，并且宣布它可以使用Visual Basic.NET、C#、Perl与Python语言（后两者由ActiveState公司开发的互通工具支持）来开发。

在2000年第二季时，微软正式推动.NET策略，ASP+也顺理成章的改名为ASP.NET，经过四年的开发，第一个版本的ASP.NET在2002年1月5日亮相（和.NET Framework 1.0），Scott Guthrie也成为ASP.NET的产品经理（到现在已经开发了数个微软产品，像ASP.NET AJAX和Microsoft Silverlight）。

ASP.NET 运行的架构分为几个阶段：

当装载(hosting) ASP.NET 的 Web 服务器接收到 HTTP 请求时，HTTP 聆听程序 (HTTP Listener，实际上是内核态的HTTP.SYS) 会将请求转交给 URL 指定的网站应用程序池中的工作者进程 (Worker Process)，ASP.NET 的工作者进程接收到这个请求之后，装载专用于处理ASP.NET页面的一个ISAPI扩展“aspnet_isapi.dll”，并将HTTP请求传给它。若是 IIS 5.0 时则是 aspnet_wp.exe。

aspnet_isapi.dll负责加载ASP.NET应用程序的运行环境CLR（IIS 7集成模式下，CLR是预加载的），每个ASP.NET应用程序都运行于自己的应用程序域（AppDomain）中。每个应用程序域都对应着一个ApplicationManager类的实例（通过AppManagerAppDomainFactory创建），负责管理运行在域中的ASP.NET应用程序（启动和停止一个ASP.NET应用程序、创建对象等）。ApplicationManager还会创建一个HostingEnvironment对象，提供了ASP.NET应用程序的一些管理信息（如ASP.NET应用程序的标识、虚拟目录与对应的物理目录等）。

应用程序域创建完成之后，创建 System.Web.Hosting 名字空间中的基于ISAPIRuntime的一个对象，调用其ProcessRequest()方法。在此方法中，根据传入的HTTP请求信息屏蔽了版本差异化后封装实例化了一个HttpWorkerRequest的对象并初始化一个HttpRuntime对象。调用HttpRuntime的ProcessRequestInternal方法。ProcessRequestInternal方法实例化一个HttpContext对象（其构造函数内部又实例化了在ASP.NET编程中非常重要的HttpRequest和HttpResponse对象）、通过HttpApplicationFactory获取HttpApplication对象实例。再调用HttpApplication对象的BeginProcessRequest方法启动整个HTTP请求的处理过程（即HTTP管线模式）。

System.Web.UI.Page类提供了“Requset”和“Response”属性来引用这两个对象，因此在ASP.NET网页中可以直接访问这两个对象。同样，System.Web.UI.Page类的Context属性引用HttpContext对象。

HttpRuntime类的ProcessRequest()方法除了创建HttpContext对象之外，还完成了另一个很重要的工作——向HttpApplicationFactory类的一个实例（它管理一个HttpApplication对象池）申请分配一个HttpApplication对象用于管理整个“HTTP请求处理管线（HTTP Pipeline）”中的各种事件的激发。在HttpApplication对象的InitModules()方法中创建HTTP模块（HTTP Module），通常在HTTP模块对象（实现IHttpModule接口）的Init()方法中响应HttpApplication对象所激发的特定事件。开发者可以创建基于IHttpHandler接口的对象，在Web.Config中插入特定的内容可以将自定义的HTTP模块加入到HTTP请求的处理流程中。在IIS6和IIS7经典模式下，是用 Event+事件名称做key将所有事件的保存在HttpApplication的Events属性对象里，然后在BuildSteps里统一按照顺序组装。在IIS7集成模式下，是通过HttpModule名称+RequestNotification枚举值作为key将所有的事件保存在HttpApplication的ModuleContainers属性对象里，这个属性的类型是PipelineModuleStepContainer。

“HTTP请求处理管线（HTTP Pipeline）”的处理过程为：

具体的处理管线：

在 ASP.NET 内部的 HTTP 处理器有：

当 HttpWorkerRequest 调用 ASP.NET 网页（System.Web.UI 名字空间的 Page 类别）的 Page.ProcessRequest() 方法时，它会依序的引发 Page 内的各个事件，并同时调用在 Page 中所有控件的相关事件，其引发顺序为：

启动阶段：设置页面基本属性，如 Request 和 Response。在此阶段，页面还将确定请求是回发请求还是新请求，并设置 IsPostBack 属性。

如果 HttpWorkerRequest 调用的是实现 IHttpHandler 接口的 HTTP 处理函数时，它只会调用 IHttpHandler.ProcessRequest() 方法，由它来处理程序的输出，不像 Page.ProcessRequest() 会处理事件顺序，因此 HTTP Handler 很适合轻量级的数据处理，像是输出文件数据流或是图片数据流等。

ASP.NET 的原始设计构想，就是要让开发人员能够像 VB 开发工具那样，可以使用事件驱动式程序开发模式 (Event-Driven Programming Model) 的方法来开发网页与应用程序，若要以ASP技术来做到这件事的话，就必须要使用大量的辅助信息，像是查询字符串或是窗体字段数据来识别与判断对象的来源、事件流向以及调用的函数等等，需要撰写的代码量相当的多，但 ASP.NET 很巧妙利用窗体字段和JavaScript脚本把事件的传递模型隐藏起来了。

ASP.NET 的事件模型是由 <form runat="server"></form> 以及数个 Hidden Field 组合而成，基于 HTTP 模型的限制，所有的网页程序在运行结果输出到客户端后，程序就会结束运行，为了维护在 ASP.NET 网页与控件的状态数据，因此在输出 ASP.NET 控件时，ASP.NET 会将部分状态数据存储到网页的 Hidden Field 中，这类型的状态数据称为 ViewState（ID 为 __VIEWSTATE），在服务端即会被解译出状态与事件数据。在大多数的内置 Web 控件中都有使用到这个机制，因此在使用大量 ASP.NET Web 控件的网页中，会有许多的 ViewState 会存放在网页中并随着 HTTP 数据流输出到客户端，ViewState 在输出时，会被加密为一组乱码字符串，其密钥值定义在电脑中，并且每一个对象都会被序列化 (serialize) 成字符串（因此若是自定义对象要放到 ViewState 时，则应要让它支持序列化），再输出到 __VIEWSTATE 字段中，在每次的网页来回时都会被传输，较大的 ViewState 会让网页大小膨胀，不利于快速的网络传输，不过 ASP.NET 本身有提供将 ViewState 关闭的功能，因此如果控件不需要状态保存时，可将它关闭以减少输出的大小。

为确保控件的事件能够确实被引发，让事件驱动能够被运行，因此控件事件引发命令时需要的参数，是交由 JavaScript 脚本在客户端引发时，填入另一个 Hidden Field（ID 为 __EVENTTARGET 以及 __EVENTARGUMENT），并且引发窗体的提交指示 (submit)，发送到服务端后，服务端的 HttpApplication 中的工具函数会解析 __EVENTTARGET 和 __EVENTARGUMENT 字段中的信息，并且交由控件所实现的 RaisePostBackEvent() 来引发事件，并由 .NET Framework 内部的事件处理机制接手处理（调用控件设置的事件处理函数）。

在 ASP.NET 运行的时候，经常会有网页的来回动作 (round-trip)，在 ASP.NET 中称为 PostBack，在传统的 ASP 技术上，判断网页的来回是需要由开发人员自行撰写，到了 ASP.NET 时，开发人员可以用 Page.IsPostBack 机能来判断是否为第一次运行（当 ASP.NET 发现 HTTP POST 要求的数据是空值时），它可以保证 ASP.NET 的控件事件只会运行一次，但是它有个缺点（基于 HTTP POST 本身的缺陷），就是若用户使用浏览器的刷新功能（按 F5 或刷新的按钮）刷新网页时，最后一次运行的事件会再被运行一次，若要避免这个状况，必须要强迫浏览器清空缓存才可以。

ASP.NET 2.0 中有新增三个来回模式：

来回模式不仅是 ASP.NET 运作时的核心，它也是 ASP.NET 应用程序的一个主要缺点，尤其是在设计复杂度高的页面时，在网页中隐藏的 ViewState 的大小会相当大，而在每次的来回动作中，都会发送 ViewState 在内的窗体信息，大量的 ViewState 会使得发送的时间拉长，而且每次来回动作都会让整个网页被刷新，而出现闪烁的情况（就算在本地端也一样），但在AJAX技术尚未成熟时，只能够忍受这种因底层限制所带来的问题，在ASP.NET AJAX技术发展出来后，透过UpdatePanel成功的缓解了这个问题（但 ViewState 发送的问题仍然未根本的解决，必须要使用像 Page Method 这样的方式才能彻底的解决）。

熟悉 ASP 技术的人都知道，代码都是混在 HTML 标签之间，以输出预期需要的 HTML 指令，这个技术在 ASP.NET 中，由各控件的绘制 (Render) 机制包装起来了，绘制机制装载了 HtmlTextWriter 对象，由它来产生 HTML 指令，它会输出至 HttpContext 的 Response 输出数据流中（即 ASP 技术的 Response.Write()），下列代码为绘制技术的示例：

 protected override void Render(HtmlTextWriter output) {    if ( (HasControls()) && (Controls is LiteralControl) )     {        output.Write("<H2>Your Message: " + ((LiteralControl) Controls).Text + "</H2>");    }}

为了让控件的输出有层次结构性，ASP.NET 开发了一个可以层次结构化输出控件 HTML 指令的方式，称为控件树 (Control Tree)，借由控件树，可以让各个控件的输出可以层次结构化，不论是否是收纳型控件，还是一般型的控件，都可以按照控件的顺序来输出。

状态管理 (state management) 在Web应用程序中，一向是很重要的课题，良好的状态管理可以帮助开发人员发展出具有状态持续能力的应用程序（像是工作流程型应用程序或是电子商务应用程序），但状态管理功能会视应用程序的部署状态以及信息的共享程度来选择，在 ASP.NET 中，分为服务端状态管理以及客户端状态管理，客户端状态管理为ViewState以及Cookies，服务端状态管理则是Session与Application对象。它们的差异点在于：

Application 对象会在应用程序的 Application_OnStart 事件中初始化，并使用名称来识别数据（它是一个 NameObjectCollectionBase 集合的实现品），它会存储在应用程序的范围内，所有的连线（用户）都可以使用，属于共享型的存储体，适合存储所有用户都可使用的数据，在多人使用的情况下，可以适当的使用 Lock/Unlock 的机制来确保应用程序状态的更新。

Application.Lock();Application =     ((int)Application)+1;Application.UnLock();

连线层级对象

连线层级的对象是 Session，以浏览器的运行个体为识别单位，数据依浏览器的运行个体来存储，在浏览器的运行个体第一次连到应用程序时，ASP.NET会设置一个Session ID，并且使用它来识别 Session，每一个 Session 都是 ICollection 与 IEnumerate 的实现，用 key 来识别数据值，并且具有时间的限制 (timeout)，若超出时限时服务器会自动清理掉，默认的 Session 时限为 20 分钟。Session ID 的算法是由 RNGCryptoServiceProvider（密码编译随机数产生器提供者）产生，并编码成一个 Session ID 字符串（例如 anf4vuup3xiq0arjlqla2l55 这样的字符串）存储在服务器中，用以识别不同的 Session 个体。

为因应不同的客户端，ASP.NET 设计了不同的 Session ID 存放机制，像是旧式的浏览器或是移动客户端这种不支持本地存储cookie的设备时，ASP.NET 可以直接在 URL 中加上 Session ID 的识别，像是 http://www.example.org/(anf4vuup3xiq0arjlqla2l55)/profile.aspx 这样的 URL，可以由开发人员自行设置，或是使用 AutoDetect 设置来让 ASP.NET 自行判断要使用的 Session ID 存放方式。

Session ID 的产生方法可以由程序开发人员自定义，借由改写 SessionIDManager 的 CreateSessionID() 方法来自定义。

using System;using System.Configuration;using System.Web.Configuration;using System.Web;using System.Web.SessionState;namespace Samples.AspNet.Session{  public class GuidSessionIDManager : SessionIDManager  {    public override string CreateSessionID(HttpContext context)    {      return Guid.NewGuid().ToString();    }    public override bool Validate(string id)    {      try      {        Guid testGuid = new Guid(id);        if (id == testGuid.ToString())          return true;      }      catch      {      }      return false;    }  }}

跨机器状态管理

状态管理在单一服务器上，可以存储在服务器的存储器中，但若是在大型网站中，使用许多的 Web 服务器来实行负载平衡（Load Balancing）处理时，会有状态存储在哪个位置的问题，因此需要有一个可以在每个 Web 服务器之间做状态存储的介质，像是独立的服务器或是数据库等等。在 ASP.NET 中支持了四种状态存储的介质：

ASP.NET 是开发 Web 应用程序的基础架构 (framework)，除了它内部的运作方法外，对外也显露了许多的开发支持，让开发人员可以利用它来发展出许多强大的 Web 应用程序解决方案。

ASP.NET 最基础的底层为网页 (Page)，网页由 System.Web.UI.Page 类别来提供基础支持，包含了页面的事件以及对象绘制的引发点（Page 类别本身是一个 HTTP Handler 的实现品）。ASP.NET 网页在微软的官方名称中，称为 Web Form，除了是要和Windows Forms作分别以外，同时也明白的刻划出了它的主要功能：“让开发人员能够像开发 Windows Forms 一样的方法来发展 Web 网页”。因此 ASP.NET Page 所要提供的功能就需要类似 Windows Forms 的窗体，每个 Web Form 都要有一个 <form runat="server"></form> 区块，所有的 ASP.NET 服务器控件都要放在这个区域中，这样才可以让 ViewState 等服务器控制能够顺畅的运作。

在网页中也可以使用代码，以类似于ASP时代的撰写方式来开发，此种开发方式称为 inline code，在 ASP.NET 的程序开发模式中，inline code ，要放在 <script runat="server"></script> 区域中，如下列的示例程序：

ASP.NET

连线层级对象

跨机器状态管理

编译模型

Web Service支持

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