ASP.NET HTTP运行时组成详解

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&#151，它是一个内置的弱帐户，在功能上与 ASPNET 等价。

　　辅助进程受一个名为进程回收 (Recycling) 的功能的控制。进程回收具有 aspnet_isapi 功能，当现有进程消耗的内存太多、响应太慢或挂起时可以自动启动新进程。出现这种情况时，新请求将由新实例处理，新实例从而变成新的活动进程。但是，指定给旧进程的所有请求仍保持挂起状态。如果旧进程结束了挂起的请求并进入空闲状态，该进程即终止。如果辅助进程崩溃，或者由于其他原因停止处理请求，则所有挂起的请求将被重新指定给新进程。

　　尽管 ASP.NET ISAPI 和辅助进程是 ASP.NET 运行时结构的主要组成部分，但还有其他一些可执行文件也发挥着作用。下表列出了所有这些组件。

　　表 1：构成 ASP.NET 运行时环境的可执行文件

名称	类型	帐户
aspnet_isapi.dll	Win32 DLL（ISAPI 扩展）	LOCAL SYSTEM
aspnet_wp.exe	Win32	EXE ASPNET
aspnet_filter.dll	Win32 DLL（ISAPI 筛选器）	LOCAL SYSTEM
aspnet_state.exe	Win32 NT	Service ASPNET

　　aspnet_filter.dll 组件是一个小的 Win32 ISAPI 筛选器，用来备份 ASP.NET 应用程序的无 Cookie 会话状态。在 Windows Server 2003 中，当启用 IIS 6 进程模型时，aspnet_filter.dll 还将筛选出 Bin 目录中对非可执行资源的请求。

　　aspnet_state.exe 的作用对 Web 应用程序更为重要，因为它用于管理会话状态。该项服务是可选的，可以用来在 Web 应用程序内存空间之外保存会话状态数据。该可执行文件是一种 NT 服务，既可以在本地运行，也可以远程运行。当该服务被激活后，可以将 ASP.NET 应用程序配置为将所有会话信息保存在此进程的内存中。一种类似的方案是提供更为可靠的数据存储方式，不受进程回收和 ASP.NET 应用程序故障的影响。该服务在 ASPNET 本地帐户下运行，但可以使用服务控制管理器 (Service Control Manager) 接口来配置它。

　　另一个应该介绍的可执行文件是 aspnet_regiis.exe，尽管严格来讲，它并不属于 ASP.NET 运行时结构。该实用程序可以用来配置环境，以在一台计算机上并行执行不同版本的 ASP.NET，还可用于维修 IIS 和 ASP.NET 损坏的配置。该实用程序的工作方式是更新存储在 IIS 配置数据库的根目录和子目录中的脚本映射。脚本映射是资源类型和 ASP.NET 模块之间的一种关联关系。最后，还可以使用该工具来显示已安装的 ASP.NET 版本的状态，执行其他配置操作，如授予对特定文件夹的 NTFS 权限、创建客户脚本目录。