ASP.NET Core 运行原理剖析
1.1. 概述
在ASP.NET Core之前，ASP.NET Framework应用程序由IIS加载。Web应用程序的入口点由InetMgr.exe创建并调用托管。以初始化过程中触发HttpApplication.Application_Start()事件。开发人员第一次执行代码的机会是处理Application_StartGlobal.asax中的事件。在ASP.NET Core中，Global.asax文件不再可用，已被新的初始化过程替代。
ASP.NET Core 应用程序是在.NET Core 控制台程序下调用特定的库，这是ASP.NET Core应用程序开发的根本变化。所有的ASP.NET托管库都是从Program开始执行，而不是由IIS托管。也就是说.NET工具链可以同时用于.NET Core控制台应用程序和ASP.NET Core应用程序。
using System;
using Microsoft.AspNetCore.Hosting;
namespace aspnetcoreapp
{
public class Program
{
public static void Main(string[] args)
{
var host = new WebHostBuilder()
.UseKestrel() //指定宿主程序为Kestrel
.UseStartup<Startup>()// 调用Startup.cs类下的Configure 和 ConfigureServices
.Build();
host.Run();
}
}
}
以上是Program类中Main方法的示例代码，Main方法负责初始化Web主机，调用Startup和执行应用程序。主机将调用Startup类下面的Configure和ConfigureServices方法。
1.2. 文件配置
1.2.1. Starup文件配置
对于一个ASP.NET Core 程序而言，Startup 类是必须的。ASP.NET Core在程序启动时会从Program类中开始执行，然后再找到UseStartup<Startup>中找到配置的Startup的类，如果不指定Startup类会导致启动失败。
在Startup中必须定义Configure方法，而ConfigureServices方法则是可选的，方法会在程序第一次启动时被调用，类似传统的ASP.NET MVC的路由和应用程序状态均可在Startup中配置，也可以在此初始化所需中间件。
Configure
在ASP.NET Core 应用程序中Configure方法用于指定中间件以什么样的形式响应HTTP请求。
using System;
using Microsoft.AspNetCore.Builder;
using Microsoft.AspNetCore.Hosting;
using Microsoft.AspNetCore.Http;
namespace aspnetcoreapp
{
public class Startup
{
public Startup(IConfiguration configuration)
{
Configuration = configuration;
}
public IConfiguration Configuration { get; }
public void Configure(IApplicationBuilder app, IHostingEnvironment env)
{
if (env.IsDevelopment())
{
app.UseDeveloperExceptionPage();
app.UseBrowserLink();
}
else
{
app.UseExceptionHandler("/Home/Error");
}
app.UseStaticFiles();
app.UseMvc(routes =>
{
routes.MapRoute(
name: "default",
template: "{controller=Home}/{action=Index}/{id?}");
});
}
}
}
ASP.NET Core是通过对IApplicationBuilder进行扩展来构建中间件的， 上面代码中每个use扩展方法都是将中间件添加到请求管道。也可以给Configure方法附加服务（如：IHostingEnvironment）这些服务在ConfigureServices方法中被初始化。
用ASP.NET Core项目模板添加的应用程序，默认添加的几个中间件：
- UseStaticFiles 允许应用程序提供静态资源。
- UseMvc 将MVC添加到管道并允许配置路由。
ConfigureServices
ConfigureServices方法是应用程序运行时将服务添加到容器中，用ASP.NET Core项目模板的时候默认会将MVC的服务添加到容器中：
public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
{
services.AddMvc();
}
接下来举一个例子，在实际应用中ConfigureServices方法和Configure方法配合使用，在ASP.NET Core中有一个UI开发框架Telerik UI for ASP.NET Core，它有60多个UI组件，不仅支持ASP.NET Core的跨平台布署模式，而且还支持前端自适应渲染。
当在项目中应用Telerik UI的时候，首先在项目中引用相关的包，然后再在ConfigureServices方法中将Kendo UI服务添加到容器中：
public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
{
services.AddKendo();
}
接下来，在Configure中设置Kendo UI
public void Configure(IApplicationBuilder app, IHostingEnvironment env)
{
//...
app.UseKendo(env);
}
1.2.2. appsetting.json配置
Configuration API 提供了一个基于键-值对来配置应用程序的方法，在运行时可以从多个来源来读取配置。键-值对可以分组形成多层结构。键-值对可以配置在不同的地方，如：文件、内存等，其中放在内存中不能持久化，这里笔者选择将其配置在appsetting.json文件里面。
配置appsetting文件
{
"key1": "字符串",
"key2": 2,
"key3":true,
"parentObj": {
"key1": "sub-key1"
},
"members": [
{
"name": "Lily",
"age": "18"
},
{
"name": "Lucy",
"age": "17"
}
]
}
一个分层结构的JSON文件，键（如：key1）作为索引器，值作为参数，类型可以为：字符串、数字、布尔、对象、数组。下面具体来看下在应用中怎样使用。
在应用程序加加载和应用配置文件
public static IConfigurationRoot Configuration { get; set; }
public static void Main(string[] args = null)
{
var builder = new ConfigurationBuilder()
.SetBasePath(Directory.GetCurrentDirectory())
.AddJsonFile("appsettings.json");
Configuration = builder.Build();
Console.WriteLine($"key1 = {Configuration["key1"]}");
Console.WriteLine($"key2 = {Configuration["key2"]}");
Console.WriteLine(
$"subkey1 = {Configuration["parentObj:key1"]}");
Console.WriteLine();
Console.WriteLine("members:");
Console.Write($"{Configuration["members:0:name"]}, ");
Console.WriteLine($"age {Configuration["members:0:age"]}");
Console.Write($"{Configuration["members:1:name"]}, ");
Console.WriteLine($"age {Configuration["members:1:age"]}");
Console.WriteLine();
Console.WriteLine("Press a key...");
Console.ReadKey();
}
由于加载的是一个JSON文件,所以文件加载进来以后程序可以直接将它当作一个JSON对象来使用。如果有过动态语言使用经验的同学来说这种方式就比较熟悉了。只在这里访问属性的时候将平时常见的.变成了:，这和写的JSON对象更接近。
1.3. 处理管道（中间件）
在ASP.NET Core应用程序中使用中间件，应用程序所做的任何事情（包括服务器中的静态文件）都是由中间件来完成的。没有任何中间件的应用程序在请求的出错时候简单返回404 Not Found。中间件可以让您完全控制请求的处理方式，并且让您的应用程序更加精简。
当接收到一个请求时，请求会交给中间件构成的中间件管道进行处理，管道就是多个中间件构成，请求从一个中间件的一端进入，从中间件的另一端出来，每个中间件都可以对HttpContext请求开始和结束进行处理：
在ASP.NET Core中可以用Run、Map和Use三种方式来配置HTTP管道。Run 方法称为短路管道（因为它不会调用 next 请求委托）。因此，Run方法一般在管道尾部被调用。Run 是一种惯例，有些中间件组件可能会暴露他们自己的 Run方法，而这些方法只能在管道末尾处运行。下面两段代码是等效的，因为Use没有调用next方法
Run方法示例代码
public void Configure(IApplicationBuilder app, IHostingEnvironment env)
{
app.Run(async context =>
{
await context.Response.WriteAsync("environment " + env);
});
}
Use方法不执行next时示例代码
public void Configure(IApplicationBuilder app, IHostingEnvironment env)
{
app.Use(async (context, next) =>
{
await context.Response.WriteAsync("environment " + env);
});
}
在.NET Core 中约定了Map*扩展被用于分支管道，当前的实现已支持基于请求路径或使用谓词来进入分支。Map扩展方法用于匹配基于请求路径的请求委托。Map只接受路径，并配置单独的中间件管道的功能。
private static void HandleMapUrl(IApplicationBuilder app)
{
app.Run(async context =>
{
await context.Response.WriteAsync("Map Url Test Successful");
});
}
public void ConfigureMapping(IApplicationBuilder app, IHostingEnvironment env)
{
app.Map("/mapurl", HandleMapUrl);
}
上例中是一个用Map方法来接受路径进入分支管道，也就是说所有基于/mapurl路径请求都会被管道中的HandleMapUrl方法所处理；如果想用谓词来进入中间件分支，则要使用MapThen方法。MapThen方法允许以一种非常灵活的方式构建中间管道。比如可以检测查询字符串是否具有'branch'来进入分支：
private static void HandleBranch(IApplicationBuilder app)
{
app.Run(async context =>
{
await context.Response.WriteAsync("Branch used.");
});
}
public void Configure(IApplicationBuilder app)
{
app.MapWhen(context => {
return context.Request.Query.ContainsKey("branch");
}, HandleBranch);
}
1.4 总结
- 这节讲解了ASP.NET Core在运行时首先加载
Program类下面的Main方法，在Main方法中指定托管服务器，并调用Startup类中的Configure和ConfigureServices方法等完成初始化； - 在ASP.NET Core中 HTTP请求是以中间件管道的形式进行处理，每个中间件都可以在HTTP请求开始和结束处理对它进行处理；
- ASP.NET Core可以构建跨平台应用，服务运行在Http.Sys（仅适用于Windows平台）和Kestrel上，不需要用IIS进行托管，所以相比传统ASP.NET来说性能更高效也更加灵活。
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