.NET学习记录3

一、ASP.NET ISAPI与IIS

IIS如何监听来自外界的http request ，如何根据ISAPI Extension Maping 将对于不同的resource的请求分发给不同的ISAPI Extension ，基于ASP.NET Resource 的ASP.NET ISAPI 如何将Request传递给ASP.NET Runtime环境，首先看看IIS的处理过程然后在介绍托管ASP.NETRuntime环境对传入的Http request 的处理过程。

IIS5一个最显著的特征就是Web Server 好人真正的ASP.NET  Application的分离。作为Web Server的IIS 运行在一名为InetInfo.exe的进程中，InetInfo.Exe是一个namtive  Executive,并不是一个托管的程序，而我们真正的ASP.NET Application 则是一个运行在aspnet_wp的WorkerProcess上面，在该进程初始化的时候会加载CLR所以这是一个托管的环境。

 下面说说aspnet_wp如何创建，aspnetInfo.exe如何进行通信，以及简单的介绍在aspnet_wp中如何将request导入ASP.NET Runtime Pipeline。

我们通过创建虚拟目录将资源host到IIS下，原则上我们可以通过IIS 访问设置与虚拟目录下的所有resource 。这不仅仅包含一些静态的资源文件，比如图片、html、css、js等。比如还有动态文件aspx、asmx、ascx等等。我们还可以将Remoting和WCFService host 到IIs下。对于一些静态的文件，IIS直接提取对应的文件将其作为HttpResponse返回给Client，但是对于一些需要进一步处理的动态执行文件，IIS必须将Request进一步传递给对应的处理程序，待处理程序执行完毕获得最终的HttpResponse通过IIS返回给Client。对于IIS来说，这些处理程序通过ISAPI Extension来体现。对于基于ASP.NET 的Resource，其对应的ISAPI Extension 为ASP.NET ISAPI,通过一个aspnet_isapi.dll承载。IIS的Metadata database 维护着一个称为ISAPI Extension Mapping的数据表，负责将不同类型的Resource 映射到对应的ISAPI Extension。

 

上图展示了一个基于ASP.NET Resource (以aspx为例)的http request 的流程。首先用户先通过浏览器请求一个aspx page ，浏览器请求的WebServer 也就是目标主机的IIIS 。IIS运行在一个InetInfor.exe的进程中，inetfo.exe是一个Native Executive，并非一个托管的程序。IIS分析Request的目标资源文件的扩展名（这里是aspx），通过ISAPI Extension Mapping获知的ISAPI为ASP.NET ISAPI于是加载aspnet_isapi.dll。到此为止该Request交由ASP.NET ISAPI处理。ASP.NET ISAPI会创建一个叫做aspnet_wp.exe 的Worker Process（如果不存在的话），在aspnet_wp.exe初始化的时候会加载CLR ,从而为ASP.NET Application 创建一个托管的运行环境。CLR初始化会使用两个重要的dll ：AppmanagerAppDomainFactory和ISAPI Runtime。通过AppManagerAppDomainFactory的creste方法创建一个ApplicationDomain，通过ISAPIRuntime的Process Request 处理Request，进而将流程拖到ASP.NETHttp Runtime Pipline 的范畴。ASP.NETHttp Runtime Pipline对Request的处理是一个复杂的过程，一会在研究（参考上面ASP.NET 请求反编译代码的图片），他接管Request 最终生成html，这基本上就是整个处理流程，很简单。

还有几点要注意的特别指出：

1. 首先，同一台主机上同一时间只能运行一个aspnet_wp进程，每个基于虚拟目录的ASP.NET Application对应一个ApplicationDomain，也就是说每个Application都运行在同一个Worker Process中，Application之间的隔离是基于Application Domain的而不是基于Process的。
2. 其次，ASP.NET ISAPI不但负责aspnet_wpWorker Process，而且负责监控该程序，如果检测到aspnet_wp的Prefromance降低到某个设定的下限，ASP.NET ISAPI 会负责结束掉该进程。当aspnet_wp结束掉以后后续的Request会导致ASP.NET ISAPI 重新创建新的aspnet_wp Worker Process  。
3. 由于IIS 和Application运行在各自进程中，他们之间的通信必须采用特定的通信机制。本质上IIS所在的InetIfo进程和Worker Process 之间的通信是同一台机器不同进程的通信，处于Performance的考虑，他们之间采用Named Pipe的通信机制。ASP.NET ISAPI和Worker Process之间的通信通过他们之间的一组Pipe实现。同样处于Performance的原因，ASP.NET ISAPI 通过异步方式将Request传到WorkerProcess并获得Response，但是WorkerProcess是同步方式向ASP.NET ISAPI 获得一些Server变量。

二、IIS 6 based Process Model

与IIS 5.x不同，W3SVC从InetInfo.exe进程脱离出来（对于IIS6.0来说，InetInfo.exe基本上可以看作单纯的IIS管理进程），运行在另一个进程SvcHost.exe中。不过W3SVC的基本功能并没有发生变化，只是在功能的实现上作了相应的改进。与IIS 5.x一样，元数据库（Metabase）依然存在于InetInfo.exe进程中。

 图2 IIS 6与ASP.NET

当HTTP.SYS监听到用户的HTTP请求后，将其分发给W3SVC。W3SVC解析出请求的URL，并根据从Metabase获取的URL与Web应用之间的映射关系得到目标应用，并进一步得到目标应用运行的应用程序池或者工作进程。如果工作进程不存在（尚未创建或者被回收），则为该请求创建新的工作进程，工作进程的这种创建方式被称为请求式创建。在工作进程的初始化过程中，相应的ISAPI.dll被加载，对于ASP.NET应用来说，被加载的ISAPI.dll为Aspnet_ispai.dll。ASP.NET ISAPI再负责进行CLR的加载、AppDomain创建、Web Application的初始化等。

作为Host 基于Http Application的IIS来说，这两方面就显得尤为重要了。我们从IIS 5.x到IIS 6 的演变，不难看出IIS 6在前一个版本基础上所作的改进也是基于这两个方面。在介绍IIS 6的处理模型之前，我们先看看IIS 5.x都什么样缺陷：

1. 首先从Performance上看，IIS和application运行在不同的进程中，虽然他们之间采用了基于Named Pipe的异步通信方式，但是一个基于进程之间的通信对性能的影响确实不能从根本上解决。

2. 其次，从Reliability来考虑，一台机器上只能运行一个worker process，每个Application运行在同一个进程中，虽然基于Application Domain的隔离能提供一定的Reliability，但是一旦真个进程崩溃，所有的Application都受影响。所以我们有时候需要提供一个基于Process的隔离性。

基于Reliability的改进，IIS 6引入了Application Pool。顾名思义，Application Pool就是一个application的容器，在IIS 6中，我们可以创建若干Application Pool，在创建Web Application的时候，我们为它指定一个既定的application pool。在运行的时候，一个Application对应一个Worker Process：w3wp.exe。也就是说，和前一个版本的IIS不同的是，对于IIS 6来说，同一台机器上可以同时运行多个Worker Process，每个Worker Process中的每个Application domain对应一个Application。这样，Application之间不但能提供Application Domain级别的隔离，你也可以将不同的Application置于不同的Application Pool中，从而基于Process级别的隔离。对于Host 一些重要的Application来说，这样的方式可以提供很好的Reliability。

在Performance方面，IIS 5.x是通过InetInfo.exe监听Request并把Request分发到Work Process。换句话说，在IIS 5.x中对Request的监听和分发是在User Mode中进行，在IIS 6中，这种工作被移植到kernel Mode中进行，所有的这一切都是通过一个新的组件：http.sys来负责。

 

 

HTTP.SYS与W3Wp.exe

上图基本上演示了IIS 6整个处理过程。在User Mode下，http.sys接收到一个基于aspx的http request，然后它会根据IIS中的Metabase查看该基于该Request的Application属于哪个Application Pool，如果该Application Pool不存在，则创建之。否则直接将request发到对应Application Pool的Queue中。我上面已经说了，每个Application Pool对应着一个Worker Process：w3wp.exe，毫无疑问他是运行在User Mode下的。在IIS Metabase中维护着Application Pool和worker process的Mapping。WAS（Web Administrative service（网络管理服务））根据这样一个mapping，将存在于某个Application Pool Queue的request 传递到对应的worker process(如果没有，就创建这样一个进程)。在worker process初始化的时候，加载ASP.NET ISAPI，ASP.NET ISAPI进而加载CLR。最后的流程就和IIS 5.x一样了：通过AppManagerAppDomainFactory的Create方法为Application创建一个Application Domain；通过ISAPIRuntime的ProcessRequest处理Request，进而将流程进入到ASP.NET Http Runtime Pipeline。

IIS 7的ASP.NET请求处理过程

 

上图的8个步骤分别如下：

　　1、当客户端浏览器开始HTTP请求一个WEB服务器的资源时，HTTP.sys拦截到这个请求。

　　2、HTTP.sys contacts WAS to obtain information from the configuration store.

　　3、WAS向配置存储中心请求配置信息。applicationHost.config。

　　4、WWW服务接受到配置信息，配置信息指类似应用程序池配置信息，站点配置信息等等。

　　5、WWW服务使用配置信息去配置HTTP.sys处理策略。

　　6、WAS(网络管理服务) starts a worker process for the application pool to which the request was made.

　　7、The worker process processes the request and returns a response to HTTP.sys.

　　8、客户端接受到处理结果信息。

　　W3WP.exe进程中又是如果处理得呢?? IIS 7 的应用程序池的托管管道模式分两种：经典和集成。这两种模式下处理策略各不相通。

　　IIS 6 以及 IIS7 经典模式的托管管道的架构

　　在IIS7之前，ASP.NET是以IIS ISAPI extension的方式外加到IIS，其实包括ASP以及PHP，也都以相同的方式配置(PHP在IIS采用了两种配置方式，除了IIS ISAPI extension的方式，也包括了CGI(公共网关接口（Common Gateway Interface）)的方式，系统管理者能选择PHP程序的执行方式)，因此客户端对IIS的 HTTP请求会先经由IIS处理，然后IIS根据要求的内容类型，如果是HTML静态网页就由IIS自行处理，如果不是，就根据要求的内容类型，分派给各自的IIS ISAPI extension;如果要求的内容类型是ASP.NET，就分派给负责处理ASP.NET的 IIS ISAPI extension，也就是aspnet_isapi.dll。下图是这个架构的示意图。

　　IIS 7 应用程序池的托管管道模式经典模式也是这样的工作原理。这种模式是兼容IIS 6 的方式，以减少升级的成本。

 

　　IIS6的执行架构图，以及IIS7应用程序池配置成经典模式的执行架构图

　　IIS 7 应用程序池的 托管管道模式 集成模式

　　而IIS 7 完全整合.NET之后，架构的处理顺序有了很大的不同(如下图)，最主要的原因就是ASP.NET从IIS插件(ISAPI extension)的角色，进入了IIS核心，而且也能以ASP.NET模块负责处理IIS 7 的诸多类型要求。这些ASP.NET模块不只能处理ASP.NET网页程序，也能处理其他如ASP程序、PHP程序或静态HTML网页，也因为ASP.NET的诸多功能已经成为IIS 7 的一部份，因此ASP程序、PHP程序或静态HTML网页等类型的要求，也能使用像是Forms认证(Forms Authentication)或输出缓存(Output Cache)等ASP.NET 2.0的功能(但须修改IIS 7 的设定值)。也因为IIS 7 允许自行以ASP.NET API开发并加入模块，因此ASP.NET网页开发人员将更容易扩充IIS 7和网站应用程序的功能，甚至能自行以.NET编写管理IIS 7 的程序(例如以程控IIS 7 以建置网站或虚拟目录)。

 

　　IIS 7 的执行架构图(集成托管信道模式下的架构)

　　小结

　　IIS5到 IIS6的改进，主要是HTTP.sys的改进。

IIS6到 IIS7的改进，主要是ISAPI的改进。