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ASP.NET ViewState 初探

Posted on 2005-08-03 17:54  wtiancai  阅读(1266)  评论(0编辑  收藏
1。什么是 ViewState?

答案:ViewState 用于维护页面的 UI 状态。
Web 是没有状态的,ASP.NET 页面也没有状态,它们在到服务器的每个往返过程中被实例化、执行、呈现和处理。作为 Web 开发人员,您可以使用众所周知的技术(如以会话状态将状态存储在服务器上,或将页面回传到自身)来添加状态。

在 ASP.NET 之前,通过多次回传将值恢复到窗体字段中完全是页面开发人员的责任,他们将不得不从 HTTP 窗体中逐个拾取回传值,然后再将其推回字段中。幸运的是,现在 ASP.NET 可以自动完成这项任务,从而为开发人员免除了一项令人厌烦的工作,同时也无需再为窗体编写大量的代码。但这并不是 ViewState。

ViewState(英文)是一种机制,ASP.NET 使用这种机制来跟踪服务器控件状态值,否则这些值将不作为 HTTP 窗体的一部分而回传。例如,由 Label 控件显示的文本默认情况下就保存在 ViewState 中。作为开发人员,您可以绑定数据,或在首次加载该页面时仅对 Label 编程设置一次,在后续的回传中,该标签文本将自动从 ViewState 中重新填充。因此,除了可以减少繁琐的工作和代码外,ViewState 通常还可以减少数据库的往返次数。

2。ViewState 的工作原理

ViewState 确实没有什么神秘之处,它是由 ASP.NET 页面框架管理的一个隐藏的窗体字段。当 ASP.NET 执行某个页面时,该页面上的 ViewState 值和所有控件将被收集并格式化成一个编码字符串,然后被分配给隐藏窗体字段的值属性(即 <input type=hidden>)。由于隐藏窗体字段是发送到客户端的页面的一部分,所以 ViewState 值被临时存储在客户端的浏览器中。如果客户端选择将该页面回传给服务器,则 ViewState 字符串也将被回传。在上面的图 2 中可以看到 ViewState 窗体字段及其回传的值。

回传后,ASP.NET 页面框架将解析 ViewState 字符串,并为该页面和各个控件填充 ViewState 属性。然后,控件再使用 ViewState 数据将自己重新恢复为以前的状态。

关于 ViewState 还有三个值得注意的小问题。

  1. 如果要使用 ViewState,则在 ASPX 页面中必须有一个服务器端窗体标记 (<form runat=server>)。窗体字段是必需的,这样包含 ViewState 信息的隐藏字段才能回传给服务器。而且,该窗体还必须是服务器端的窗体,这样在服务器上执行该页面时,ASP.NET 页面框架才能添加隐藏的字段。
  2. 页面本身将 20 字节左右的信息保存在 ViewState 中,用于在回传时将 PostBack 数据和 ViewState 值分发给正确的控件。因此,即使该页面或应用程序禁用了 ViewState,仍可以在 ViewState 中看到少量的剩余字节。
  3. 在页面不回传的情况下,可以通过省略服务器端的 <form> 标记来去除页面中的 ViewState。

3。充分利用 ViewState

ViewState 为跨回传跟踪控件的状态提供了一条神奇的途径,因为它不使用服务器资源、不会超时,并且适用于任何浏览器。如果您要编写控件,那么肯定需要了解如何在控件中维护状态(英文)。

4。选择会话状态还是 ViewState?

在某些情况下,将状态值保存在 ViewState 中并不是最佳选择,最常用的替代方法就是会话状态,它通常更适用于:

  • 大量的数据。由于 ViewState 增加了发送到浏览器的页面的大小(HTML 有效负载),同时也增加了回传的窗体的大小,因此不适合存储大量数据。
  • 未在 UI 中显示的安全数据。尽管 ViewState 数据已被编码,并且可以选择对其进行加密,但始终不将数据发送到客户端才是最安全的。因此,会话是更安全的选择。(由于数据库需要额外的凭据进行验证,因此将数据存储在数据库中会更安全。可以添加 SSL 以获得更安全的链接。)但是,如果在 UI 中已经显示了该专用数据,那么您应该已经确认了链接的安全性。在这种情况下,将同样的值放入 ViewState 不会降低安全性。
  • 尚未序列化到 ViewState 中的对象,如 DataSet。ViewState 序列化程序只为一小部分常用的对象类型进行了优化,如下所示。其他可序列化的类型或许可以保留在 ViewState 中,但速度会变慢,并会生成一个非常大的 ViewState。

  会话状态 ViewState
是否使用服务器资源?
是否超时? 是,20 分钟后(默认)
是否存储所有 .NET 类型? 否,仅支持:String、Integer、Boolean、Array、ArrayList、Hashtable 和自定义 TypeConverter
是否增加“HTML 有效负载”?

5。使用 ViewState 获得最佳性能

使用 ViewState 时,每个对象都必须先序列化到 ViewState 中,然后再通过回传进行反序列化,因此使用 ViewState 并非是没有代价的。但是,如果遵循某些简单的原则对 ViewState 的成本加以控制,则通常不会产生明显的性能影响。

  • 在不需要时禁用 ViewState。下面的“减少使用 ViewState”一节将详细介绍这一问题。
  • 使用优化过的 ViewState 序列化程序。上面列出的类型具有专门的序列化程序,这些程序运行速度很快,并已经过优化,可以生成很小的 ViewState。如果要序列化一个未在上面列出的类型,可以创建一个自定义 TypeConverter 来显著提高它的性能。
  • 尽量减少使用对象,如果可能,尽量减少放入 ViewState 中的对象的数目。例如,不要使用二维字符串数组(名称/值,其对象的数目与数组的长度一样多),而应使用两个字符串数组(只有两个对象)。但是,在将两个已知类型存储在 ViewState 中之前,在这两者之间转换不会获得任何性能提高,因为这样做实际上相当于付出了两次转换的代价。

6。减少使用 ViewState

默认情况下 ViewState 将被启用,并且是由每个控件(而非页面开发人员)来决定存储在 ViewState 中的内容。有时,这一信息对应用程序并没有什么用处。尽管也没什么害处,但却会明显增加发送到浏览器的页面的大小。因此如果不需要使用 ViewState,最好还是将它关闭,特别是当 ViewState 很大的时候。

可以基于每个控件、每个页面或每个应用程序来关闭 ViewState。在以下情况中将不再需要 ViewState:

页面 控件
  • 页面不回传给自身。
  • 处理的不是控件的事件。
  • 控件没有动态的或数据绑定的属性值(或对于每一个请求它们都设置在代码中)。

DataGrid 控件是 ViewState 的一个重量级用户。默认情况下,在网格中显示的所有数据也都存储在 ViewState 中,当需要一个复杂的操作(如复杂的搜索)来获取数据时,这是非常有用的。但是,DataGrid 的这种行为有时也使得 ViewState 成为累赘。

7。禁用 ViewState

在上述示例中,我通过将网格的 EnableViewState 属性设置为 False 禁用了 ViewState。可以针对单个控件、整个页面或整个应用程序禁用 ViewState,如下所示:

每个控件(在标记上) <asp:datagrid EnableViewState="false" ?/>
每个页面(在指令中) <%@ Page EnableViewState="False" ?%>
每个应用程序(在 web.config 中) <Pages EnableViewState="false" ?/>

8。使 ViewState 更安全

由于 ViewState 没有被格式化为清晰的文本,某些人有时会认为它被加密了,其实并没有。相反,ViewState 只是进行了 Base64 编码,以确保值在往返过程中不会发生变化,而并不考虑应用程序使用的响应/请求编码。

可以向应用程序中添加两种 ViewState 安全级别:

  • 防篡改
  • 加密

需要注意的是,ViewState 安全性对于处理和呈现 ASP.NET 页面所需的时间有直接的影响。简单地说,安全性越高,速度越慢。因此如果不需要,请不要为 ViewState 添加安全性。

防篡改

尽管散列代码不能确保 ViewState 字段中实际数据的安全,但它能够显著降低有人通过 ViewState 骗过应用程序的可能性,即防止回传应用程序通常禁止用户输入的值。

可以通过设置 EnableViewStateMAC 属性来指示 ASP.NET 向 ViewState 字段中追加一个散列代码:

<%@Page EnableViewStateMAC=true %>

可以在页面级别上设置 EnableViewStateMAC,也可以在应用程序级别上设置。在回传时,ASP.NET 将为 ViewState 数据生成一个散列代码,并将其与存储在回传值中的散列代码进行比较。如果两处的散列代码不匹配,该 ViewState 数据将被丢弃,同时控件将恢复为原来的设置。

默认情况下,ASP.NET 使用 SHA1 算法来生成 ViewState 散列代码。此外,也可以通过在 machine.config 文件中设置 <machineKey> 来选择 MD5 算法,如下所示:

<machineKey validation="MD5" />

加密

可以使用加密来保护 ViewState 字段中的实际数据值。首先,必须如上所述设置 EnableViewStatMAC="true"。然后,将 machineKey validation 类型设置为 3DES。这将指示 ASP.NET 使用 Triple DES 对称加密算法来加密 ViewState 值。
<machineKey validation="3DES" />

9。Web 领域中的 ViewState 安全性

默认情况下,ASP.NET 将创建一个随机的验证密钥,并存储在每个服务器的本地安全授权 (LSA) 中。要验证在另一台服务器上创建的 ViewState 字段,两台服务器的 validationKey 必须设置为相同的值。如果要通过上述方式之一,对运行于 Web 领域配置中的应用程序进行 ViewState 安全设置,则需要为所有服务器提供一个唯一的、共享的验证密钥。

验证密钥是一个包含 20 到 64 位密码增强字节的随机字符串,用 40 到 128 个十六进制字符表示。密钥越长越安全,因此建议使用 128 个字符的密钥(如果计算机支持)。

10。总结

ASP.NET ViewState 是一种新的状态服务,可供开发人员基于每个用户来跟踪 UI 状态。ViewState 没有什么神秘之处,它只是利用了一个老的 Web 编程技巧:在一个隐藏的窗体字段中来回传递状态,并将它直接应用于页面处理框架中。但效果却非常好 - 在基于 Web 的窗体中只需编写并维护很少的代码。

用户可能并不总是需要它,但我想您在需要它的时候会发现,ViewState 是提供给页面开发人员的诸多 ASP.NET 新功能中非常令人满意的一种功能。