ASP.NET Core 运行原理

一时失言乱红尘 2021-07-04 15:43 428阅读 0赞

## 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。

![20191121094705624.png][]

`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(); //允许应用程序提供静态资源
                                       
                app.UseMvc(routes =>
                { 
                    routes.MapRoute(
     
                        name: "default",
     
                        template: "{controller=Home}/{action=Index}/{id?}");
     
                }); //将MVC添加到管道并允许配置路由
            }
        }
    }

`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，管道就是由多个中间件构成，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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