通过源代码研究ASP.NET MVC中的Controller和View（六）

2010-11-26 23:16 Ivony... 阅读(4944) 评论(9) 编辑收藏举报

通过源代码研究ASP.NET MVC中的Controller和View（一）

通过源代码研究ASP.NET MVC中的Controller和View（二）

通过源代码研究ASP.NET MVC中的Controller和View（三）

通过源代码研究ASP.NET MVC中的Controller和View（四）

通过源代码研究ASP.NET MVC中的Controller和View（五）

上篇谈到Controller最终把执行的操作外包给了ActionInvoker，其默认实现大体上是这么一个过程：

查找Action（FindAction）
获取参数
InvokeActionMethod
InvokeActionResult

那我先从查找Action入手研究其逻辑，其相关代码如下：

      ControllerDescriptor controllerDescriptor = GetControllerDescriptor( controllerContext );
      ActionDescriptor actionDescriptor = FindAction( controllerContext, controllerDescriptor, actionName );

首先获取了一个Controllerdescriptor，然后借助ControllerDescriptor查找ActionDescriptor。

先来看看这两个类型分别代表什么，从名称来看，应该是控制器和行为的描述符，那么具体描述了一些什么东西呢？

GetCustomAttributes和IsDefined三个方法是用于实现ICustomAttributeProvider（实现这个接口用于获取附着在描述对象的特性，System.Reflection下大部分描述元数据的类型都实现了这个接口，如Assembly、MethodInfo等）的，除此之外，主要就是FindAction和GetCanonicalActions（获取经典的行为？）。

继续来看看ActionDescriptor：

除去实现ICustomAttributeProvider之外的三个方法，我看到还有这样几个方法：

Execute( ControllerContext, IDictionary<string,string> )
GetFilters() : FilterInfo
GetParameters() : ParameterDescriptor[]
GetSelectors() : ICollection<ActionSelector>

我发现了一个有趣的事实，ControllerDescriptor通过FindAction方法可以获得一个ActionDescriptor，而ActionDescriptor又可以GetParameters来获取一个ParameterDescriptor的数组。换言之，ControllerDescriptor是一个ActionDescriptor的抽象容器，而ActionDescriptor是一个ParameterDescriptor的抽象容器。从这些名称你能看出啥？

考虑到ControllerDescriptor.ControllerType的存在，我有理由相信，ControllerDescriptor是一个依赖具体类型的描述符，换言之这是一个TypeDescriptor，而从名称来看，ParameterDescriptor应该是参数的描述符，类型描述符包含操作描述符集合，操作描述符包含参数描述符集合。直接推论：ActionDescriptor应该是一个方法描述符（MethodDescriptor），至少是一个被抽象的方法的描述符。它可以传递一些parameter来被Execute，得到一个object。即使ActionDescriptor没有对应某个具体的方法，从GetParamters和Execute来看，它至少可以被当作一个方法来发现、绑定（Bind，利用ParameterDescriptor[]）以及调用执行（Execute）。不妨顺便来看看ParameterDescriptor：

这个东西看起来的确就是一个参数描述符。思路大体上能够理顺了，那么接下来，是研究实现的时间。

看看GetControllerDescription的实现：

    protected virtual ControllerDescriptor GetControllerDescriptor( ControllerContext controllerContext )
    {
      Type controllerType = controllerContext.Controller.GetType();
      ControllerDescriptor controllerDescriptor = DescriptorCache.GetDescriptor( controllerType, () => new ReflectedControllerDescriptor( controllerType ) );
      return controllerDescriptor;
    }

首先是获取Controller的运行时类型，然后这个DescriptorCache.GetDescriptor从名字和调用上可以大体上猜测，这个方法会首先到缓存中根据controllerType查找有没有缓存的东东，如果没有，就调用后面的匿名方法创建实例返回并缓存，来证实一下：

  internal sealed class ControllerDescriptorCache : ReaderWriterCache<Type, ControllerDescriptor>
  {
 
    public ControllerDescriptorCache()
    {
    }
 
    public ControllerDescriptor GetDescriptor( Type controllerType, Func<ControllerDescriptor> creator )
    {
      return FetchOrCreateItem( controllerType, creator );
    }
 
  }

FetchOrCreateItem这个方法名进一步的证实了猜测，我们继续看这个方法的实现：

    protected TValue FetchOrCreateItem( TKey key, Func<TValue> creator )
    {
      // first, see if the item already exists in the cache
      _rwLock.EnterReadLock();
      try
      {
        TValue existingEntry;
        if ( _cache.TryGetValue( key, out existingEntry ) )
        {
          return existingEntry;
        }
      }
      finally
      {
        _rwLock.ExitReadLock();
      }
 
      // insert the new item into the cache
      TValue newEntry = creator();
      _rwLock.EnterWriteLock();
      try
      {
        TValue existingEntry;
        if ( _cache.TryGetValue( key, out existingEntry ) )
        {
          // another thread already inserted an item, so use that one
          return existingEntry;
        }
 
        _cache[key] = newEntry;
        return newEntry;
      }
      finally
      {
        _rwLock.ExitWriteLock();
      }
    }

结果已经非常明朗，_rwLock的EnterXXX和ExitXXX方法显然是进入和退出读锁以及写锁。去掉这些同步代码看起来就会是这样：

    protected TValue FetchOrCreateItem( TKey key, Func<TValue> creator )
    {
 
      TValue existingEntry;
      if ( _cache.TryGetValue( key, out existingEntry ) )
        return existingEntry;
 
      TValue newEntry = creator();
      _cache[key] = newEntry;
      return newEntry;
    }

现在答案就是一目了然的了。

缓存的逻辑并非主线，还是回到GetControllerDescriptor继续分析。根据之前被证实的猜测，最终创建ControllerDescriptor的，就是这个匿名方法：

() => new ReflectedControllerDescriptor( controllerType )

换言之，其实的GetControllerDescriptor的实现大体上就是这样：

    protected virtual ControllerDescriptor GetControllerDescriptor( ControllerContext controllerContext )
    {
      return new ReflectedControllerDescriptor( controllerContext.Controller.GetType() ) );
    }
创建ControllerDescriptor也就是利用Controller的运行时类型创建一个ReflectedControllerDescriptor的实例而已。这进一步证实了ControllerDescriptor其实是一个TypeDescriptor的猜测。

接下来看FindAction的实现：

    protected virtual ActionDescriptor FindAction( ControllerContext controllerContext, ControllerDescriptor controllerDescriptor, string actionName )
    {
      ActionDescriptor actionDescriptor = controllerDescriptor.FindAction( controllerContext, actionName );
      return actionDescriptor;
    }

FindAction啥活儿也没干，直接把工作又外包给了刚创建的ControllerDescriptor对象，我们知道ControllerDescriptor其实是一个ReflectedControllerDescriptor的实例，所以来看看这个实例的实现：

    public override ActionDescriptor FindAction( ControllerContext controllerContext, string actionName )
    {
      if ( controllerContext == null )
      {
        throw new ArgumentNullException( "controllerContext" );
      }
      if ( String.IsNullOrEmpty( actionName ) )
      {
        throw new ArgumentException( MvcResources.Common_NullOrEmpty, "actionName" );
      }
 
      MethodInfo matched = _selector.FindActionMethod( controllerContext, actionName );
      if ( matched == null )
      {
        return null;
      }
 
      return new ReflectedActionDescriptor( matched, actionName, this );
    }

调用了_selector的FindActionMethod方法来得到一个方法信息（MethodInfo）然后用这个方法来创建一个ReflectedActionDescriptor的实例。看来刚才的猜测一点没错，ActionDescriptor的确是一个方法的描述符。那么，这个_selector又是什么？

    private readonly ActionMethodSelector _selector;

哈，又引入了一个新的类型ActionMethodSelector，从名字来看，这个类完全是为了Select一个Method而存在的。这个类型没有任何派生类，也不派生自任何类，并且还是一个密封类（sealed），职责也非常明确，就是选择ActionMethod，而这个 ActionMethod应该就是我们在控制器中写的什么Index或是 About方法。

还是来看看FindActionMethod的实现：

    public MethodInfo FindActionMethod( ControllerContext controllerContext, string actionName )
    {
      List<MethodInfo> methodsMatchingName = GetMatchingAliasedMethods( controllerContext, actionName );
      methodsMatchingName.AddRange( NonAliasedMethods[actionName] );
      List<MethodInfo> finalMethods = RunSelectionFilters( controllerContext, methodsMatchingName );

      switch ( finalMethods.Count )
      {
        case 0:
          return null;

        case 1:
          return finalMethods[0];

        default:
          throw CreateAmbiguousMatchException( finalMethods, actionName );
      }
    }

先调用了GetMatchingAliasedMethods方法，然后再将这个方法的结果与NonAliasedMethods[actionName]合并，最后RunSelectionFilters（运行选择筛选器）。最后看获取的方法恰好一个的话就返回。

这里的Matching和Aliased容易把人搞晕，求助谷歌大神，matching是一个形容词，相匹配的意思。aliased谷歌大神也没办法帮我，但我知道alias是别名的意思，推测aliased是alias的过去式，那就是已经alias的意思，或者被alias的意思。也许，就是被别名的意思吧。

所以GetMatchingAliasedMethod的解释就是：获取相匹配的被别名的方法。

呃，，，先不看方法，因为我看到有一个很奇怪的对象叫做NonAliasedMethods，这个东西是哪来的？值是什么？

    public ILookup<string, MethodInfo> NonAliasedMethods
    {
      get;
      private set;
    }

哈，这玩意儿竟然是个ILookup，不常见啊，那么他的值是哪里来的，看看构造函数：

    public ActionMethodSelector( Type controllerType )
    {
      ControllerType = controllerType;
      PopulateLookupTables();
    }

然后：

    private void PopulateLookupTables()
    {
      MethodInfo[] allMethods = ControllerType.GetMethods( BindingFlags.InvokeMethod | BindingFlags.Instance | BindingFlags.Public );
      MethodInfo[] actionMethods = Array.FindAll( allMethods, IsValidActionMethod );
 
      AliasedMethods = Array.FindAll( actionMethods, IsMethodDecoratedWithAliasingAttribute );
      NonAliasedMethods = actionMethods.Except( AliasedMethods ).ToLookup( method => method.Name, StringComparer.OrdinalIgnoreCase );
    }

哈，在这里看到了两个熟悉的东西，AliasedMethods和NonAliasedMethods。他们分别是这么来的：

首先allMethods是ControllerType（就是传给ControllerDescriptor的Controller.GetType()，具体实现可以自己看源代码）的所有公开的实例方法集合。然后对这个集合进行了一次筛选，Array.FindAll其实就类似于Where方法，后面的那个IsValidActionMethod是筛选条件，这个方法的实现是这样的：

    private static bool IsValidActionMethod( MethodInfo methodInfo )
    {
      return !(methodInfo.IsSpecialName ||
               methodInfo.GetBaseDefinition().DeclaringType.IsAssignableFrom( typeof( Controller ) ));
    }

那么这里定义了几种情况不是合法的ActionMethod（会被筛掉）：

是特殊的名称（编译器生成的方法、构造函数等）
方法的原始声明类型（假设一个类型A有一个虚方法virtual Test，被派生类B重写为override Test，则GetBaseDefinition获取到A中定义的虚方法Test，即为原始声明类型）是Controller或是Controller的基类（IsAssignableFrom）。

简单的说，编译器生成的方法和定义在Controller里面的方法，就不是合法的ActionMethod，除此之外，都是。

结合起来：ControllerType里面所有公开的实例方法，除去编译器生成的、构造函数、Controller及其基类定义的方法及他们的重写之外，剩下的都是ActionMethod（看来返回值没什么限制哦，但也许限制不在这里）。

然后，合法的ActionMethod（actionMethods）被分成两拨，一拨是满足IsMethodDecoratedWithAliasingAttribute的（AliasedMethods），另一拨是剩下的（Except）。来看看这个名字很长的方法的实现：

    private static bool IsMethodDecoratedWithAliasingAttribute( MethodInfo methodInfo )
    {
      return methodInfo.IsDefined( typeof( ActionNameSelectorAttribute ), true /* inherit */);
    }

如果你记心好的话，应该会记得这个IsDefine刚才出现过，没错，这是ICustomAttributeProvider接口的一个成员。他用于检查方法是否定义了（附着了）某个类型的特性，这里这个类型是ActionNameSelectorAttribute，后面的true表示如果定义了这个特性类的派生类（派生特性）也算在内。

那么这里的逻辑可以理清了，所有定义了ActionNameSelectorAttribute特性的方法，都是AliasedMethod（被别名的方法），除此之外，都是NonAliasedMethod（没被别名的方法）。

没有被别名的方法会被转换为一个ILookup对象，ILookup说白了，就是GroupBy的结果的可检索Key版本。ILookup首先是一个IEnumerable<IGrouping<TKey,TValue>>（继承于它），其次，ILookup提供了一个索引器，用于获取Key等于特定值的IGrouping。下图说明了ILookup：

好了，ILookup并不是重点，我看到这里作为Key的是method.Name（方法名），并且传入了一个StringComparer.OrdinalIgnoreCase，不区分大小写的字符串比较器。也就是说这里的Key将不区分大小写。

回到FindActionMethod方法，那么NonAliasedMethods[actionName]就可以理解了，由于ILookup的Key是method.Name，所以NonAliasedMethods[actionName]就是获取所有名字和actionName一样的方法（不区分大小写）。

那么继续来看看GetMatchingAliasMethods的实现：

    internal List<MethodInfo> GetMatchingAliasedMethods( ControllerContext controllerContext, string actionName )
    {
      // find all aliased methods which are opting in to this request
      // to opt in, all attributes defined on the method must return true

      var methods = from methodInfo in AliasedMethods
                    let attrs = (ActionNameSelectorAttribute[]) methodInfo.GetCustomAttributes( typeof( ActionNameSelectorAttribute ), true /* inherit */)
                    where attrs.All( attr => attr.IsValidName( controllerContext, actionName, methodInfo ) )
                    select methodInfo;
      return methods.ToList();
    }

LINQ表达式的描述性很强，我很喜欢，这段LINQ表达式直接描述是这样的：

从AliasedMethod集合中获取一个个methodInfo，获取methodInfo的ActionNameSelectorAttribute特性集合并命名为attrs，从中所有这些methodInfo中筛选出attrs集合中每一项都满足IsValidName的项。

简单的说，选择AliasedMethod中，所有ActionNameSelectorAttribute特性都满足IsValidName的methodInfo，那么，IsValidName又是什么逻辑？

这个方法在ActionNameSelectorAttribute中是一个抽象方法，这个类只有一个实现类ActionNameAttribute，所以这个方法也就只有一份实现（至少在 MVC框架里）：

ActionNameAttribute:

    public override bool IsValidName( ControllerContext controllerContext, string actionName, MethodInfo methodInfo )
    {
      return String.Equals( actionName, Name, StringComparison.OrdinalIgnoreCase );
    }

那么这里就是简单的比较了一下actionName和自己的Name属性。这个特性干什么用的基本上也就能推导出来了，如果你想给方法取一个别名（不用方法名作为actionName），就可以应用这个特性，然后取一个你喜欢的名字。

这里的实现似乎存在一个非常明显的Bug，如果我为一个方法取了两个别名，那么这个方法应该就不可能被映射到了。因为这里的判断逻辑是所有（All）的Attribute都要IsValidName，换言之这个actionName要同时等于两个别名，才会被选择，这显然不可能。所以这里的All应该改为Any才对。

不过事实上，一个方法不能被附着两个ActionNameAttribute，因为这个特性是不能多次应用的（在这个类型和基类的AttributeUsage定义了AllowMultiple = false），所以不可能出现两个这样的特性。

OK，至此，已经可以完全了解FindActionMethod前段的逻辑了：

从被取了别名的（Aliased）方法中找别名（ActionNameAttribute.Name）与actionName相匹配的方法
再从没有取别名的方法中找方法名与actionName相匹配的方法
把这两个结果整合（AddRange）。
再运行SelectionFilter（选择筛选器？）
最后如果结果集里只有一个方法，那么返回，有多个则异常，没有则返回空。

最后来看看选择筛选器干了些什么：

    private static List<MethodInfo> RunSelectionFilters( ControllerContext controllerContext, List<MethodInfo> methodInfos )
    {
      // remove all methods which are opting out of this request
      // to opt out, at least one attribute defined on the method must return false
 
      List<MethodInfo> matchesWithSelectionAttributes = new List<MethodInfo>();
      List<MethodInfo> matchesWithoutSelectionAttributes = new List<MethodInfo>();
 
      foreach ( MethodInfo methodInfo in methodInfos )
      {
        ActionMethodSelectorAttribute[] attrs = (ActionMethodSelectorAttribute[]) methodInfo.GetCustomAttributes( typeof( ActionMethodSelectorAttribute ), true /* inherit */);
        if ( attrs.Length == 0 )
        {
          matchesWithoutSelectionAttributes.Add( methodInfo );
        }
        else if ( attrs.All( attr => attr.IsValidForRequest( controllerContext, methodInfo ) ) )
        {
          matchesWithSelectionAttributes.Add( methodInfo );
        }
      }
 
      // if a matching action method had a selection attribute, consider it more specific than a matching action method
      // without a selection attribute
      return ( matchesWithSelectionAttributes.Count > 0 ) ? matchesWithSelectionAttributes : matchesWithoutSelectionAttributes;
    }

首先定义了两个列表，With和Without Selection Attributes，然后遍历所有的方法，获取方法上附着的ActionMethodSelectorAttribute，如果方法上没有这个特性（attrs.Length == 0），那么归入matchesWithoutSelectionAttributes这一拨，如果方法上有这个特性，那么调用特性的IsValidForRequest，为true的归入matchesWithSelectionAttributes这一拨，其他的方法抛弃。

最后，如果With这一拨有任何方法，返回With这一拨，否则返回Without这一拨。

简单的说：

如果有方法附着了ActionMethodSelectorAttribute，而又IsValidForRequest的话，那么就返回这些方法。否则，返回没有附着ActionMethodSelectorAttribute的方法。

当然，ActionMethodSelectorAttribute也是一个抽象类，但他的派生类很多：

不过这不要紧，因为我看到了HttpPostAttribute，其实那就是[HttpPost]么，在MVC范例网站的AccountController里面就能看到：

    [HttpPost]
    public ActionResult LogOn( LogOnModel model, string returnUrl )
    {
      if ( ModelState.IsValid )
      {
        if ( MembershipService.ValidateUser( model.UserName, model.Password ) )
        {
          FormsService.SignIn( model.UserName, model.RememberMe );
          if ( !String.IsNullOrEmpty( returnUrl ) )
          {
            return Redirect( returnUrl );
          }
          else

    ......

我知道HttpPost是用来标识仅当请求是以Post方式提交的时候才调用这个方法，那么这个Attribute的IsValidForRequest的实现则可以简单的检查请求是不是POST提交过来的达到所需要的效果。其实现我瞄了一眼，比较麻烦，就不在这里展开了，还是尽快走主线逻辑吧，这些内容大家如果有兴趣完全可以自行研究。

写在最后，这里的逻辑非常值得注意，由于在SelectionFilters之后，如果方法组中还存在有多个方法，则会直接抛出异常。可以知道（最重要结论）：

同名（方法名或别名）的方法一定要有不同性质的ActionMethodSelectorAttribute（没有也算一种性质）。
如果同一个性质的ActionMethodSelectorAttribute被应用到两个同名的方法，当这个Attribute验证通过时，将出错，这很危险，也是容易造成隐患的地方。
MVC框架内所有的这些ActionMethosSelectorAttribute除了AcceptVerbsAttribute之外都是互斥的（不可能同时满足），这样的好处是只要两个同名方法没有附着一样类型的特性，就一定不会同时列入候选列表而抛出异常。但如果你自己写了一些ActionMethodSelector与现有的不互斥，你要特别注意会不会有一种特定的情况导致两个同名方法同时满足，这将是很难检出的隐患。
方法的签名在FindAction的过程中是被无视的，除非你自己写一个ActionMethodSelectorAttribute来判断方法签名与当前请求是否匹配。
综上所述，没事别整同名的方法。

这一篇就到这里了。

在结束之前，我分享一个非常搞笑的ActionMethodSelectorAttribute实现：

namespace System.Web.Mvc
{
  using System.Reflection;
 
  [AttributeUsage( AttributeTargets.Method, AllowMultiple = false, Inherited = true )]
  public sealed class *******Attribute : ActionMethodSelectorAttribute
  {
    public override bool IsValidForRequest( ControllerContext controllerContext, MethodInfo methodInfo )
    {
      return false;
    }
  }
}

这是MVC框架里面的一个类型的源代码，类型的的名字被打上了马赛克，不妨猜猜这个Attribute到底是干啥用的，以及，它的名字是什么。。。。

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