ASP.NET运行时详解 生命周期入口分析
说起ASP.NET的生命周期，网上有很多的介绍。之前也看了些这方面的博客，但我感觉很多程序猿像我一样，看的时候似乎明白，一段时间过后又忘了。所以，最近Heavi花了一段时间研究ASP.NET的源代码，通过代码层面来掌握ASP.NET的生命周期。分析的代码版本是ASP.NET 5。
生命周期入口HttpRunTime
在HttpRunTime中Http请求的入口处理流程比较复杂，说简单一点就是为后面的处理流程提供两个参数：IIS7WorkerRequest和HttpContext。这两个参数生成后直接调用HttpRuntime.ProcessRequestNotification(wr, httpContext)方法，执行Http请求的整个流程。
所以，我们从ProcessRequestNotificationPrivate方法开始分析。代码如下：private RequestNotificationStatus ProcessRequestNotificationPrivate(IIS7WorkerRequest wr, HttpContext context) { RequestNotificationStatus pending = RequestNotificationStatus.Pending; if (context.NeedToInitializeApp()) { context.Response.InitResponseWriter(); applicationInstance = HttpApplicationFactory.GetApplicationInstance(context); HttpApplication application = applicationInstance as HttpApplication; if (application != null) { application.AssignContext(context); } } wr.SynchronizeVariables(context); if (context.ApplicationInstance != null) { if (context.ApplicationInstance.BeginProcessRequestNotification(context, this._requestNotificationCompletionCallback).CompletedSynchronously) { pending = RequestNotificationStatus.Continue; } } else if (applicationInstance != null) { applicationInstance.ProcessRequest(context); pending = RequestNotificationStatus.FinishRequest; } else { pending = RequestNotificationStatus.Continue; } if (pending != RequestNotificationStatus.Pending) { this.FinishRequestNotification(wr, context, ref pending); } return pending; }这个方法里边包含的主要流程有：
1. 初始化运行环境：EnsureFirstRequestInit。确认应用是否是第一次请求，如果是需要初始化运行环境，包括初始化Configuration、应用程序池、加载Bin下的Dll等。
2. 初始化Response对象：context.Response.InitResponseWriter。
3. 初始化Application对象：HttpApplicationFactory.GetApplicationInstance(context)。
4. 执行请求过程：context.ApplicationInstance.BeginProcessRequestNotification。
5. 完成请求通知：FinishRequestNotification。
对于上面的主要流程，我用流程图表示可能更直观些。流程图如下所示：
知道了上面的5个主要步骤，接下来就详细的介绍每个步骤执行的具体内容。
初始化运行环境
通过执行EnsureFirstRequestInit方法来初始化我们整个应用的运行环境，那具体初始化了哪些操作？我们先查看下方法的源代码：
private void EnsureFirstRequestInit(HttpContext context) { if (this._beforeFirstRequest) { lock (this) { if (this._beforeFirstRequest) { this._firstRequestStartTime = DateTime.UtcNow; this.FirstRequestInit(context); this._beforeFirstRequest = false; context.FirstRequest = true; } } } }
代码就那么寥寥几行，很明显的看出源代码里边最主要的一行就是：this.FirstRequestInit(context)。也就是说初始化运行环境实际是在这个方法里边执行的。我把FirstRequestInit方法里边的代码简单归纳了一下，下面是比较核心的代码流程：
1. 初始化WEB配置：InitHttpConfiguration()。
我们经常从ConfigurationManager的AppSettings和ConnectionStrings读取配置信息，这些配置信息就是InitHttpConfiguration方法从IIS环境和WEB环境下读取到内存提供给程序使用。
2. 临时文件夹写权限判断：CheckAccessToTempDirectory()。
简单理解就是整个WEB环境在运行时需要保存某些文件到临时文件夹里边，所以必须保证我们的WEB环境有临时文件夹的写权限。
3. 初始化请求队列：InitRequestQueue()。
按照服务器CPU环境自动或手动配置请求进程队列的限制，如果需要手动配置可在Web.config中配置ProcessModelSection部分。
4. 健康监测系统运行环境：HealthMonitoringManager.StartHealthMonitoringHeartbeat()。
启动一个计时器，定时检测编译错误、未处理异常、登录失败等信息，并记录到Windows事件日志、SQL Server数据库以及Trace输出窗口等。我们可以通过在Web.config中配置HealthMonitoringSection模块来初始化检测机制。
5. 约束IIS文件夹：RestrictIISFolders(context)。
执行ISAPI接口的函数（具体是执行什么操作，目前还不清楚）。
6. 加载Bin下面的程序集：PreloadAssembliesFromBin()。
加载Bin以及Bin下的子目录的所有程序集。
7. 请求标头检查，防止注入攻击：this.InitHeaderEncoding()。运行环境初始化过程流程图如下：
初始化Response对象
该步骤就一个操作，初始化我们常用到的Reponse.Output输出对象。
初始化Application对象
执行HttpApplicationFactory工厂的GetApplicationInstance方法初始化Application对象。先把代码贴出来：
internal static IHttpHandler GetApplicationInstance(HttpContext context) { //…省略其他代码 _theApplicationFactory.EnsureInited(); _theApplicationFactory.EnsureAppStartCalled(context); return _theApplicationFactory.GetNormalApplicationInstance(context); }
代码第一行执行工厂的EnsureInited方法，获取global.asax文件所在路径，然后编译它。编译后启动检测，查看global.asax文件是否有更新，如果有更新WEB应用会被停止。
代码第二行执行工厂方法EnsureAppStartCalled(context)，创建特别的HttpApplication实例，触发ApplicationOnStart事件，执行global_asax中的Application_Start事件，新建的特别的HttpApplication实例在处理完事件后就被回收。
代码第三行执行工厂方法GetNormalApplicationInstance(context),创建我们在WEB应用中经常用到的Application对象。既然是我们经常用到的Application对象，那么GetNormalApplicationInstance方法里边应该不仅仅是简单的创建步骤。我们先看下GetNormalApplicationInstance方法的代码：private HttpApplication GetNormalApplicationInstance(HttpContext context) { HttpApplication state = null; lock (this._freeList) { if (this._numFreeAppInstances > 0) { state = (HttpApplication)this._freeList.Pop(); this._numFreeAppInstances--; if (this._numFreeAppInstances < this._minFreeAppInstances) { this._minFreeAppInstances = this._numFreeAppInstances; } } } if (state == null) { state = (HttpApplication)HttpRuntime.CreateNonPublicInstance(this._theApplicationType); using (new ApplicationImpersonationContext()) { state.InitInternal(context, this._state, this._eventHandlerMethods); } } return state; }
这段代码我们必须得分析下，这里包含了我们经常说的“应用程序池“，体现在代码里边就是_freeList集合，在获取Application对象时，先从_freeList查找空闲的Application对象，如果有就直接返回一个空闲对象；如果没有则执行HttpRuntime.CreateNonPublicInstance(this._theApplicationType)方法创建一个Application对象，创建之后调用InitInternal方法执行初始化操作。
InitInternal方法比较重要，它初始化了我们的HttpModules，并且构建了Http请求的20多个管道执行步骤。InitInternal方法执行的具体内容比较庞大，我会单独分一个章节来介绍。但要提出一点，该方法为我们创建了具体的管道管理对象StepManager，该对象在下一个”执行请求过程“步骤中会用到。
执行请求过程
初始化操作执行完了就该处理我们的请求了，Application对象的BeginProcessRequestNotification方法包含了请求的处理过程。看下代码：
internal IAsyncResult BeginProcessRequestNotification(HttpContext context, AsyncCallback cb) { if (this._context == null) { this.AssignContext(context); } context.CurrentModuleEventIndex = -1; HttpAsyncResult result = new HttpAsyncResult(cb, context); context.NotificationContext.AsyncResult = result; this.ResumeSteps(null); return result; }
方法创建HttpAsyncResult对象，保存了我们的回调事件。等ResumeSteps方法执行完后再回调HttpAsyncResult的事件。接下来看看ResumeSteps方法的具体内容。代码比较简单，如下所示：
private void ResumeSteps(Exception error) { this._stepManager.ResumeSteps(error); }代码里边有一个_stepManager对象，在上一个步骤“初始化Application对象”中我们有提到StepManager，StepManager实体对象也是在那个步骤中被创建的。ResumeSteps方法启动了Http请求执行管道的20多个步骤。那么，StepManager到底包含哪些内容？我们查看下他的定义：
internal abstract class StepManager { internal abstract void BuildSteps(WaitCallback stepCallback); internal abstract void InitRequest(); internal abstract void ResumeSteps(Exception error); }StepManager是一个抽象类，定义了三个抽象方法，BuildSteps(构建步骤)和ResumeSteps(执行步骤)我们已经知道了，InitRequest用来初始化请求信息。StepManager总共有两个实现类：ApplicationStepManager和PipelineStepManager。ApplicationStepManager是IIS6以及IIS7经典模式执行步骤管理对象，PipelineStepManager是IIS7的执行步骤管理
对象。这两个对象会在下一章节详细介绍。完成请求通知
FinishRequestNotification主要做善后工作，代码如下：
private void FinishRequestNotification(IIS7WorkerRequest wr, HttpContext context, ref RequestNotificationStatus status) { HttpApplication applicationInstance = context.ApplicationInstance; context.ReportRuntimeErrorIfExists(ref status); IntPtr requestContext = wr.RequestContext; bool sendHeaders = UnsafeIISMethods.MgdIsLastNotification(requestContext, status); try { context.Response.UpdateNativeResponse(sendHeaders); } catch (Exception exception) { } if (sendHeaders) { context.FinishPipelineRequest(); } if (status != RequestNotificationStatus.Pending) { PipelineRuntime.DisposeHandler(context, requestContext, status); } }
从代码可以看出FinishRequestNotification方法记录运行时异常，调用context.FinishPipelineRequest方法完成整个请求、释放Request、Response以及Application对象。
总结
通过上面几个步骤的分析，请求的入口是在HttpRuntime。第一次Http请求发生后，HttpRuntime初始化整个WEB环境，然后通过HttpApplication的工厂类HttpApplicationFactory创建HttpApplication。HttpApplication实体对象通过StepManager的BuildSteps方法构建请求管道（Pipeline）步骤，然后通过ResumeSteps方法执行管道所有的事件。
下一章节主要介绍管Pipeline步骤的构建和执行细节以及页面的生命周期，敬请期待！
