通过一个模拟程序让你明白ASP.NET MVC是如何运行的

ASP.NET MVC的路由系统通过对HTTP请求的解析得到表示Controller、Action和其他相关的数据，并以此为依据激活Controller对象，调用相应的Action方法，并将方法返回的ActionResult写入HTTP回复中。为了更好的演示其实现原理，我创建一个简单的ASP.NET Web应用来模拟ASP.NET MVC的路由机制。这个例子中的相关组件基本上就是根据ASP.NET MVC的同名组件设计的，只是我将它们进行了最大限度的简化，因为我们只需要用它来演示大致的实现原理而已。[源代码从这里下载]

目录：
一、一个通过查询字符串表示Controller和Action的“MVC”程序
二、通过Route解析HTTP请求获得路由信息
三、在Global.asax中注册Route
四、Route的执行
五、通过MvcHandler处理请求
六、将ActionResult写入Http回复
七、实例的配置和定义

一、一个通过查询字符串表示Controller和Action的“MVC”程序

如右图所示，我们的Web应用非常简单。HomeController.cs为定义Controller类型的文件，而Index.html表示HomeController中名称为Index的Action对应的View。我们按照ASP.NET MVC的原理，通过解析请求URL得到Controller和Action的名称。如果Controller为Home，则激活HomeController，如果当前的Action为Index，则将Index.html这个静态文件的内容作为HTTP回复返回。

我不想定义复杂的解析Controller和Action的逻辑，再这里我直接通过请求URL相应的查询字符串controler和action表示Controller和Action的名称。也就是说如果通过浏览器访问地址http://localhost/mvcapp/?controller=Home&action=Index 可以访问到Index.html中的内容（注：我们并没有将Index.html作为站点的默认页面）。

接下来我简单的介绍一下是哪些组建促使这个简单的ASP.NET Web应用能够按照MVC的模式来执行。为了使你能够在真正的ASP.NET MVC找到匹配的组件，我们采用了相同的接口和类型名称。

二、通过Route解析HTTP请求获得路由信息

我定义了如下一个RouteData类型表示解析HTTP请求得到的Controller和Action等信息。Assemblies和Namespaces表示需要引入的命名空间和程序集，这是因为URL中只能解析出Controller的类型名称，需要相应的命名空间采用得到它的类型全名。如果对应的程序集不曾加载，还需要加载相应的程序集。

public class RouteData
{
    public string Controller { get; set; }
    public string Action { get; set; }
    public IList<string> Assemblies { get; private set; }
    public IList<string> Namespaces { get; private set; }
    public IRouteHandler RouteHandler { get; set; }

    public RouteData(string controller, string action, IRouteHandler routeHandler)
    {
        this.Controller = controller;
        this.Action = action;
        this.RouteHandler = routeHandler;
        this.Namespaces = RouteTable.Namespaces;
        this.Assemblies = RouteTable.Assemblies;
    }
}

真正实现对HTTP请求进行解析并得到RouteData的Route继承自基类RouteBase。我们还定义个了一个表示Route集合的RouteCollection类型，它的GetRouteData方法对集合的所有Route对象进行遍历，并调用其GetRouteData方法。如果得到的RouteData不为空，则返回之。

public abstract class RouteBase
{
    public abstract RouteData GetRouteData(HttpContextBase httpContext);
}

public class RouteCollection: Collection<RouteBase>
{
    public RouteData GetRouteData(HttpContextBase httpContext)
    {
        foreach (RouteBase route in this)
        {
            var routeData = route.GetRouteData(httpContext);
            if (null != routeData)
            {
                return routeData;
            }
        }
        return null;
    }
}

和ASP.NET MVC一样，我们定义了如下一个RouteTable对象，其静态属性正是一个RouteCollection对象。两个静态属性Namespaces和Assemblies为命名空间和程序集名称的全局维护。

public class RouteTable
{
    static RouteTable()
    {
        Routes = new RouteCollection();
        Namespaces = new List<string>();
        Assemblies = new List<string>();
    }
    public static RouteCollection Routes { get; private set; }
    public static IList<string> Namespaces { get; private set; }
    public static IList<string> Assemblies { get; private set; }
}

而我们实例中完成基于查询字符串的Controller和Action解析的QueryStringRoute对应如下。在GetRouteData方法中，除了根据查询字符解析并初始化Controller和Action名称之外，还将RouteHandler指定为MvcRouteHandler。而MvcRouteHandler得GetHttpHandler方法直接返回的是根据RequestContext创建的MvcHandler对象。

public class QueryStringRoute : RouteBase
{
    public override RouteData GetRouteData(HttpContextBase httpContext)
    {
        if (httpContext.Request.QueryString.AllKeys.Contains("controller") &&
            httpContext.Request.QueryString.AllKeys.Contains("controller") )
        {
            string controller = httpContext.Request.QueryString["controller"];
            string action = httpContext.Request.QueryString["action"];
            IRouteHandler routeHandler = new MvcRouteHandler();
            return new RouteData(controller, action, routeHandler);
        }
        return null;
    }
}

public class MvcRouteHandler: IRouteHandler
{
    public IHttpHandler GetHttpHandler(RequestContext requestContext)
    {
        return new MvcHandler(requestContext);
    }
}

三、在Global.asax中注册Route

通过上面定义的RouteTable类型，我们在Global.asax中按照如下的方式在应用启动的时候QueryStringRoute对象添加到RouteTable的静态属性Routes表示的Route列表中。同时为需要的命名空间和程序集名称进行初始化，以辅助后续步骤中对Controller的创建。

public class Global : System.Web.HttpApplication
{
    protected void Application_Start(object sender, EventArgs e)
    {
        RouteTable.Routes.Add(new QueryStringRoute());
        RouteTable.Assemblies.Add("MvcApp, Version=1.0.0.0, Culture=neutral, PublicKeyToken=null");
        RouteTable.Namespaces.Add("Artech.MvcApp");
    }
}

四、Route的执行

通过RouteTable的Routes属性表示的Route列表对请求的解析和路由信息的获取是通过自定义的HttpModule来实现的，它的类型为UrlRoutingModule。如下面的代码片断所示，UrlRoutingModule注册了HttpApplication的PostResolveRequestCache事件，并在该事件触发的时候调用Route列表的GetRouteData方法，并根据得到RouteData创建RequestContext。最后通过RouteData的RouteHandler得到真正用于处理该请求的HttpHandler对象，并对其进行映射。这意味着后续将会采用这个映射的HttpHandler进行请求的处理。

public class UrlRoutingModule: IHttpModule
{
    public void Dispose() { }
    public void Init(HttpApplication context)
    {
        context.PostResolveRequestCache += (sender, args) =>
            {
                HttpContextWrapper contextWrapper = new HttpContextWrapper(context.Context);
                HttpContextBase httpContext = (HttpContextBase)contextWrapper;
                RouteData routeData = RouteTable.Routes.GetRouteData(httpContext);
                if (null == routeData)
                {
                    return;
                }
                RequestContext requestContext = new RequestContext { HttpContext = httpContext, RouteData = routeData };
                httpContext.RemapHandler(routeData.RouteHandler.GetHttpHandler(requestContext));
            };
    }
}

五、通过MvcHandler处理请求

在UrlRoutingModule映射的实际上是具有如下定义的MvcHandler，它具有一个RequestContext属性通过构造函数进行初始化。在ASP.NET MVC中，真正的请求处理体现在根据路由信息创建Controller，并执行相应的Action方法。这两个步骤体现的ProcessRequest方法中。

public class MvcHandler: IHttpHandler
{
    public RequestContext RequestContext{get; private set;}
    public IControllerFactory ControllerFactory
    {
        get { return ControllerBuilder.Current.GetControllerFactory(); }
    }
    public MvcHandler(RequestContext requestContext)
    {
        this.RequestContext = requestContext;
    }
    public bool IsReusable
    {
        get { return false; }
    }
    public void ProcessRequest(HttpContext context)
    {
        RouteData routeData = this.RequestContext.RouteData;
        var controller =  this.ControllerFactory.CreateController(this.RequestContext, routeData.Controller);
        controller.Execute(this.RequestContext);
    }
}

Controller实现了具有如下定义的接口IController，所有Action方法都通过Execute方法执行，该方法的参数的表示当前请求上下文的RequestContext对象。IController通过相应的Controller工厂创建，下面的代码同时也定义了Controller工厂接口的定义。

public interface IController
{
    void Execute(RequestContext requestContext);
}
public interface IControllerFactory
{
    IController CreateController(RequestContext requestContext, string controllerName);
}

我们定义了如下一个简单名称为DefaultController，它的Execute方法定义很简单：通过包含在RequestContext的RouteData得到当前的Action，并将它作为方法名得到相应的MethodInfo对象，滨个通过反射调用它得到一个ActionResult对象，最后执行ActionResult的ExecuteResult方法。该方法的参数是基于RequestContext创建的另一个上下文ControllerContext。

public class DefaultController : IController
{
    public void Execute(RequestContext requestContext)
    {
        string action = requestContext.RouteData.Action;
        MethodInfo method = this.GetType().GetMethod(action);
        ActionResult result = (ActionResult)method.Invoke(this, null);
        ControllerContext controllerContext = new ControllerContext
        {
            RequestContext = requestContext
        };
        result.ExecuteResult(controllerContext);
    }
}

我们定义了具有如下定义的Controller工厂类DefaultControllerFactory。创建Controller的逻辑也不复杂：通过RouteData表示的Controller名称得到相应的Controller类型，通过反射创建Controller对象。由于RouteData中只包含Controller的名称，所以需要通过命名空间和程序集的辅助才能解析出真正的类型。

class DefaultControllerFactory : IControllerFactory
{
    public IController CreateController(RequestContext requestContext, string controllerName)
    {
        RouteData routeData = requestContext.RouteData;
        string controllerType = string.Format("{0}Controller", controllerName);
        IController controller;
        controller = this.CreateControler(controllerType);
        if (null != controller)
        {
            return controller;
        }
        foreach (string assembly in routeData.Assemblies)
        {
            controller = this.CreateControler(controllerType, assembly);
            if (null != controller)
            {
                return controller;
            }

            foreach (string ns in routeData.Namespaces)
            {
                controllerType = string.Format("{0}.{1}Controller", ns, controllerName);
                controller = this.CreateControler(controllerType, assembly);
                if (null != controller)
                {
                    return controller;
                }
            }
        }

        throw new InvalidOperationException("Cannot locate the controller");
    }
    private IController CreateControler(string controllerType, string assembly = null)
    {
        Type type = null;
        if (null == assembly)
        {
            type = Type.GetType(controllerType);
        }
        else
        {
            type = Assembly.Load(assembly).GetType(controllerType);
        }
        if (null == type)
        {
            return null;
        }
        return Activator.CreateInstance(type) as IController;
    }
}

六、将ActionResult写入Http回复

Controller的Action方法的返回值为具有如下定义的ActionResult类型，通过ExecuteResult方法将相应的执行结果写入HTTP回复中。我定义了如下一个StaticViewResult，它根据RouteData中的Action信息找到匹配的.html静态文件，并将文件的内容写入HttpResponse。

public abstract class ActionResult
{
    public abstract void ExecuteResult(ControllerContext context);
}

public class StaticViewResult: ActionResult
{
    public override void ExecuteResult(ControllerContext context)
    {
        context.RequestContext.HttpContext.Response.WriteFile(context.RequestContext.RouteData.Action + ".html");
    }
}

七、实例的配置和定义

在我们的实例中定义的HomeController定义如下，在表示Action的Index方法中，直接返回一个StaticViewResult对象。

public class HomeController : DefaultController
{
    public ActionResult Index()
    {
        return new StaticViewResult();
    }
}

然后在配置中进行了针对UrlRoutingModule的注册，仅此而已。

<configuration>
  <system.webServer>
    <modules>
      <add name="UrlRoutingModule" type="Artech.MvcRouting.UrlRoutingModule, Artech.MvcRouting"/>
    </modules>
  </system.webServer>
</configuration>