實現(xiàn)自己的ASP.NET宿主系統(tǒng)

發(fā)布時間：2008-11-15 閱讀數(shù)：次來源：網(wǎng)樂原科技

一、宿主概念
      托管是.NET的一個很基礎(chǔ)的概念，所有的.NET應(yīng)用程序代碼要完全發(fā)揮作用需要進(jìn)入托管的環(huán)境（CLR --Common Language Runtime），而這個環(huán)境實際上就是稱作宿主(Host)為將要啟動的.NET代碼準(zhǔn)備的。目前來講windows系統(tǒng)上，能夠擔(dān)負(fù)這個重任的有3類已存程序：
      1、 shell(通常是Explorer)，提供從用戶桌面啟動.NET程序,創(chuàng)建一個進(jìn)程，啟動此進(jìn)程建立CLR
     2、瀏覽器宿主（Internet Explorer），處理從web下載的.NET代碼執(zhí)行。
    3、服務(wù)器宿主（如IIS的輔助進(jìn)程ASPnet_wp.exe）
    通常來講，我們開發(fā)的ASP.NET的程序運行在IIS的環(huán)境下（實際上由一個ISAPI控制啟動CLR），但實際上ASP.NET程序可以擺脫IIS單獨在任何托管環(huán)境下運行。本文討論了ASP.NET程序如何在自定義的環(huán)境中啟動，希望有助于我們了解ASP.NET的執(zhí)行原理，同時使我們開發(fā)的ASP.NET能夠在任何.NET環(huán)境下執(zhí)行，不管是服務(wù)器操作系統(tǒng)還是普通的桌面操作系統(tǒng)。

二、 IIS宿主中ASP.NET的執(zhí)行分析
關(guān)于IIS中ASP.NET的執(zhí)行細(xì)節(jié)，很多文章做了詳盡權(quán)威的分析，本文不打算贅述，在此給出一些參考：
http://www.yesky.com/SoftChannel/72342380468043776/20030924/1731387.shtml
http://chs.gotdotnet.com/quickstart/ASPplus/doc/procmodel.ASPx
這些文章大致重點分析了：宿主環(huán)將如何啟動、ASP.NET應(yīng)用程序如何產(chǎn)生程序集、如何加載，同宿主的交互等細(xì)節(jié)。

三、構(gòu)造自己的ASP.NET宿主程序
      ASP.NET是作為微軟ASP的替代技術(shù)出現(xiàn)的，所以我們重點討論如何通過web方式應(yīng)用ASP.NET（顯然還有其他方式），具體就是：我們用.NET平臺的語言編寫一個控制臺程序，這個程序啟動一個ASP.NET應(yīng)用環(huán)境，執(zhí)行關(guān)于ASPx的請求。具體來講，需要做以下工作：
      1、實現(xiàn)一個Web Server，監(jiān)聽所有的web請求，實現(xiàn)Http web hosting
      2、啟動一個應(yīng)用程序域，創(chuàng)建一個ASP.NET的ApplicationHost，建立一個ASP.NET的應(yīng)用程序域，另外還建立一個HttpWorkerRequest的具體實現(xiàn)類，該類可以處理ASPx請求，編譯ASPx頁，編譯后的托管代碼緩存入當(dāng)前應(yīng)用程序域，然后執(zhí)行代碼，得到執(zhí)行結(jié)果。建議在繼續(xù)閱讀下文前，仔細(xì)翻查MSDN中的關(guān)于這兩個類得參考說明。
      System.Web.Hosting.ApplicationHost類用于建立一個獨立的應(yīng)用程序域。當(dāng)然不是普通的應(yīng)用程序域，而是為ASP.NET建立執(zhí)行環(huán)境，準(zhǔn)備需要的空間、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等。僅有一個靜態(tài)方法static object CreateApplicationHost(
   Type host   //具體的用戶實現(xiàn)類，就是ASP.NET應(yīng)用域需要加載的類
   string virtualDir,  //此應(yīng)用域在整個web中的執(zhí)行目錄，虛擬目錄
   string physicalDir //對應(yīng)的物理目錄
        );
      而其中的host 參數(shù)指向一個具體的類，由于該類實際上屬于兩個應(yīng)用域之間的聯(lián)系類，在兩個應(yīng)用程序域之間編組傳遞數(shù)據(jù)，所以必須要繼承自MarshalByRefObject，以允許在支持應(yīng)用程序中跨應(yīng)用程序域邊界訪問（至于為什么，建議翻查參考3）。
      可以看到，我們需要啟動兩個應(yīng)用程序域（web server功能應(yīng)用程序域和ASP.NET 應(yīng)用程序域），而這兩個（應(yīng)用程序）域之間通過跨（應(yīng)用程序）域的流對象引用來實現(xiàn)，使得在ASP.NET域中執(zhí)行的結(jié)果可以通過web server域返回給請求者。
可以大致下圖表達(dá)
      執(zhí)行ASP.NET的Web服務(wù)器端

WEB客戶端

代碼實現(xiàn)分析：
using System;
using System.Web ;
using System.Web.Hosting;
using System.IO;
using System.NET;
using System.NET.Sockets ;
using System.Text ;
using System.Threading ;

namespace MyIIS
{
class ASPHostServer
{
  [STAThread]
  static void Main(string[] args)
  {
//創(chuàng)建并啟動服務(wù)器
   MyServer myserver=new MyServer(“/”, ”c:\\inetpub\\wwwroot\\myWeb”);
  }
}

class MyServer    //處理HTTP協(xié)議的服務(wù)器類
{
  private ASPDOTNETHost ASPnetHost; //ASP.NET host的實例
  private TcpListener mytcp;    //Web監(jiān)聽套接字
  bool bSvcRunning=true;    //服務(wù)是否運行指示
  FileStream fs;      //處理http請求的普通文本要求

  public MyServer(string virtualDir ,vstring realPath)
  {//在構(gòu)造函數(shù)中啟動web監(jiān)聽服務(wù)
   try
   {
    mytcp=new TcpListener(8001);
    mytcp.Start();   //啟動在8001端口的監(jiān)聽
    Console.WriteLine("服務(wù)啟動...");
//利用CreateApplicationHost方法建立一個獨立的應(yīng)用程序域執(zhí)行ASP.NET程序
    ASPnetHost = ( ASPDOTNETHost )ApplicationHost.CreateApplicationHost
     ( typeof( ASPDOTNETHost ) , virtualDir , realPath);
    Thread t=new Thread(new ThreadStart(MainSvcThread));
    t.Start();  //服務(wù)線程啟動負(fù)責(zé)處理每一個客戶端的請求
   }
   catch(NullReferenceException)
   {
    Console.WriteLine("NullReferenceException throwed!") ;
   }
  }

  public void MainSvcThread()  //ASP.NET Host的web服務(wù)器的主要服務(wù)線程
  {
   int s=0;
   string strRequest;  //請求信息
   string strDir;   //請求的目錄
   string strRequestFile; //請求的文件名
   string strErr="";  //錯誤信息
   string strRealDir;  //實際目錄
string strWebRoot=rpath; //應(yīng)用根目錄
   string strRealFile="";  //正在請求的文件的磁盤路徑
   string strResponse="";  //回應(yīng)響應(yīng)緩沖區(qū)
   string strMsg="";   //格式化響應(yīng)信息
   byte[] bs;     //輸出字節(jié)緩沖區(qū)

   while(bSvcRunning)
   {
    Socket sck=mytcp.AcceptSocket(); //每個請求到來
    if(sck.Connected)
    {
     Console.WriteLine("Client {0} connected!",sck.RemoteEndPoint);
     byte[] bRecv=new byte[1024]; //緩沖區(qū)
     int l=sck.Receive(bRecv,bRecv.Length,0);
     string strBuf=Encoding.Default.GetString(bRecv);  //轉(zhuǎn)換成字符串，便于分析
     s=strBuf.IndexOf("HTTP",1);
     string httpver=strBuf.Substring(s,8); // HTTP/1.1 之類的
     strRequest=strBuf.Substring(0,s-1);
     strRequest.Replace("\\","/");
     if((strRequest.IndexOf(".")<1) && (!strRequest.EndsWith("/")))
     {
      strRequest += "/";
     }
     s=strRequest.LastIndexOf("/")+1;
     strRequestFile = strRequest.Substring(s);     strDir=strRequest.Substring(strRequest.IndexOf("/"),strRequest.LastIndexOf("/")-3); //取得訪問的URL
     if(strDir=="/")
     {
      strRealDir=strWebRoot;
     }
     else
     {
      strDir=strDir.Replace("/","\\");
      strRealDir=strWebRoot + strDir;
     }
     Console.WriteLine("Client request dir: {0}" , strRealDir);
     if(strRequestFile.Length==0)
     {
      strRequestFile="default.htm";   //缺省文檔
     }
     int iTotlaBytes=0;   //總計需要輸出的字節(jié)
     strResponse="";   //輸出內(nèi)容
     strRealFile = strRealDir +"\\"+ strRequestFile;
     if(strRealFile.EndsWith(".ASPx"))  //這里有Bug!!
     {
      string output="";
//注意我下面的語句們給host對象ProcessRequest方法傳遞了一個ref類型的參數(shù)，
//ASPnetHost會從ASP.NET的執(zhí)行應(yīng)用程序域執(zhí)行一個請求后返回流給當(dāng)前web server所在的域，這實際上發(fā)生了一個域間的調(diào)用
      ASPnetHost.ProcessRequest (strRequestFile, ref output);//轉(zhuǎn)換成字節(jié)流
      bs=System.Text.Encoding.Default.GetBytes (output);
      iTotlaBytes=bs.Length ; //調(diào)用套接字將執(zhí)行結(jié)果返回
    WriteHeader(httpver,"text/html",iTotlaBytes,"200 OK",ref sck);
      FlushBuf(bs,ref sck);
     }
     else
     {try
      {
       fs=new FileStream( strRealFile,FileMode.Open,FileAccess.Read,FileShare.Read );
       BinaryReader reader=new BinaryReader(fs); //讀取
       bs=new byte[fs.Length ];
       int rb;
       while((rb=reader.Read(bs,0,bs.Length ))!=0)
       {
strResponse =strResponse +Encoding.Default.GetString(bs,0,rb);
        iTotlaBytes =iTotlaBytes+rb;
       }
       reader.Close();
       fs.Close();
     WriteHeader(httpver,"text/html",iTotlaBytes,"200 OK",ref sck);
       FlushBuf(bs,ref sck);
      }
      catch(System.IO.FileNotFoundException )
      {//假設(shè)找不到文件，報告404           WriteHeader(httpver,"text/html",iTotlaBytes,"404 OK",ref sck);
      }
     }
    }
    sck.Close(); //Http請求結(jié)束
   }
  }

// WriteHeader想客戶端發(fā)送HTTP頭
public void WriteHeader(string ver,string mime,int len,string statucode,ref Socket sck) {
string buf="";

   if(mime.Length ==0)
   {
    mime="text/html";

    buf=buf+ver+ statucode + "\r\n";
    buf=buf+"Server:MyIIS"+"\r\n";
    buf=buf+"Content-Type:"+mime +"\r\n";
    buf=buf+"Accept-Rabges:bytes"+"\r\n";
    buf=buf+"Content-Length:"+ len +"\r\n\r\n";
    byte[] bs=Encoding.Default.GetBytes(buf);
    FlushBuf(bs,ref sck);
   }
  }

// FlushBuf刷新向客戶發(fā)送信息緩沖區(qū)
  public void FlushBuf(byte[] bs,ref Socket sck)
  {
   int iNum=0;
   try
   {
    if(sck.Connected)
    {
     if((iNum=sck.Send(bs,bs.Length ,0))==-1)
     {
      Console.WriteLine("Flush Err:Send Data err");
     }
     else
     {
      Console.WriteLine("Send bytes :{0}",iNum);
     }
    }
    else
    {
     Console.WriteLine("Client diconnectioned!");
    }
   }
   catch(Exception e)
   {
    Console.WriteLine("Error:{0}",e);
   }
  }
}

// ASPDOTNETHost類實例需要跨越兩個應(yīng)用程序域，所以繼承自MarshalByRefObject
class ASPDOTNETHost:MarshalByRefObject
{
  public void ProcessRequest( string fileName ,ref string output)
  {
   MemoryStream ms=new MemoryStream(); //內(nèi)存流，當(dāng)然為了速度
   StreamWriter sw = new StreamWriter(ms);  //輸出
   sw.AutoFlush = true;      //設(shè)為自動刷新 /先構(gòu)造一個HttpWorkRequest請求類，以便ASP.NET能夠分析獲取請求信息，同時傳入一個輸出流對象供ASP.NET執(zhí)行期間返回html流
   HttpWorkerRequest worker = new SimpleWorkerRequest( fileName, "" ,sw) ;   // 調(diào)度某個頁，這里面的包含很多細(xì)節(jié)，后面分析
   HttpRuntime.ProcessRequest( worker ) ;
   StreamReader sr= new StreamReader(ms); //準(zhǔn)備從內(nèi)存流中讀取
   ms.Position =0;     //移動指針到頭
   output = sr.ReadToEnd();
  }
}
}
HttpRuntime.ProcessRequest( worker ) ;包括了那些細(xì)節(jié)呢？大體上如下：
      1、首先，worker對象傳入給ASP.NET的應(yīng)用程序域，告知發(fā)生了對于哪一個ASPx文件的請求，以及當(dāng)前目錄是什么，如果在執(zhí)行期間發(fā)生的輸出內(nèi)容應(yīng)該寫到哪里(sw對象)。這發(fā)生一個由web server當(dāng)前應(yīng)用程序域到我們自己建立的ASP.NET應(yīng)用程序域的跨（應(yīng)用程序）域調(diào)用，還可能由于是第一次訪問，會發(fā)生了全局事件、或者session事件等。
      2、ASP.NET的應(yīng)用程序域會檢測請求的ASPx文件是否存在，不存在，就報錯；如果存在還要看看代碼緩存中是否存在上次編譯的代碼，如果存在且ASP.NET檢測到不需要重新編譯，會直接執(zhí)行緩存中的代碼；如果不存在或者代碼過期需要重新編譯，就需要讀取ASPx文件，編譯成.NET的代碼，存入緩存。可能有些頁存在代碼和模板分離成多個文件，甚至包括一些資源文件，這些都需要讀取后編譯成.NET的虛擬機(jī)代碼，然后在托管環(huán)境里執(zhí)行。
      3、執(zhí)行ASP.NET的編譯代碼緩存中的代碼，輸出數(shù)據(jù)利用sw對象輸出。
    當(dāng)然，根據(jù)不同的配置，還有很多方法的調(diào)用/事件的發(fā)生等細(xì)節(jié)不同。
    如何調(diào)試運行以上程序，觀察結(jié)果呢？
    建立一個控制臺類型工程，將上述代碼錄入后編譯，將得到的程序拷貝在作為站點應(yīng)用起始目錄（譬如c:\inetpub\wwwroot\myweb）的bin子目錄下，然后啟動，這樣在其中創(chuàng)建ASP.NET應(yīng)用程序域才不會因為程序集加載失敗而出錯。建立一個asp.net工程在目錄下，添加default.htm文件和測試用的test.aspx，加入.NET執(zhí)行代碼，然后啟動IE，在地址欄分別輸入：http://127.0.0.1:8001/default.htm http://127.0.0.1:8001/test.aspx感受一下執(zhí)行過程。甚至你可以建立的工程中設(shè)定斷點之類，仔細(xì)調(diào)試和觀察其中的細(xì)節(jié)。親手試一試吧，一定有收獲的！

四、自己構(gòu)造ASP.NET宿主的意義
費了半天勁搞自己的ASP.NET宿主，對于我們有何意義呢？
首先，是大致從代碼級清楚分析ASP.NET執(zhí)行細(xì)節(jié)，自己學(xué)習(xí)了解執(zhí)行細(xì)節(jié)，除了可以在出現(xiàn)ASP.NET故障可以進(jìn)行精確定位和排除外，還可以幫助我們在寫ASP.NET應(yīng)用程序時寫出更有效率和健壯的代碼。
其次，我們可以提供一個思路，可以將我們的ASP.NET程序運行于低配置機(jī)器上，脫離IIS。ASP.NET的“原配”宿主IIS需要運行在Server OS上，要知道在安全專家眼中，IIS可是大隱患的源頭之一。我們可以將很多傳統(tǒng)程序利用ASP.NET編寫，但脫離IIS獨立執(zhí)行，譬如在win98系統(tǒng)上執(zhí)行ASP.NET。web server和ASP.NET都在托管環(huán)境中執(zhí)行，相比較ISAPI建立宿主然后執(zhí)行，除提高效率外，還可以使用.NET平臺提供的豐富管理調(diào)控功能，寫B(tài)/S程序更接近傳統(tǒng)程序編寫方式，這對于程序員來講都是效率（編寫代碼的效率和執(zhí)行效果效率）的保證。
另外，對于采用ASP.NET做的項目，大家可以很方便進(jìn)行開發(fā)調(diào)試、運行維護(hù)、安裝。即使是普通桌面程序，我們也可以通過類似制作網(wǎng)頁的方式編寫這些界面和代碼，然后獨立建立類似本例中的Host環(huán)境，根據(jù)用戶交互請求加載執(zhí)行某些頁面，然后將界面在客戶端通過相關(guān)組件顯示出來。你可以通過此獲得ASP.NET的即時編譯功能和ASP.NET宿主托管環(huán)境，大量可自由使用的API，便于開發(fā)、安裝、維護(hù)。畢竟，托管環(huán)境幾乎準(zhǔn)備了您需要的一切功能。