進入ASP.NET - ASP.NET的起點
最近開始深入ASP.NET的核心，花了很多時間來了解，也翻了很多書還有找了很多很多網站，同樣的如果不寫這篇，我想大概沒幾天我就忘記了，就像是委派一樣，看過四次，但還是只剩一些殘餘的印象XDD ( 所以下次一定要把委派整理起來- - )，所以我決定還是稱現在比較清楚的時候，趕快整理起來，並且寫到Blog來做個紀錄。
ASP.NET 核心
這系列是ASP.NET核心篇的起點，也就是ASP.NET底層是怎樣運作的，從一個HTTP Request近來的時候，會怎樣處理，Web應用程式又是怎樣吐回到Client的Browser，老實說，看完後，我覺得還滿有趣的 ( 但是看的時候一點也不有趣= = )，而這系列也是比較硬派一點的文章，我也試著用我了解的方式且比較多的例子來詮釋一遍，當然，如果有神人發現有誤，請務必和我說喔!
來寫一個Web Server吧!
當個使用者其實是最開心的，甚麼都可以不用管，出問題了還可罵說，怎麼寫得那麼爛…，但是身為程式開發人員就倒楣了，不但要被罵，還要找出哪裡有問題…，所以我們也必須去了解底層是怎樣運作，所以我們這邊簡單的從Browser開始講起；其實當一個Browser要求一個網頁的時候，其實是一堆文字的來來回回，也就是透過協定來進行Client和Server的傳輸 ( 細節就不說了，如果有機會，我在另外一篇補完 )； 而我們平常使用的IIS或是Apache等等Web Server，提供的網頁服務，就是再處理Browser的請求；當Browser需要一個東西，Web Server就吐回去一個東西，ok，我相信講到這邊，大家應該都沒有問題，那既然我們也知道協定、傳輸等等方式，是不是可以用C#等等語言寫一個Web Server!?，答案當然是可以，但我想應該沒有人會那麼無聊，寫出像IIS或是Apache那樣強大的Web Server…( 或是說，也很難寫出來，還是乖乖地用人家寫的吧 )，雖然無法寫出那麼強大的Web Server，但是簡單的還是可以吧!?，是的，就像下面的程式碼；不過不用急著去把它看完 ( 我想看到這麼長的程式，大概就會想直接按"上一頁"了吧… )；它的原理其實很簡單，利用TcpListener這個類別來監聽，聽到請求後就將資料吐回，當然你也可以用Socket這個類別或是HttpListener來實作；總之，我想強調的是，基本上Client和Server端通訊內容，其實也就是一堆文字，也就是利用這些文字來處理要做甚麼事情。
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Net.Sockets;
using System.IO;
using System.Threading;
using System.Web;
using System.Web.Hosting;
using System.Net;
namespace AspNetSimulator
{
class WebHandle
{
private TcpListener _tcpListener; //監聽用
private FileStream _fileStream; //利用串流處理要求。
private string _virtualDir;
private string _realDir;
public WebHandle(string virtualDir, string realDir)
{
this._virtualDir = virtualDir;
this._realDir = realDir;
}
//啟動服務
public void StartService()
{
try
{
IPEndPoint address = new IPEndPoint(IPAddress.Loopback, 8080);
_tcpListener = new TcpListener(address);
//啟動監聽
_tcpListener.Start();
Console.WriteLine("啟動服務...");
WebServiceStart();
}
catch (NullReferenceException)
{
Console.WriteLine("NullReferenceException throwed!");
}
}
//主要服務
public void WebServiceStart()
{
while (true)
{
//建立連線
TcpClient tcpClient = _tcpListener.AcceptTcpClient();
Console.WriteLine("連線建立...");
//取得網路串流
NetworkStream networkStream = tcpClient.GetStream();
//設定使用UTF-8
Encoding utf8 = Encoding.UTF8;
byte[] request = new byte[4096];
//讀取請求，並塞到request裡面，此方法會傳回長度。
int length = networkStream.Read(request, 0, 4096);
//轉換成人類能看得懂的字串。
string requestString = utf8.GetString(request, 0, length);
string output = "";
//中間略，簡單的說就是將網頁輸出到output...
//以下只是簡單的將訊息送出。
string statusLine = "HTTP/1.1 200 OK\r\n";
byte[] outputStatusLineBs = utf8.GetBytes(statusLine);
byte[] outputBodyBs = utf8.GetBytes(output);
string responseHeader = string.Format("Content-Type: text/html;charset=UTF-8\r\nContent-Length:{0}\r\n",outputBodyBs.Length);
byte[] outputResponseHeaderBs = utf8.GetBytes(responseHeader);
networkStream.Write(outputStatusLineBs, 0, outputStatusLineBs.Length);
networkStream.Write(outputResponseHeaderBs, 0, outputResponseHeaderBs.Length);
networkStream.Write(new byte[]{13,10},0,2);
networkStream.Write(outputBodyBs, 0, outputBodyBs.Length);
tcpClient.Close();
}
}
}
}
.NET的Application Domain
在談論ASP.NET之前，先說一個觀念，那就是Application Domain，他是.NET裡面管理的最小單位，舉例來說，每個Web應用程式會有一個Application Domain ( 和 Application Pool不同…)，而Web Server也會有一個Application Domain；而Application Domain會有一些特性，例如說，兩個Application Domain不能直接互通、執行時，以Application Domian為邊界、卸載的時候也以Application Domain為單位 ( 但是可以隨時動態載入組件 )等等。
為何會提到Application Domain?
其實是因為Application Domain有一個關鍵性的特點，發現了嗎?就是兩個Application Domain不能直接互通!，簡單的說，當一個Web Server收到Client的請求時，Web Server沒辦法跨Application Domain到Web應用程式的Application Domain來讓Web應用程式處理這個請求 ( 也就是說Web應用程式沒辦法得知這個Client的請求，所以也沒辦法處理，然後吐回處理過的html網頁… )。
MarshalByRefObject是救星!
沒錯，解決辦法就是使用MarshalByRefObject這個類別，繼承了這個類別的物件，可以讓Web Server透過他來將資料封裝起來並傳遞到Web應用程式裡面去，然後再吐回Web Server。
來看看MarshalByRefObject如何寫
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.IO;
using System.Web.Hosting;
using System.Web;
namespace AspNetSimulator
{
//繼承MarshalByRefObject來讓MyAspNetHost跨越兩個Application Domain
class MyAspNetHost:MarshalByRefObject
{
public void ProcessRequest( string fileName ,ref string output)
{
//利用記憶體當串流。
MemoryStream memoryStream=new MemoryStream();
//設定輸出，來將網頁透過這個Stream送到這裡。
StreamWriter streamWriter = new StreamWriter(memoryStream);
//自動更新
streamWriter.AutoFlush = true;
//利用HttpWorkRequest類別，來設定要給Web應用程式的請求。
//第一個參數是檔案名稱，第二個參數是query，第三個參數是將產生出來的html要透過哪個Stream做寫入至Memory
HttpWorkerRequest worker = new SimpleWorkerRequest(fileName, "", streamWriter);
//正式派發出去執行。
HttpRuntime.ProcessRequest(worker) ;
//準備讀取的Stream
StreamReader streamReader = new StreamReader(memoryStream);
//移動指標
memoryStream.Position = 0;
//從頭讀到尾，並且塞到output裡面去。
output = streamReader.ReadToEnd();
}
}
}
這裡要特別注意，此物件並不是用來傳遞，而是定義了這個物件以後，到時候我們的Web Server就可以來呼叫這個物件的方法，如上所示，我們就可以在Web Server這個類別使用ProcessRequest()這個方法；接下來，我們稍微解釋一下程式碼，基本上前面幾行設定串流模式，並利用記憶體當儲存體；比較需要注意的是這兩行。
//利用HttpWorkRequest類別，來設定要給Web應用程式的請求。 //第一個參數是檔案名稱，第二個參數是query，第三個參數是將產生出來的html要透過哪個Stream做寫入至Memory HttpWorkerRequest worker = new SimpleWorkerRequest(fileName, "", streamWriter); //正式派發出去執行。 HttpRuntime.ProcessRequest(worker) ;
我們利用SimpleWorkerRequest類別來產生HttpWorkerRequest這個抽象類別的實體 ( 也就是woker )，這裡有三個參數，第一個參數其實就是檔案名稱，例如Test.aspx，而第二個參數則是query，已就是檔案後面的?xxx=xxxx這種URL的query，第三個則表示未來Web應用程式產出的HTML要利用哪個串流來進行寫入，( 而這邊因為是範例，第二個參數就直接給空白)，最後再將這個實體( worker ) 送到HttpRuntime.ProcessRequest來執行，送進去後，就是Web應用程式的事情了，經過一連串的執行運算，最後會產生HTML，並且透過串流寫到記憶體，所以就可以用以下程式碼進行取出。
//準備讀取的Stream StreamReader streamReader = new StreamReader(memoryStream); //移動指標 memoryStream.Position = 0; //從頭讀到尾，並且塞到output裡面去。 output = streamReader.ReadToEnd();
要注意的是output是利用ref的方式，也就是說，到時候Web Server會定義一個output的變數，未來這裡會直接寫回到Web Server的output變數裡面，這樣，就完成了中介的MarshalByRefObject物件。
ApplicationHost.CreateApplicationHost方法
開始撰寫Web Server之前，還有一個東西需要講，那就是ApplicationHost.CreateApplicationHost這個方法，CreateApplicationHost是ApplicationHost的一個靜態方法，他可以幫助我們建立Web應用程式的Application Domain；我們執行程式時，當然會先將Web Server執行起來，也會建立起Web Server的Application Domain，但是Web應用程式呢?，所以我們會在Web Server裡面去建立Web應用程式的Application Domain，而建立的方法就是使用CreateApplicationHost。
//利用CreateApplicationHost方法來建立一個ASP.NET的Application Domain，
//以便執行ASP.NET。
_myAspNetHost = (MyAspNetHost)ApplicationHost.CreateApplicationHost
(typeof(MyAspNetHost), _virtualDir, _realDir);
如上程式碼，就是建立Web應用程式的Application Domain的寫法，他會帶三個參數，第一個是最難解釋的，先跳過，第二個參數其實就是Web應用程式的根所對應的虛擬路徑，第三個則是實體路徑；接下來我們回來講第一個參數，通常我們會把剛剛寫好的MarshalByRefObject物件放到第一個參數，並且使用typeof來取得MarshalByRefObject的Type這個型別，老實說，這塊我看了很久，最後還去翻Source來查，才知道比較細的細節，以下我們先看一下CreateApplicationHost這個程式碼。
[SecurityPermission(SecurityAction.Demand, Unrestricted=true)]
public static object CreateApplicationHost(Type hostType, string virtualDir, string physicalDir)
{
if (Environment.OSVersion.Platform != PlatformID.Win32NT)
{
throw new PlatformNotSupportedException(SR.GetString("RequiresNT"));
}
if (!StringUtil.StringEndsWith(physicalDir, Path.DirectorySeparatorChar))
{
physicalDir = physicalDir + Path.DirectorySeparatorChar;
}
ApplicationManager applicationManager = ApplicationManager.GetApplicationManager();
string appId = (virtualDir + physicalDir).GetHashCode().ToString("x");
return applicationManager.CreateInstanceInNewWorkerAppDomain(hostType, appId, VirtualPath.CreateNonRelative(virtualDir), physicalDir).Unwrap();
}
上面在敘說CreateApplicationHost這個方法，我們其實可以看到，傳進來的Type型別，又傳入到CreateInstanceInNewWorkerAppDomain裡面去，所以再往下看吧。
internal ObjectHandle CreateInstanceInNewWorkerAppDomain(Type type, string appId, VirtualPath virtualPath, string physicalPath)
{
IApplicationHost appHost = new SimpleApplicationHost(virtualPath, physicalPath);
HostingEnvironmentParameters hostingParameters = new HostingEnvironmentParameters {
HostingFlags = HostingEnvironmentFlags.HideFromAppManager
};
return this.CreateAppDomainWithHostingEnvironmentAndReportErrors(appId, appHost, hostingParameters).CreateInstance(type.AssemblyQualifiedName);
}
到這邊，直接跳到最後一行，我們可以看到type.AssmblyQualifiedName，其實這是取出type的詳細資訊，也就是MarshalByRefObject的NameSpace、版本、等等的詳細資訊；這邊如果再繼續查下去，還有非常多層，我就跳過不講了，但至少我們發現了關鍵，也就是說，這邊轉成Type是為了讓Web應用程式的Application Domain在runtime時，動態載入MarshalByRefObject這個物件，所以在runtime的時候，程式會去尋找GAC和網站底下的bin目錄，並將之載入，所以需要知道MarshalByRefObject這個物件的詳細資訊，所以使用Type來取得詳細資訊；到這邊，我們知道了CreateApplicatinHost如何使用，我們就可以開始寫Web Server了。
撰寫Web Server
接下來就是整段的Web Server程式碼，下面比較簡單的都註解了，基本上看一下應該都可以看得懂。
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Net.Sockets;
using System.IO;
using System.Threading;
using System.Web;
using System.Web.Hosting;
using System.Net;
namespace AspNetSimulator
{
class WebHandle
{
//繼承了MarshalByRefObject的MyAspNetHost，
//負責處理We Server 和 Asp.net Application Domain之間的通訊
private MyAspNetHost _myAspNetHost;
private TcpListener _tcpListener; //監聽用
private FileStream _fileStream; //利用串流處理要求。
private string _virtualDir;
private string _realDir;
public WebHandle(string virtualDir, string realDir)
{
this._virtualDir = virtualDir;
this._realDir = realDir;
}
//啟動服務
public void StartService()
{
try
{
IPEndPoint address = new IPEndPoint(IPAddress.Loopback, 8080);
_tcpListener = new TcpListener(address);
//啟動監聽
_tcpListener.Start();
Console.WriteLine("啟動服務...");
//利用CreateApplicationHost方法來建立一個ASP.NET的Application Domain，
//以便執行ASP.NET。
_myAspNetHost = (MyAspNetHost)ApplicationHost.CreateApplicationHost
(typeof(MyAspNetHost), _virtualDir, _realDir);
//啟動服務
WebServiceStart();
}
catch (NullReferenceException)
{
Console.WriteLine("NullReferenceException throwed!");
}
}
//主要服務
public void WebServiceStart()
{
while (true)
{
//建立連線
TcpClient tcpClient = _tcpListener.AcceptTcpClient();
Console.WriteLine("連線建立...");
//取得網路串流
NetworkStream networkStream = tcpClient.GetStream();
//設定使用UTF-8
Encoding utf8 = Encoding.UTF8;
byte[] request = new byte[4096];
//讀取請求，並塞到request裡面，此方法會傳回長度。
int length = networkStream.Read(request, 0, 4096);
//轉換成人類能看得懂的字串。
string requestString = utf8.GetString(request, 0, length);
string output = "";
//這裡是關鍵，
//簡單的說，就是WebHandle這個Application Domain 透過 _myAspNetHost 來和
//ASP.NET Application Domain傳遞訊息。
//( 這裡因為是Demo，所以就直接指定為Test.aspx網頁了 )
//而使用ref來將ASP.NET Application Domain的資料塞回這裡。
_myAspNetHost.ProcessRequest("Test.aspx", ref output);
//以下只是簡單的將訊息送出。
string statusLine = "HTTP/1.1 200 OK\r\n";
byte[] outputStatusLineBs = utf8.GetBytes(statusLine);
byte[] outputBodyBs = utf8.GetBytes(output);
string responseHeader = string.Format("Content-Type: text/html;charset=UTF-8\r\nContent-Length:{0}\r\n",outputBodyBs.Length);
byte[] outputResponseHeaderBs = utf8.GetBytes(responseHeader);
networkStream.Write(outputStatusLineBs, 0, outputStatusLineBs.Length);
networkStream.Write(outputResponseHeaderBs, 0, outputResponseHeaderBs.Length);
networkStream.Write(new byte[]{13,10},0,2);
networkStream.Write(outputBodyBs, 0, outputBodyBs.Length);
tcpClient.Close();
}
}
}
}
我們會在_tcpListerer.start()後，建立Web應用程式的Application Domain，來讓Web應用程式準備運作，然後進入WebServiceStart方法，利用無窮迴圈來讓服務不中斷，而當程式讀到這行時，就會暫停，直到有請求進來，並繼續執行下去；另外WebServiceStart可以使用執行序來進行多執行序的處理，這裡是簡單的Demo，就直接這樣寫了。
TcpClient tcpClient = _tcpListener.AcceptTcpClient();
然後就進行串流的讀取，將請求的部分進行處理，如果寫的複雜一點，可能也還需去判斷要求的是哪個檔案，或是有沒有query等等的處理。( 所以沒事不要自己寫Web Server… )最後到下面這行，這邊就是透過繼承了MarshalByRefObject的物件，並呼叫此物件的方法，如上所說，經過一連串的執行，就會把html資料吐回到output裡面。
//這裡是關鍵，
//簡單的說，就是WebHandle這個Application Domain 透過 _myAspNetHost 來和
//ASP.NET Application Domain傳遞訊息。
//( 這裡因為是Demo，所以就直接指定為Test.aspx網頁了 )
//而使用ref來將ASP.NET Application Domain的資料塞回這裡。
_myAspNetHost.ProcessRequest("Test.aspx", ref output);
最後，我們去把這些資料輸出回瀏覽器，就完成了這個平常簡單的一次請求…
還有一小段進入點!
另外，有沒有發現上面全部都是類別，完全沒有進入點，其實我是使用了Console專案來撰寫，所以下面補上程式的進入點，於是Web Server (偽) 就完成了=w=。
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
namespace AspNetSimulator
{
class ServerSimulator
{
static void Main(string[] args)
{
WebHandle webHandle = new WebHandle("/", "C:\\My\\TestWeb");
webHandle.StartService();
}
}
}
寫了那麼多，其實也只是ASP.NET的開頭，也希望能讓大家對ASP.NET的一些基礎能更加瞭解!