MVC之前的那点事儿系列（4）：Http Pipeline详细分析（上）

浏览数：23 / 时间：2015年06月09日

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继续上一章节的内容，通过HttpApplicationFactory的GetApplicationInstance静态方法获取实例，然后执行该实例的BeginProcessRequest方法进行执行余下的Http Pipeline 操作，代码如下：

// Get application instance 
IHttpHandler app = HttpApplicationFactory.GetApplicationInstance(context);

那GetApplicationInstance这个方法究竟做了啥呢？难道只是new一个新对象出来？感觉应该不像，那我们就来看看HttpApplicationFactory类的GetApplicationInstance静态方法源码：

internal static IHttpHandler GetApplicationInstance(HttpContext context) { 
    if (_customApplication != null)
        return _customApplication; 
 
    // Check to see if it‘s a debug auto-attach request
    if (context.Request.IsDebuggingRequest) 
        return new HttpDebugHandler();

    _theApplicationFactory.EnsureInited();
 
    _theApplicationFactory.EnsureAppStartCalled(context);
 
    return _theApplicationFactory.GetNormalApplicationInstance(context); 
}

里面有3行代码我已经标记为粗体了，在解释每行代码的具体作用之前，先看看_theApplicationFactory对象实例从哪里来，通过查看该字段的声明代码可以看到它是单例的实现。

// the only instance of application factory
private static HttpApplicationFactory _theApplicationFactory = new HttpApplicationFactory();

第一行粗体代码是执行，该实例的EnsureInited方法，这个方法会通过lock的方式调用Init方法（好处自然不用多说了吧），代码如下：

private void EnsureInited() {
    if (!_inited) {
        lock (this) { 
            if (!_inited) {
                Init(); 
                _inited = true; 
            }
        } 
    }
}

通过查找 Init方法的代码以及其中2行如下代码里的细节，我们可以得知，这2行代码主要是从global.asax获取内容，然后进行编译。

_appFilename = GetApplicationFile(); 
CompileApplication();

所以，HttpApplicationFactory._theApplicationFactory.EnsureInited()　的方法首先检查HttpApplicationFactory是否被初始化，如果没有，就通过HttpApplicationFactory.Init()进行初始化。在Init()中，先获取global.asax文件的完整路径，然后调用CompileApplication()对global.asax进行编译。

第2行粗体的EnsureAppStartCalled方法，最终会调用如下的私有方法FireApplicationOnStart，代码如下：

private void FireApplicationOnStart(HttpContext context) { 
    if (_onStartMethod != null) { 
        HttpApplication app = GetSpecialApplicationInstance();
 
        app.ProcessSpecialRequest(
                                    context,
                                    _onStartMethod,
                                    _onStartParamCount, 
                                    this,
                                    EventArgs.Empty, 
                                    null); 

        RecycleSpecialApplicationInstance(app); 
    }
}

通过代码我们能够得知HttpApplicationFactory._theApplicationFactory.EnsureAppStartCalled(context)　创建特定的HttpApplication实例，触发ApplicationOnStart事件，执行ASP.global_asax中的Application_Start(object sender, EventArgs e)方法。然后在处理完事件以后就立即被回收掉，因为系统初始化只需要一次，但是其中的GetSpecialApplicationInstance里会对IIS7做一些特殊的事情，我们后面的章节会讲到。

第3行的粗体代码是我们这里要说的重点，它方法里的代码如下：

private HttpApplication GetNormalApplicationInstance(HttpContext context) {
    HttpApplication app = null; 

    lock (_freeList) {
        if (_numFreeAppInstances > 0) {
            app = (HttpApplication)_freeList.Pop(); 
            _numFreeAppInstances--;
 
            if (_numFreeAppInstances < _minFreeAppInstances) { 
                _minFreeAppInstances = _numFreeAppInstances;
            } 
        }
    }

    if (app == null) { 
        // If ran out of instances, create a new one
        app = (HttpApplication)HttpRuntime.CreateNonPublicInstance(_theApplicationType); 
 
        using (new ApplicationImpersonationContext()) {
            app.InitInternal(context, _state, _eventHandlerMethods); 
        }
    }

    return app; 
}

如果在有空闲的HttpApplication实例，就直接用，如果没有就新创建，然后调用InitInternal方法进行初始化相关的内容，最后返回该HttpApplication实例。

让我们来看看HttpApplication的核心方法InitInternal里都是干了什么事儿吧，先上代码，有点多，但是很值得：

internal void InitInternal(HttpContext context, HttpApplicationState state, MethodInfo[] handlers) { 
    Debug.Assert(context != null, "context != null");

    // Remember state
    _state = state; 

    PerfCounters.IncrementCounter(AppPerfCounter.PIPELINES); 
 
    try {
        try { 
            // Remember context for config lookups
            _initContext = context;
            _initContext.ApplicationInstance = this;
 
            // Set config path to be application path for the application initialization
            context.ConfigurationPath = context.Request.ApplicationPathObject; 
 
            // keep HttpContext.Current working while running user code
            using (new DisposableHttpContextWrapper(context)) { 

                // Build module list from config
                if (HttpRuntime.UseIntegratedPipeline) {
 
                    Debug.Assert(_moduleConfigInfo != null, "_moduleConfigInfo != null");
                    Debug.Assert(_moduleConfigInfo.Count >= 0, "_moduleConfigInfo.Count >= 0"); 
 
                    try {
                        context.HideRequestResponse = true; 
                        _hideRequestResponse = true;
                        InitIntegratedModules();
                    }
                    finally { 
                        context.HideRequestResponse = false;
                        _hideRequestResponse = false; 
                    } 
                }
                else { 
                    InitModules();

                    // this is used exclusively for integrated mode
                    Debug.Assert(null == _moduleContainers, "null == _moduleContainers"); 
                }
 
                // Hookup event handlers via reflection 
                if (handlers != null)
                    HookupEventHandlersForApplicationAndModules(handlers); 

                // Initialization of the derived class
                _context = context;
                if (HttpRuntime.UseIntegratedPipeline && _context != null) { 
                    _context.HideRequestResponse = true;
                } 
                _hideRequestResponse = true; 

                try { 
                    Init();
                }
                catch (Exception e) {
                    RecordError(e); 
                }
            } 
 
            if (HttpRuntime.UseIntegratedPipeline && _context != null) {
                _context.HideRequestResponse = false; 
            }
            _hideRequestResponse = false;
            _context = null;
            _resumeStepsWaitCallback= new WaitCallback(this.ResumeStepsWaitCallback); 

            // Construct the execution steps array 
            if (HttpRuntime.UseIntegratedPipeline) { 
                _stepManager = new PipelineStepManager(this);
            } 
            else {
                _stepManager = new ApplicationStepManager(this);
            }
 
            _stepManager.BuildSteps(_resumeStepsWaitCallback);
        } 
        finally { 
            _initInternalCompleted = true;
 
            // Reset config path
            context.ConfigurationPath = null;

            // don‘t hold on to the context 
            _initContext.ApplicationInstance = null;
            _initContext = null; 
        } 
    }
    catch { // Protect against exception filters 
        throw;
    }
}

该代码主要有2个功能，一个是初始化大家熟悉的HttpModules，一个是通过BuildSteps执行20多个生命周期事件的处理函数（这部分内容，我们将在下一章节详细讲解Http Pipeline）。通过上面的代码我们可以看出，每个功能都有一个特殊判断，判断IIS是否是IIS7的集成模式，如果是就有特殊的步骤，如果不是就走一般的步骤，两者直接的差异分别是：IIS7初始化HttpModules的时候会从网站配置的Modules里读取（因为IIS7预加载CLR和大批量Modules），BuildSteps的时候， IIS7集成模式走的是自己特殊的流程（加载服务器上的HttpModules）。

让我们先总结一下再看代码，InitInternal方法的主要功能如下：

InitModules()：根据Web.Config的设置，加载相应的HttpModules。
InitIntegratedModules()：会加载IIS7集成模式下在服务器上设定的HttpModuels和Web.config里system.webserver下的HttpModuels。
HookupEventHandlersForAppplicationAndModules：根据发生的事件，调用HttpApplication实例中相应的事件处理函数。
创建很多实现IExecutionStep接口的类的实例并添加到当前HttpApplication实例的_execSteps中，等待回调时执行。从这里我们可以看到HttpApplication是以异步的方式处理请求，对请求的很多处理工作都放入了_execStep等待回调时执行。

至此，除了20多个周期事件和Handler相关的代码我们没有讲解，其它和HttpApplication相关的并且对我们有帮助的，已经差不多清晰了。关于20多个周期事件和执行Handler方面的内容，我们下一章节再做详细解释。