1. 引言 對於ASP.NET Core應用程式來說,我們要記住非常重要的一點是:其本質上是一個獨立的控制台應用,它並不是必需在IIS內部托管且並不需要IIS來啟動運行(而這正是ASP.NET Core跨平臺的基石)。ASP.NET Core應用程式擁有一個內置的 Self Hosted(自托管) ...
1. 引言
對於ASP.NET Core應用程式來說,我們要記住非常重要的一點是:其本質上是一個獨立的控制台應用,它並不是必需在IIS內部托管且並不需要IIS來啟動運行(而這正是ASP.NET Core跨平臺的基石)。ASP.NET Core應用程式擁有一個內置的Self-Hosted(自托管)的Web Server(Web伺服器),用來處理外部請求。
不管是托管還是自托管,都離不開Host(宿主)。在ASP.NET Core應用中通過配置並啟動一個Host來完成應用程式的啟動和其生命周期的管理(如下圖所示)。而Host的主要的職責就是Web Server的配置和Pilpeline(請求處理管道)的構建。
這張圖描述了一個總體的啟動流程,從上圖中我們知道ASP.NET Core應用程式的啟動主要包含三個步驟:
- CreateDefaultBuilder():創建IWebHostBuilder
- Build():IWebHostBuilder負責創建IWebHost
- Run():啟動IWebHost
所以,ASP.NET Core應用的啟動本質上是啟動作為宿主的WebHost對象。
其主要涉及到兩個關鍵對象IWebHostBuilder
和IWebHost
,它們的內部實現是ASP.NET Core應用的核心所在。下麵我們就結合源碼並梳理調用堆棧來一探究竟!
2. 宿主構造器:IWebHostBuilder
在啟動IWebHost
宿主之前,我們需要完成對IWebHost
的創建和配置。而這一項工作需要藉助IWebHostBuilder
對象來完成的,ASP.NET Core中提供了預設實現WebHostBuilder
。而WebHostBuilder
是由WebHost的同名工具類(Microsoft.AspNetCore命名空間下)中的CreateDefaultBuilder
方法創建的。
從上圖中我們可以看出CreateDefaultBuilder()
方法主要幹了六件大事:
- UseKestrel:使用Kestrel作為Web server。
- UseContentRoot:指定Web host使用的content root(內容根目錄),比如Views。預設為當前應用程式根目錄。
- ConfigureAppConfiguration:設置當前應用程式配置。主要是讀取 appsettinggs.json 配置文件、開發環境中配置的UserSecrets、添加環境變數和命令行參數 。
- ConfigureLogging:讀取配置文件中的Logging節點,配置日誌系統。
- UseIISIntegration:使用IISIntegration 中間件。
- UseDefaultServiceProvider:設置預設的依賴註入容器。
創建完畢WebHostBuilder
後,通過調用UseStartup()
來指定啟動類,來為後續服務的註冊及中間件的註冊提供入口。
3. 宿主:IWebHost
在ASP.Net Core中定義了IWebHost
用來表示Web應用的宿主,並提供了一個預設實現WebHost
。宿主的創建是通過調用IWebHostBuilder
的Build()
方法來完成的。那該方法主要做了哪些事情呢,我們來看下麵這張【ASP.NET Core啟動流程調用堆棧】中的黃色邊框部分:
其核心主要在於WebHost的創建,又可以劃分為三個部分:
- 構建依賴註入容器,初始通用服務的註冊:BuildCommonService();
- 實例化WebHost:var host = new WebHost(...);
- 初始化WebHost,也就是構建由中間件組成的請求處理管道:host.Initialize();
3.1. 註冊初始通用服務
BuildBuildCommonService
方法主要做了兩件事:
- 查找
HostingStartupAttribute
特性以應用其他程式集中的啟動配置 - 註冊通用服務
- 若配置了啟動程式集,則發現並以
IStartup
類型註入到IOC容器中
3.2. 創建IWebHost
public IWebHost Build()
{
//省略部分代碼
var host = new WebHost(
applicationServices,
hostingServiceProvider,
_options,
_config,
hostingStartupErrors);
}
host.Initialize();
return host;
}
3.3. 構建請求處理管道
請求管道的構建,主要是中間件之間的銜接處理。
而請求處理管道的構建,又包含三個主要部分:
- 註冊Startup中綁定的服務;
- 配置IServer;
- 構建管道
請求管道的構建主要是藉助於IApplicationBuilder
,相關類圖如下:
4. 啟動WebHost
WebHost的啟動主要分為兩步:
- 再次確認請求管道正確創建
- 啟動Server以監聽請求
- 啟動 HostedService
4.1. 確認請求管道的創建
從圖中可以看出,第一步調用Initialize()
方法主要是取保請求管道的正確創建。其內部主要是對BuildApplication()
方法的調用,與我們上面所講WebHost的構建環節具有相同的調用堆棧。而最終返回的正是由中間件銜接而成的RequestDelegate
類型代表的請求管道。
4.2. 啟動Server
我們先來看下類圖:
從類圖中我們可以看出IServer
介面主要定義了一個只讀的特性集合屬性、一個啟動和停止的方法聲明。在創建宿主構造器IWebHostBuilder
時我們通過調用UseKestrel()
方法指定了使用KestrelServer作為預設的IServer實現。其方法申明中接收了一個IHttpApplication<TContext> application
的參數,從命名來看,它代表一個Http應用程式,我們來看下具體的介面定義:
其主要定義了三個方法,第一個方法用來創建請求上下文;第二個方法用來處理請求;第三個方法用來釋放上下文。而至於請求上下文,是用來攜帶請求和返迴響應的核心參數,其貫穿與整個請求處理管道之中。ASP.NET Core中提供了預設的實現HostingApplication
,其構造函數接收一個RequestDelegate _application
(也就是鏈接中間件形成的處理管道)用來處理請求。
var httpContextFactory = _applicationServices.GetRequiredService<IHttpContextFactory>();
var hostingApp = new HostingApplication(_application, _logger, diagnosticSource, httpContextFactory);
4.3. 啟動IHostedService
IHostedService
介面用來定義後臺任務,通過實現該介面並註冊到Ioc容器中,它會隨著ASP.NET Core 程式啟動而啟動,終止而終止。
5. 總結
結合源碼,通過對ASP.NET Core運行調用堆棧的梳理,其啟動流程的總體脈絡一目瞭然,並且瞭解到主要的幾個關鍵對象:
- 負責創建IWebHost的宿主構造器IWebHostBuilder
- 代表宿主的IWebHost介面
- 用於構建請求管道的IApplicationBuilder
- 中間件銜接而成的RequestDelegate
- 代表Web Server的IServer介面
- 貫穿請求處理管道的請求上下文HttpContext
- 可以用來註冊後臺服務的IHostedService介面
這一節就先從總體上對ASP.NET Core的運行原理有個基本的認識,後續我們再一一講解這幾個核心對象來加深理解。