ASP.Net请求处理机制初步探索之旅 - Part 5 ASP.Net MVC请求处理流程
開篇：上一篇我們了解了在WebForm模式下一個Page頁面的生命周期，它經歷了初始化Init、加載Load以及呈現Render三個重要階段，其中構造了頁面控件樹，并對頁面控件樹進行了大量的遞歸操作，最后將與模板結合生成的HTML返回給了瀏覽器。那么，在ASP.NET MVC模式下，一個頁面的生命周期又經歷了哪些步湊呢？別急，本篇漫漫道來！
（1）Part 1：前奏
（2）Part 2：核心
（3）Part 3：管道
（4）Part 4：WebForm頁面生命周期
（5）Part 5：ASP.NET MVC請求處理流程
一、開放的ASP.NET MVC代碼
2009年，Microsoft推出了ASP.NET MVC，也將ASP.NET MVC項目作為開源項目推送到了開源社區中，至今時間也過去快6年了，ASP.NET MVC已經到了5.0的版本階段了。我們看到ASP.NET MVC從一個不完整的小孩長成一個日漸成熟的巨人，我們可以從開源社區找到ASP.NET MVC的源碼，相比之前我們需要Reflector進行反編譯查看，這次則輕松得多。
這里我們選擇ASP.NET MVC 4的源碼作為分析對象，我已經將其上傳到了網盤中，你可以通過下面這個地址進行下載：
傳送門：http://pan.baidu.com/s/1bnF8ZPt
下載完成后，打開ASP.NET MVC 4的源代碼，你會看到如下解決方案：這里我們主要關注System.Web.Mvc這個類庫項目
二、從MvcHandler.ProcessRequest開始
從Part 3中我們知道了在請求處理管道中的第7個事件生成了MvcHandler，在第11和第12個事件之間調用了MvcHandler的ProcessRequest方法開始了ASP.NET MVC的處理響應之旅。那么，我們就從MvcHandler的ProcessRequest方法開始查看，一個ASP.NET MVC頁面是如何加載出來一個HTML頁的！
（1）Controller的激活
①借助HttpConetxtWrapper封裝HttpContext
protected virtual void ProcessRequest(HttpContext httpContext){HttpContextBase httpContextBase = new HttpContextWrapper(httpContext);ProcessRequest(httpContextBase);}可以看出，這里通過了一個基于包裝器（又稱裝飾者）模式實現的一個HttpContextWrapper類對HttpContext進行了一個封裝，并調用重載的另一個ProcessRequest方法進行繼續處理。
PS：有關ASP.NET MVC中HttpContext, HttpContextBase, HttpContextWrapper三者之間的聯系請參考：http://blog.csdn.net/sundacheng1989/article/details/10551091
②控制器工廠根據URL創建控制器
protected internal virtual void ProcessRequest(HttpContextBase httpContext){IController controller;IControllerFactory factory;ProcessRequestInit(httpContext, out controller, out factory);try{controller.Execute(RequestContext);}finally{factory.ReleaseController(controller);}}可以看出，這里通過調用ProcessRequestInit方法將上下文對象傳入進行處理，然后返回生成的控制器實例以及控制器工廠。因此，我們轉入ProcessRequestInit方法看看：
private void ProcessRequestInit(HttpContextBase httpContext, out IController controller, out IControllerFactory factory){......string controllerName = RequestContext.RouteData.GetRequiredString("controller");factory = ControllerBuilder.GetControllerFactory();controller = factory.CreateController(RequestContext, controllerName);......}在這個方法中，首先根據RouteData路由數據取得要請求的Controller名稱，然后取得ControllerFactory（控制器工廠）對象，通過ControllerFactory來創建指定名稱的控制器，最后將控制器作為out參數傳遞出去。
③調用控制器的Execute方法進入Action
具體實現了IController接口的Controller對象通過調用Excute方法開始執行具體的Action，那么Action究竟又是怎樣被觸發的呢？
public interface IController{void Execute(RequestContext requestContext);}（2）Action的觸發
①從ControllerBase的Excute方法開始
public abstract class ControllerBase : IController{protected virtual void Execute(RequestContext requestContext){if (requestContext == null){throw new ArgumentNullException("requestContext");}if (requestContext.HttpContext == null){throw new ArgumentException(MvcResources.ControllerBase_CannotExecuteWithNullHttpContext, "requestContext");}VerifyExecuteCalledOnce();Initialize(requestContext);using (ScopeStorage.CreateTransientScope()){ExecuteCore();}}// 抽象方法-讓Controller去具體實現protected abstract void ExecuteCore();}首先，Controller并沒有實現IController接口，而是Controller的基類ControllerBase實現了IController接口；然后，ControllerBase中定義了一個抽象方法ExcuteCore，讓其子類去具體執行，這里主要是讓Controller類對象執行這個方法。
②根據URL獲取Action名稱并準備觸發Action
public abstract class Controller : ControllerBase, IActionFilter, IAuthenticationFilter, IAuthorizationFilter, IDisposable, IExceptionFilter, IResultFilter, IAsyncController, IAsyncManagerContainer{protected override void ExecuteCore(){PossiblyLoadTempData();try{string actionName = GetActionName(RouteData);if (!ActionInvoker.InvokeAction(ControllerContext, actionName)){HandleUnknownAction(actionName);}}finally{PossiblySaveTempData();}}}首先，通過路由數據獲取Action名稱，例如請求URL為:http://xxx.com/Home/Index，這里獲取的Action名稱即為Index。然后，通過ActionInvoker.InvokeAction去執行具體的Action。那么問題來了，這個ActionInvoker又是啥東東？我們先看看這個接口的定義：
public interface IActionInvoker{bool InvokeAction(ControllerContext controllerContext, string actionName);}通過查閱資料，我們發現原來是一個叫做ControllerActionInvoker的類實現了IActionInvoker接口，那么我們就去看看這個ControllerActionInvoker類吧。
③獲取Controller與Action的描述信息和過濾器信息
public virtual bool InvokeAction(ControllerContext controllerContext, string actionName){......ControllerDescriptor controllerDescriptor = GetControllerDescriptor(controllerContext);ActionDescriptor actionDescriptor = FindAction(controllerContext, controllerDescriptor, actionName);if (actionDescriptor != null){FilterInfo filterInfo = GetFilters(controllerContext, actionDescriptor);......} ......}看到這里，也許會有人問什么是描述信息？那么看到我們在開發中經常給Controller或者Action添加的Attribute信息也許就不會感到陌生了：例如我們給某個名為Index的Action添加了[HttpPost]或者[HttpGet]特性，在請求時需要通過HTTP報文請求方式來區分這兩個Action。
那么，什么又是過濾器信息？首先，過濾器涉及到一個叫做AOP（面向切面編程）的概念，我們可以通過前面的請求處理管道進行理解，雖然我們的ASP.NET頁面請求處理部分只是其中一小部分，但是在這部分執行之前還經歷了許多事件，在這之后又經歷了許多事件，而這些事件都是可以自定義邏輯的，它們都可以叫做過濾器。ASP.NET MVC默認為我們提供了四種類型的過濾器（Filter），如下圖所示：
PS：對過濾器不熟悉的朋友可以看看我的另一篇對ASP.NET MVC基礎知識中的過濾器（Filter）的介紹：http://www.cnblogs.com/edisonchou/p/3932640.html
④獲取參數信息并開始真正執行Action：Filter->Action->Filter
public virtual bool InvokeAction(ControllerContext controllerContext, string actionName){......IDictionary<string, object> parameters = GetParameterValues(controllerContext, actionDescriptor);ActionExecutedContext postActionContext = InvokeActionMethodWithFilters(controllerContext, filterInfo.ActionFilters, actionDescriptor, parameters);......}通過上面所獲取的各種描述信息與過濾器信息找到Action并獲取所需的參數，然后調用InvokeActionMethodWithFilters方法執行Action。因此，再轉到InvokeActionMethodWithFilters方法看看：
protected virtual ActionExecutedContext InvokeActionMethodWithFilters(ControllerContext controllerContext, IList<IActionFilter> filters, ActionDescriptor actionDescriptor, IDictionary<string, object> parameters){ActionExecutingContext preContext = new ActionExecutingContext(controllerContext, actionDescriptor, parameters);Func<ActionExecutedContext> continuation = () =>new ActionExecutedContext(controllerContext, actionDescriptor, false /* canceled */, null /* exception */){Result = InvokeActionMethod(controllerContext, actionDescriptor, parameters)};Func<ActionExecutedContext> thunk = filters.Reverse().Aggregate(continuation,(next, filter) => () => InvokeActionMethodFilter(filter, preContext, next));return thunk();}在這個方法中，首先將上下文對象、描述信息、參數信息傳入InvokeActionMethod方法中，得到了一個Result對象。這個Result對象又是什么？轉到定義一看，原來不就是我們在開發中經常返回的ActionResult類型嗎？
public ActionResult Result{get { return _result ?? EmptyResult.Instance; }set { _result = value; }}那么，在InvokeActionMethod方法中又是如何返回Result的呢？再次轉到定義看看：
protected virtual ActionResult InvokeActionMethod(ControllerContext controllerContext, ActionDescriptor actionDescriptor, IDictionary<string, object> parameters){object returnValue = actionDescriptor.Execute(controllerContext, parameters);ActionResult result = CreateActionResult(controllerContext, actionDescriptor, returnValue);return result;}在這個方法中，首先執行了指定的Action，然后獲得了一個returnValue返回值，通過傳入返回值創建具體類型的ActionResult作為方法的返回值。這里需要注意的是，ActionResult是一個抽象類，像什么JsonResult、EmptyResult、ViewResult等都是其子類，而這里的CreateActionResult就是要創建其具體子類的實例并返回。
現在將目光返回到InvokeActionMethodWithFilters方法中，看到代碼最后聲明了一個委托thunk，它是過濾器結合經過反轉之后再合并之前聲明的委托continuation之后的一個新委托（它所持有的委托鏈順序會協調一致），目的是為了完成AOP的效果，比如首先要執行Action執行之前的過濾器，才能執行Action方法。
⑤ActionResult閃亮登場：Filter->Result
public virtual bool InvokeAction(ControllerContext controllerContext, string actionName){......InvokeActionResultWithFilters(controllerContext, filterInfo.ResultFilters, challengeContext.Result ?? postActionContext.Result);......}現在回到InvokeAction這個主方法中，剛剛執行完Action之后將結果都保存在了postActionContext中的Result中，現在繼續執行過濾器（比如：可以對剛剛的Action結果進行一些處理），目的也是為了完成AOP的效果，比如執行完Action之后，必須要執行Action結束后的過濾器業務邏輯方法。那么，這里又是進行了什么操作呢？轉到InvokeActionResultWithFilters方法中去看看：
private ResultExecutedContext InvokeActionResultFilterRecursive(IList<IResultFilter> filters, int filterIndex, ResultExecutingContext preContext, ControllerContext controllerContext, ActionResult actionResult){......if (filterIndex > filters.Count - 1){InvokeActionResult(controllerContext, actionResult);return new ResultExecutedContext(controllerContext, actionResult, canceled: false, exception: null);} IResultFilter filter = filters[filterIndex];filter.OnResultExecuting(preContext); ......int nextFilterIndex = filterIndex + 1;postContext = InvokeActionResultFilterRecursive(filters, nextFilterIndex, preContext, controllerContext, actionResult);......}首先，判斷過濾器執行的序號是否已經到了最后，如果不是，則繼續遞歸執行本方法調用過濾器（這里對應的過濾器是OnResultExecuting事件，即在Result被生成時之前進行觸發）。如果到了最后，則開始生成最終的ActionResult。看看這個InvokeActionResult方法，它是一個虛方法。
protected virtual void InvokeActionResult(ControllerContext controllerContext, ActionResult actionResult){actionResult.ExecuteResult(controllerContext);}（3）View的呈現
我們知道ActionResult是一個抽象類，那么這個InvokeActionResult應該是由其之類來實現。于是，我們找到ViewResult，但是其并未直接繼承于ActionResult，再找到其父類ViewResultBase，它則繼承了ActionResult。于是，我們來查看它的ExecuteResult方法：
①約定大于配置的緣故
public override void ExecuteResult(ControllerContext context){......if (String.IsNullOrEmpty(ViewName)){ViewName = context.RouteData.GetRequiredString("action");}......}我們在日常開發中，總是被告知約定大于配置，View中的名字必須與Controller中Action的名字一致。在這了，我們知道了原因，可以看出，這里就是國通URL來取得ViewName然后去查找View的。
②找到ViewEngine視圖引擎并獲取ViewEngineResult
首先，我們了解一下什么是ViewEngine視圖引擎：我們在ASP.NET MVC開發中一般會有兩個選擇，一個是aspx視圖引擎，另一個是ASP.NET MVC 3.0推出的Razor視圖引擎。Razor視圖引擎在減少代碼冗余、增強代碼可讀性和Visual Studio智能感知方面，都有著突出的優勢。因此，Razor一經推出就深受廣大ASP.Net開發者的喜愛。
public override void ExecuteResult(ControllerContext context){......ViewEngineResult result = null;if (View == null){result = FindView(context);View = result.View;}...... }這里通過FindView方法獲取到具體的View對象，而FindView又是ViewResultBase的一個抽象方法。這時，我們需要到ViewResult中去看看這個FindView方法。
protected override ViewEngineResult FindView(ControllerContext context){ViewEngineResult result = ViewEngineCollection.FindView(context, ViewName, MasterName);if (result.View != null){return result;}......}這里通過在ViewEngineCollection視圖引擎集合中調用FindView方法返回一個ViewEngineResult對象，而View則作為屬性存在于這個ViewEngineResult對象之中。
③加載ViewData/TempData等數據生成ViewContext
protected override ViewEngineResult FindView(ControllerContext context){......TextWriter writer = context.HttpContext.Response.Output;ViewContext viewContext = new ViewContext(context, View, ViewData, TempData, writer);......}這里開始加載ViewData、TempData等數據生成ViewContext，可以在ViewContext的構造函數中看到如下代碼：
public ViewContext(ControllerContext controllerContext, IView view, ViewDataDictionary viewData, TempDataDictionary tempData, TextWriter writer): base(controllerContext){if (controllerContext == null){throw new ArgumentNullException("controllerContext");}if (view == null){throw new ArgumentNullException("view");}if (viewData == null){throw new ArgumentNullException("viewData");}if (tempData == null){throw new ArgumentNullException("tempData");}if (writer == null){throw new ArgumentNullException("writer");}View = view;ViewData = viewData;Writer = writer;TempData = tempData;}現在知道我們在Action方法中定義的那些ViewData或者TempData是在哪里被存入上下文了吧？
④開始Render：HTML頁面的呈現
protected override ViewEngineResult FindView(ControllerContext context){......View.Render(viewContext, writer);......}ViewContext上下文對象已生成好，TextWriter已經拿到，現在就開始對View進行正式的呈現了，也就是返回給瀏覽器端請求的HTML。由于這里View對象是一個實現了IView接口的類對象，于是我們找到RazorView，但是它并未直接實現IView接口，于是我們找到它的父類BuildManagerCompiledView?
public abstract class BuildManagerCompiledView : IView{public virtual void Render(ViewContext viewContext, TextWriter writer){if (viewContext == null){throw new ArgumentNullException("viewContext");}object instance = null;Type type = BuildManager.GetCompiledType(ViewPath);if (type != null){instance = ViewPageActivator.Create(_controllerContext, type);}if (instance == null){throw new InvalidOperationException(String.Format(CultureInfo.CurrentCulture,MvcResources.CshtmlView_ViewCouldNotBeCreated,ViewPath));}RenderView(viewContext, writer, instance);}}首先，通過ViewPath獲取View的類型（Type），這里也是通過BuildManger來完成的，每個cshtml都會被asp.net編譯成一個類。然后，通過反射生成了View的具體實例。最后，通過RendView方法進行下一步的呈現工作。RenderView是一個抽象方法，具體實現是在RazorView類或WebFormView類中。
protected override void RenderView(ViewContext viewContext, TextWriter writer, object instance){if (writer == null){throw new ArgumentNullException("writer");}WebViewPage webViewPage = instance as WebViewPage;if (webViewPage == null){throw new InvalidOperationException(String.Format(CultureInfo.CurrentCulture,MvcResources.CshtmlView_WrongViewBase,ViewPath));}webViewPage.OverridenLayoutPath = LayoutPath;webViewPage.VirtualPath = ViewPath;webViewPage.ViewContext = viewContext;webViewPage.ViewData = viewContext.ViewData;webViewPage.InitHelpers();if (VirtualPathFactory != null){webViewPage.VirtualPathFactory = VirtualPathFactory;}if (DisplayModeProvider != null){webViewPage.DisplayModeProvider = DisplayModeProvider;}WebPageRenderingBase startPage = null;if (RunViewStartPages){startPage = StartPageLookup(webViewPage, RazorViewEngine.ViewStartFileName, ViewStartFileExtensions);}webViewPage.ExecutePageHierarchy(new WebPageContext(context: viewContext.HttpContext, page: null, model: null), writer, startPage);}在此方法中，首先將傳遞過來的實例轉換成了一個WebViewPage類的實例，然后將ViewContext、ViewData等數據賦給WebViewPage實例作為屬性，以便在View中獲取。然后，如果有開始頁則先執行開始頁。最后，將HttpContext、Page與Model對象封裝為一個WebPageContext對象傳入ExecutePageHierarchy方法中進行執行頁面的渲染。
首先，我們從字面上來看，Hierarchy代表層次，那么方法名的意思大概是：根據層次執行頁面。那么，什么是頁面的層次？
在執行ExecutePageHierachy這個方法來渲染View時，這個方法里面要完成相當多的工作，主要是ViewStart的執行，和Layout的執行。這里的困難之處在于對于有Layout的頁面來說，Layout的內容是先輸出的，然后是RenderBody內的內容，最后還是Layout的內容。如果僅僅是這樣的話，只要初始化一個TextWriter，按部就班的往里面寫東西就可以了，但是實際上，Layout并不能首先執行，而應該是View的代碼先執行，這樣的話View就有可能進行必要的初始化，供Layout使用。例如我們有如下的一個View：
@{ViewBag.Title = "Code in View";Layout = "_LayoutPage1.cshtml"; }這個Layout的內容如下：
@{ Layout = "~/Views/Shared/_Layout.cshtml";ViewBag.ToView = "Data from Layout"; } <div>Data In View: @ViewBag.Title </div> <div>@RenderBody(); </div>這樣可以在頁面顯示Code in View字樣。 但是反過來，如果試圖在View中顯示在Layout里面的"Data from Layout"?則是行不通的,什么也不會被顯示。所以RenderBody是先于Layout中其他代碼執行的，這種Layout的結構稱為?Page Hierachy。
在這樣的代碼執行順序下，還要實現文本輸出的順序，因此asp.net mvc這里的實現中就使用了棧，這個棧是OutputStack，里面壓入了TextWriter。注意到這只是一個頁面的處理過程，一個頁面之中還會有Partial View 和 Action等，這些的處理方式都是一樣的，因此還需要一個棧來記錄處理到了哪個（子）頁面，因此還有一個棧，稱之為TemplateStack，里面壓入的是PageContext，PageContext維護了view的必要信息，比如Model之類的，當然也包括上面提到的OutputStack。有了上面的基本信息，下面看代碼，先看入口點：
public void ExecutePageHierarchy(WebPageContext pageContext, TextWriter writer, WebPageRenderingBase startPage) {PushContext(pageContext, writer);if (startPage != null) {if (startPage != this) {var startPageContext = Util.CreateNestedPageContext<object>(parentContext: pageContext, pageData: null, model: null, isLayoutPage: false);startPageContext.Page = startPage;startPage.PageContext = startPageContext;}startPage.ExecutePageHierarchy();}else {ExecutePageHierarchy();}PopContext();}這個方法中，第一步首先將pageContext入棧：PushContext
public void PushContext(WebPageContext pageContext, TextWriter writer){_currentWriter = writer;PageContext = pageContext;pageContext.Page = this;InitializePage();// Create a temporary writer_tempWriter = new StringWriter(CultureInfo.InvariantCulture);// Render the page into itOutputStack.Push(_tempWriter);SectionWritersStack.Push(new Dictionary<string, SectionWriter>(StringComparer.OrdinalIgnoreCase));// If the body is defined in the ViewData, remove it and store it on the instance// so that it won't affect rendering of partial pages when they call VerifyRenderedBodyOrSectionsif (PageContext.BodyAction != null){_body = PageContext.BodyAction;PageContext.BodyAction = null;}}第二步判斷是否存在ViewStart文件，如果有，就執行startPage.ExecutePageHierachy()。如果不存在，則直接執行ExecutePageHierachy()。
public override void ExecutePageHierarchy(){......TemplateStack.Push(Context, this);try{// Execute the developer-written code of the WebPageExecute();}finally{TemplateStack.Pop(Context);} }這個方法就是將context壓棧，然后執行相應的view的代碼，然后出棧。有了這些出入棧的操作，可以保證View的代碼，也就是Execute的時候的writer是正確的。Execute中的方法除去PartialView，Action之類的，最終調用的是WebPageBase中的WriteLiteral方法：
public override void WriteLiteral(object value){Output.Write(value);}這里的Output屬性是：
public TextWriter Output{get { return OutputStack.Peek(); }}在調用了Excute方法后，頁面上的HTML內容基本輸出完畢，至此View就渲染完畢了。
第三步，pageContext出棧，主要是棧中的元素的清理工作。
三、一圖勝千言，總體上概覽
參考資料
致謝：本文參閱了大量園友的相關文章，向以下文章作者表示感謝！
（1）Darren Ji，《ASP.NET MVC請求處理管道聲明周期的19個關鍵環節》：http://www.cnblogs.com/darrenji/p/3795661.html
（2）初心不可忘，《綜述：ASP.NET MVC請求處理管道》：http://www.cnblogs.com/luguobin/archive/2013/03/15/2962458.html
（3）學而不思則罔，《ASP.NET Routing與MVC之二：請求如何激活Controller與Action》：http://www.cnblogs.com/acejason/p/3886968.html
（4）王承偉，《ASP.NET MVC請求原理與源碼分析》：http://bbs.itheima.com/thread-134340-1-1.html
（5）Ivony，《通過源代碼研究ASP.NET MVC中的Conroller和View》：http://www.cnblogs.com/Ivony/archive/2010/11/13/aspnet-mvc-by-source-1.html
（6）痞子一毛，《ASP.NET MVC請求處理圖解》：http://www.cnblogs.com/piziyimao/archive/2013/02/27/2935969.html
（7）蔣金楠，《ASP.NET MVC中的View是如何被呈現出來的》：http://www.cnblogs.com/artech/archive/2012/08/22/view-engine-01.html
（8）yinzixin，《深入ASP.NET MVC之七：ActionResult的執行》：http://www.cnblogs.com/yinzixin/archive/2012/12/05/2799459.html?（一篇好文，值得閱讀）
總結
以上是生活随笔為你收集整理的ASP.Net请求处理机制初步探索之旅 - Part 5 ASP.Net MVC请求处理流程的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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