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IIS Web 服务器/ASP.NET 运行原理基本知识概念整理

admin

11月 28, 2021
 前言:
     记录 IIS 相关的笔记还是从公司笔试考核题开始的,问 Application Pool 与 AppDomain 的区别?
     促使我对进程池进了知识的学习,所以记录一下学习的笔记。
 
     我们知道现在 .NET 就业来看,80% 的 .NET 程序员都是从事 Web 开发,
     如果对微软唯一(现在不唯一了)Web 服务器都不熟的话,那就有点儿尴尬了;(不能被微软宠坏了)
 
     Web 站点性能的好坏不在于 Web 服务器本身,IIS 可以说已经说一款非常强悍的 Web 服务器了。
     现在对 IIS 6.0、IIS 8.5 做一些基本知识的整理;
 
     微软早期在 IIS 上,提出进程池的概念,允许多个 Web 站点运行在一个 IIS 进程池(W3WP.exe)上,怎么说有好有坏,
     好在他节省了 CPU、内存的开销,坏在他进程池的配置非独立,最大问题是某一个 Web 站点挂了,同一个进程次下的站点都会挂掉。
     乃至在 IIS 7+ 以上的版本,默认创建的站点都会是独立的进程池;
 
     Web 服务器其实深入进去也没有什么多神秘的东西,核心取决于你的设计,怎么合理处理请求/响应、并发控制;
 
     // 追评:
          所有的 Web 服务器,无非是对网络层和 HTTP 协议层做了相应的解析处理而已。
 
一、IIS 6.0
     早些年,公司还在一直在使用 IIS 6.0,作为微软早期的版本,那各种安全问题源源不断,此处默哀一下苦逼的程序员
     什么远程代码执行、上传数据流漏洞、身份认证漏洞…. 导致很多 .NET 开发人员觉得 Web 服务器放在 Windows 下就是不安全。
     其实微软背后的团队,已经非常努力的在做补丁和迭代了,
     注意:
     1、服务器上一定不要关闭 Windows Update。
     2、作为一名程序员,有责任关于微软动态、更新稳定的 IIS 版本。
 
     IIS 6.0 由于太老的产品,不做过多的分析。
 
二、IIS 运行过程
     (这样比较好理解,假装自己在写 Web 服务器)
 
     首先,HTTP 请求规范原理、细节不做解释了。
     我们都知道 IIS Web 服务器默认监听 80 端口,那么监听的过程总得需要支撑吧,
     HTTP.sys 组件,它负责监听所有的 HTTP 请求,监听到请求了以后,
     根据请求信息(URL)分配对对应的进程池上(W3WP.exe/Application Pool),进程池完成本次请求处理后进行响应;
     // 在上文简单提到了 IIS 进程池,所有的站点都必要依赖与他,而进程池启动后会产生一个独立的 W3WP.exe 进程
 
     1、HTTP.SYS:(Kernel)的一个组件,它负责侦听(Listen)来自于外部的HTTP请求,根据请求的URL将其转发给相应的应用程序池 (Application Pool)。
          当此HTTP请求处理完成时,它又负责将处理结果发送出去。
          为了提供更好的性能,HTTP.sys 内部建立了一个缓冲区,将最近的HTTP请求处理结果保存起来。
 
     2、Application Pool:IIS 总会保持一个单独的工作进程:应用程序池。所有的处理都发生在这个进程里,包括 ISAPI dl l的执行。
     应用程序池它们允许以更小的粒度控制一个指定进程的执行。
     你可以为每一个虚拟目录或者整个Web 站点配置应用程序池,这可以使你很容易的把每一个应用程序隔离到各自的进程里,
       这样就可以把它与运行在同一台机器上其他程序完全隔离。从 Web 处理的角度看,如果一个进程死掉,至少它不会影响到其它的进程。
    当应用程序池接收到 HTTP 请求后,交由在此应用程序池中运行的工作者进程 Worker Process: w3wp.exe 来处理此HTTP请求。
 
  3、Worker Process: 当工作者进程接收到请求后,首先根据后缀找到并加载对应的 ISAPI 扩展 (如:aspx 对应的映射是 aspnet_isapi.dll ),
       工作者进程加载完 aspnet_isapi.dl l后,由 aspnet_isapi.dll 负责加载 ASP.NET应用程序的运行环境即CLR (.NET Runtime)。
          Worker Proces s运行在非托管环境,而 .NET 中的对象则运行在托管环境之上(CLR),它们之间的桥梁就是 ISAPI 扩展。
 
  4、WAS(Web Admin Service):这是一个监控程序,它一方面可以存取放在InetInfo元数据库(Metabase)中的各种信息,
       另一方面也负责监控应用程序池(Application Pool)中的工作者进程的工作状态况,必要时它会关闭一个老的工作者进程并创建一个新的取而代之。
 
  看图:
       

     
  进程池中 经典管道 ISAPI 的作用、生命周期?
     集成管道中的乞求处置管道怎么理解?
 
 
二、ASP.NET 运行原理(浅析)
 
     看图:
     

   ( AppDomain 运行过程图示)
 
 AppDomain 的作用,相信大家都很了解了吧.这里简明扼要的写几点:
 
 1、一个 AppDomain 中的代码创建的对象不能由另一个 AppDomain 中的代码直接访问(只能使用按引用封送或者按值封送,起到了很好的隔离作用);
 
 2、AppDomain 可以卸载 CLR 不支持从 AppDomain 中卸载一个程序集的能力,但可以告诉 CLR 卸载一个 AppDomain,
      从而达到卸载当前包含在该 AppDomain 内的所有程序集.
 
 3、AppDomain 可以单独保护 当宿主加载一些代码之后,可以保证这些代码不会被破坏(或读取)宿主本身使用的一些重要的数据结构.。 
 
 4、AppDomain 可以单独配置 设置主要影响 CLR 在 AppDomain 中加载程序集的方式,涉及搜索路径、版本绑定重定向、卷影复制及加载器的优化。
 
 由以上几点可以看出 AppDomain 确保了 Windows 系统及其中运行的应用程序的健壮性。AppDomain 提供了保护、配置和终止其中每一个应用程序所需的隔离性。
 
 
   再来看下 ProcessRequest 的过程:
   

 简单分析一下上图
 
 ProcessRequest(HttpWorkerRequest wr)中判断 wr 是否为 null,然后判断管线是否完整,再调用 ProcessRequestNoDemand(wr) 方法,
 并判断当前 RequestQueue 是否为 null,接着计算等待时间并更新管线数 CalculateWaitTimeAndUpdatePerfCounter(wr);
 重置 wr 开始时间 wr.ResetStartTime();调用 ProcessRequestNow(wr) 方法,并调用 ProcessRequestInternal(wr) 方法;
 

 
 到这里想必能够使大家对ASP.NET管道机制能够有一个简单的回顾.当然还有很多地方没有详细分析。
 再来总结一下IIS运行过程及ASP.NET管道机制:
 
     Request→ (Internet ) HTTP.sys 监听
     → WAS (IIS6 web Admin Service /IIS7 (Windows Activation Service) 接收请求
     → (传入)Application Pool’s → w3wp.exe(检查URL后缀)
     → (加载)ISAPI扩展[aspnet_isapi.dll] → 注册映射 构造HttpRuntime类
     →ProcessRequest方法  HttpContext实例产生(Request,Response,Session and so on…)
 
 HttpRuntime 调用 HttpApplicationFactory加载HttpApplication对象
 
 穿越HttpModule到达HttpHandler
 
 简单用140个字符(即一条微博的字数)概括:
 
 Request→ (Internet ) HTTP.sys →(WAS)→Application Pool’s → w3wp.exe→ISAPI→ Map→   (Pipeline)        
 HttpWorkerRequest→AppDomain→HttpRuntime→ProcessRequest()→ HttpContext(Request,Response)
  → HttpRuntime→HttpApplicationFactory→HttpApplication→ HttpModule→HttpHandler→EndRequest
 
 
 
 

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