一、服務器腳本基礎介紹
首先,我們先復習一下Web服務器頁面的基本執行方式:
1、客戶端通過在浏覽器的地址欄敲入地址來發送請求到服務器端
2、服務器接收到請求之後,發給相應的服務器端頁面(也就是腳本)來執行,腳本產生客戶端的響應,發送回客戶端
3、客戶端浏覽器接收到服務器傳回的響應,對Html進行解析,將圖形化的網頁呈現在用戶面前
對於服務器和客戶端的交互,通常通過下面幾種主要方式:
1、Form:這是最主要的方式,標准化的控件來獲取用戶的輸入,Form的提交將數據發送給服務器端處理
2、QueryString:通過在Url後面帶參數達到將參數傳送給服務器,這種方式其實跟Get方式的Form是一樣的
3、CookIEs:這是一種比較特殊的方式,通常用於用戶身份的確認
二、ASP.Net簡介
傳統的服務器腳本語言,如ASP、JSP等,編寫服務器腳本的方式大同小異,都是在Html中嵌入解釋或編譯執行的代碼,由服務器平台執行這些代碼來生成Html;對於這類似的腳本,頁面的生存周期實際上很簡單,就是從開頭至末尾,執行完所有的代碼,當然用Java編寫的Servlet可以編寫更復雜的代碼,但是從結構上看,和JSP沒什麼區別。
ASP.Net的出現,打破了這種傳統;ASP.Net采用了CodeBehind技術和服務器端控件,加入了服務器端的事件的概念,改變了腳本語言編寫的模式,更加貼近Window編程,使Web編程更加簡單、直觀;但是我們要看到,ASP.Net本身並沒有改變Web編程的基本模式,只是封裝了一些細節、提供了一些易用的功能,使代碼更容易編寫和維護;從某種程度上來說,將服務器端執行的方式復雜化了,這就是我們今天要討論的主體:ASP.Net Web Page的生存周期。
三、ASP.Net請求處理模式
我們說,ASP.Net的Web Page並沒有脫離Web編程的模式,所以它仍然是以 請求->接收請求->處理請求->發送響應 這樣的模式在工作,每一次與客戶端的交互都會引發一次新的請求,所以一個Web Page的生命周期是以一次請求為基礎的。
當IIS收到客戶端的請求的時候,會將請求交給aspnet_wp這個進程來處理,這個進程會查看請求的應用程序域是否存在,如果不存在則會創建一個,然後會創建一個Http運行時(HttpRuntime)來處理請求,這個運行時“為當前應用程序提供一組 ASP.Net 運行時服務”(摘自MSDN)。
HttpRuntime在處理請求的時候,會維護一系列的應用程序實例,也就是應用程序的Global類(global.asax)的實例,這些實例在沒有請求的時候,會存放在一個應用程序池中(實際上應用程序池由另一個類來維護,HttpRuntime只是簡單的調用),每接收到一個請求,HttpRuntime都會獲取一個閒置的實例來處理請求,這個實例在請求結束前不會處理其他的請求,處理完畢之後,它又會回到池中,“一個實例在其生存期內被用於處理多個請求,但它一次只能處理一個請求。”(摘自MSDN)
當應用程序實例處理請求的時候,它會創建請求頁面類的實例,執行它的ProcessRequest方法來處理請求,這個方法也就是Web Page生命周期的開始。
四、ASPx頁面與CodeBehind
在深入了解頁面的生命周期之前,我們先來探討一些ASPx與CodeBehind之間的關系。
<%@ Page language="c#" Codebehind="WebForm.ASPx.cs" Inherits="MyNamespace.WebForm" %>
相信使用過CodeBehind技術的朋友,對ASPX頂部的這句話應該是非常熟悉了,我們來一項一項的分析它:
Page language="c#" 這個就不用多說了吧
Codebehind="WebForm.ASPx.cs" 這一句表示綁定的代碼文件
Inherits="MyNamespace.WebForm" 這句非常重要,它表示頁面繼承的類名稱,也就是CodeBehind的代碼文件中的類,這個類必須從System.Web.WebControls.Page派生
從上面我們可以分析出,實際上CodeBehind中的類就是頁面(ASPX)的基類,到這裡,可能有些朋友要問了,在編寫ASPX的時候,完全是按照ASP的方式,在Html中嵌入代碼或者嵌入服務器控件,沒有看到所謂“類”的影子啊?
這個問題實際上並不復雜,各位使用ASP.Net編程的朋友可以到你們的系統盤:\Windows\Microsoft.NET\Framework\<版本號>\Temporary ASP.NET Files這個目錄下,這個下面就放了所有本機上存在的ASP.Net應用程序的臨時文件,子目錄的名稱就是應用程序的名稱,然後再下去兩層(為了保證唯一,ASP.Net自動產生了兩層子目錄,並且子目錄名稱是隨機的),然後我們會發現有很多類似:“yfy1gjhc.dll”、“xeunj5u3.dll”這樣的鏈接庫以及“komee-bp.0.cs”、“9falckav.0.cs”這樣的源文件,實際上這就是ASPX被ASP.Net動態編譯後的結果,打開這些源文件我們可以發現:
public class WebForm_ASPx : MyNamespace.WebForm, System.Web.SessionState.IRequiresSessionState
這就印證了我們前面的說法,ASPX是代碼綁定類的子類,它的名稱是ASPX文件名加上“_aspx”後綴,通過研究這些代碼我們可以發現,實際上所有aspx中定義的服務器控件都是在這些代碼中生成的,然後動態產生這些代碼的時候,把原來在ASPX中嵌入的代碼寫在了相應的位置。
當某個頁面第一次被訪問的時候,Http運行時就會使用一個代碼生成器去解析ASPX文件並生成源代碼並編譯,然後以後的訪問就直接調用編譯後的dll,這也是為什麼ASPX第一次訪問的時候非常慢的原因。
解釋了這個問題,我們再來看另一個問題。我們在使用代碼綁定的時候,在設計頁面拖一個控件,然後切換到代碼視圖,就可以直接在Page_Load中使用這個控件了,既然控件是在子類中產生的,那為什麼在父類中可以直接使用呢?
實際上我們可以發現,每當用VS.Net拖一個控件到頁面上,代碼綁定文件中總是會類似這樣的添加一個聲明:
protected System.Web.WebControls.Button Button1;
我們可以發現這個字段被聲明成protected,而且名字與ASPX中控件的ID一致,仔細想一想,這個問題就迎刃而解了。我們前面提到ASPX的源代碼是被生成器動態生成和編譯的,生成器會產生動態生成每一個服務器控件的代碼,在生成的時候,它會檢查父類有沒有聲明這個控件,如果聲明了,它會添加類似下面的一句代碼:
this.DataGrid1 = __ctrl;
這個__ctrl就是生成該控件的變量,這時候它就把控件的引用賦給了父類中相應的變量,這也是為什麼父類中的聲明必須為protected(實際上也可以為public),因為要保證子類能夠調用。
然後在執行Page_Load的時候,因為這時候父類的聲明已經被子類中的初始化代碼賦了值,所以我們就可以使用這個字段來訪問對應的控件,了解了這些,我們就不會犯在代碼綁定文件中的構造器裡使用控件,造成空引用的異常的錯誤了,因為構造器是最先執行的,這時候子類的初始化還沒有開始,所以父類中的字段是空值,至於子類是什麼時候初始化我們放到後面討論。
五、頁面生存周期
現在回到第三個標題中講到的內容,我們講到了HttpApplication的實例接收請求,並創建頁面類的實例,實際上這個實例也就是動態編譯的ASPX的類的一個實例,上一個標題中我們了解到ASPX實際上是代碼綁定中類的子類,所以它繼承了所有的protected方法。
現在我們來看看VS.Net自動生成的CodeBehind類的代碼,以此來開始我們對頁面生命周期的探討:
#region Web Form Designer generated code
override protected void OnInit(EventArgs e)
{
//
// CODEGEN:該調用是 ASP.Net Web 窗體設計器所必需的。
//
InitializeComponent();
base.OnInit(e);
}
/// <summary>
/// 設計器支持所需的方法 - 不要使用代碼編輯器修改
/// 此方法的內容。
/// </summary>
private void InitializeComponent()
{
this.DataGrid1.ItemDataBound += new System.Web.UI.WebControls.DataGridItemEventHandler(this.DataGrid1_ItemDataBound);
this.Load += new System.EventHandler(this.Page_Load);
}
#endregion
這個就是使用VS.Net產生的Page的代碼,我們來看,這裡面有兩個方法,一個是OnInit,一個是InitializeComponent,後者被前者調用,實際上這就是頁面初始化的開始,在InitializeComponent中我們看到了控件的事件聲明和Page的Load聲明。
下面是從MSDN中摘錄的一段描述和一個頁面生命周期方法和事件觸發的順序表:
“每次請求 ASP.NET 頁時,服務器就會加載一個 ASP.Net 頁,並在請求完成時卸載該頁。頁及其包含的服務器控件負責執行請求並將 Html 呈現給客戶端。雖然客戶端和服務器之間的通訊是無狀態的和斷續的,但是必須使客戶感覺到這是一個連續執行的過程。”
“這種連續性假象是由 ASP.NET 頁框架、頁及其控件實現的。回發後,控件的行為必須看起來是從上次 Web 請求結束的地方開始的。雖然 ASP.Net 頁框架可使執行狀態管理相對容易一些,但是為了獲得連續性效果,控件開發人員必須知道控件的執行順序。控件開發人員需要了解:在控件生命周期的各個階段,控件可使用哪些信息、保持哪些數據、控件呈現時處於哪種狀態。例如,在填充頁上的控件樹之前控件不能調用其父級。” “下表提供了控件生命周期中各階段的高級概述。有關詳細信息,請點擊表中的鏈接。”
從這個表裡面我們可以清楚的看到一個Page從裝載到卸載之間調用的方法和觸發的時間,接下來我們就深入的對其進行一些分析。
看了上面的表,細心的朋友可能要問了,既然OnInit是頁面生命周期的開始,而我們在上一講中談到控件在子類中被創建,那麼在這裡實際上在InitializeComponent方法中我們已經可以使用父類中聲名的字段了,那麼就意味著子類的初始化更在這之前?
在第三個標題中我們講到了頁面類的ProcessRequest才是真正意義上的頁面聲明周期的開始,這個方法是由HttpApplication調用的(其中調用的方式比較復雜,有機會單獨撰文來講解),一個Page對請求的處理就是從這個方法開始,通過反編譯.Net類庫來查看源代碼,我們發現在System.Web.WebControls.Page的基類:System.Web.WebControls.TemplateControl(它是頁面和用戶控件的基類)中定義了一個“FrameworkInitialize”虛擬方法,然後在Page的ProcessRequest中最先調用了這個方法,在生成器生成的ASPX的源代碼中我們發現了這個方法的蹤影,所有的控件都在這個方法中被初始化,頁面的控件樹就在這個時候產生。
接下來的事情就簡單了,我們來逐步分析頁面生命周期的每一項:
1、初始化
初始化對應Page的Init事件和OnInit方法。
如果要重寫,MSDN推薦的方式是重載OnInti方法,而不是增加一個Init事件的代理,這兩者是有差別的,前者可以控制調用父類OnInit方法的順序,而後者只能在父類的OnInit後執行(實際上是在OnInit裡面被調用的)。
2、 加載視圖狀態
這是個比較重要的方法,我們知道,對於每次請求,實際上是由不同的頁面類實例來處理的,為了保證兩次請求間的狀態,ASP.Net使用了VIEwState。
LoadViewState方法就是從VIEwState中獲取上一次的狀態,並依照頁面的控件樹的結構,用遞歸來遍歷整個樹,將對應的狀態恢復到每一個控件上。
3、 處理回發數據
這個方法是用來檢查客戶端發回的控件數據的狀態是否發生了改變。方法的原型:
public virtual bool LoadPostData(string postDataKey, NameValueCollection postCollection)
postDataKey是標識控件的關鍵字(也就是postCollection中的Key),postCollection是包含回發數據的集合,我們可以重寫這個方法,然後檢查回發的數據是否發生了變化,如果是則返回一個True,“如果控件狀態因回發而更改,則 LoadPostData 返回 true;否則返回 false。頁框架跟蹤所有返回 true 的控件並在這些控件上調用 RaisePostDataChangedEvent。”(摘自MSDN)
這個方法是System.Web.WebControls.Control中定義的,也是所有需要處理事件的自定義控件需要處理的方法,對於我們今天討論的Page來說,可以不用管它。
4、 加載
加載對應Load事件和OnLoad方法,對於這個事件,相信大多數朋友都會比較熟悉,用VS.Net生成的頁面中的Page_Load方法就是響應Load事件的方法,對於每一次請求,Load事件都會觸發,Page_Load方法也就會執行,相信這也是大多數人了解ASP.Net的第一步。
Page_Load方法響應了Load事件,這個事件是在System.Web.WebControl.Control類中定義的(這個類是Page和所有服務器控件的祖宗),並且在OnLoad方法中被觸發。
很多人可能碰到過這樣的事情,寫了一個PageBase類,然後在Page_Load中來驗證用戶信息,結果發現不管驗證是否成功,子類頁面的Page_Load總是會先執行,這個時候很可能留下一些安全性的隱患,用戶可能在沒有得到驗證的情況下就執行了子類中的Page_Load方法。
出現這個問題的原因很簡單,因為Page_Load方法是在OnInit中被添加到Load事件中的,而子類的OnInit方法中是先添加了Load事件,然後再調用base.OnInit,這樣就造成了子類的Page_Load被先添加,那麼先執行了。
要解決這個問題也很簡單,有兩種方法:
1) 在PageBase中重載OnLoad方法,然後在OnLoad中驗證用戶,然後調用base.OnLoad,因為Load事件是在OnLoad中觸發,這樣我們就可以保證在觸發Load事件之前驗證用戶。
2) 在子類的OnInit方法中先調用base.OnInit,這樣來保證父類先執行Page_Load
5、 發送回發更改通知
這個方法對應第3步的處理回發數據,如果處理回發數據返回True,頁面框架就會調用此方法來觸發數據更改的事件,所以自定義控件的回發數據更改事件需要在此方法中觸發。
同樣這個方法對於Page來說,沒有太大的用處,當然你也可以在Page的基礎上自己定義數據更改的事件,這當然也是可以的。
6、 處理回發事件
這個方法是大多數服務器控件事件引發的地方,當請求中包含控件事件觸發的信息時(服務器控件的事件是另一個論題,我會在不久將來另外撰文討論),頁面控件會調用相應控件的RaisePostBackEvent方法來引發服務器端的事件。
這裡又引出一個常見的問題:
經常有網友問,為什麼修改提交後的數據並沒有更改
多數的情況都是他們沒有理解服務器事件的觸發流程,我們可以看出,觸發服務器事件是在Page的Load之後,也就是說頁面會先執行Page_Load,然後才會執行按鈕(這裡以按鈕為例)的點擊事件,很多朋友都是在Page_Load中綁定數據,然後在按鈕事件中處理更改,這樣做有一個毛病,Page_Load永遠都是在按鈕事件之前執行,那麼意味著數據還沒來得及更改,Page_Load中的數據綁定的代碼就先執行了,原有的數據又賦給了控件,那麼執行按鈕事件的時候,實際上獲得的是原有的數據,那麼更新當然就沒有效果了。
更改這個問題也非常簡單,比較合理的做法是把數據綁定的代碼寫成一個方法,我們假設為BindData:
private void BindData()
{
//綁定數據
}
然後修改PageLoad:
private void Page_Load( object sender,EventArgs e )
{
if( !IsPostBack )
{
BindData(); //在頁面第一次訪問的時候綁定數據
}
}
最後在按鈕事件中:
private Button1_Click( object sender,EventArgs e )
{
//更新數據
BindData();//重新綁定數據
}
7、預呈現
最終請求的處理都會轉變為發回服務器的響應,預呈現這個階段就是執行在最終呈現之前所作的狀態的更改,因為在呈現一個控件之前,我們必須根據它的屬性來產生Html,比如Style屬性,這是最典型的例子,在預呈現之前,我們可以更改一個控件的Style,當執行預呈現的時候,我們就可以把Style保存下來,作為呈現階段顯示Html的樣式信息。
8、保存狀態
這個階段是針對加載狀態的,我們多次提到,請求之間是不同的實例在處理,所以我們需要把本次的頁面和控件的狀態保存起來,這個階段就是把狀態寫入VIEwState的階段。
9、呈現
到這裡,實際上頁面對請求的處理基本就告一段落了,在Render方法中,會遞歸整個頁面的控件樹,依次調用Render方法,把對應的Html代碼寫入最終響應的流中。
10、處置
實際上就是Dispose方法,在這個階段會釋放占用的資源,例如數據庫連接。
11、卸載
最後,頁面會執行OnUnLoad方法觸發UnLoad事件,處理在頁面對象被銷毀之前的最後處理,實際上ASP.Net提供這個事件只是設計上的考慮,通常資源的釋放都會在Dispose方法中完成,所以這個方法也變成雞肋了。
我們簡單的介紹了頁面的生存周期,對於服務器端事件的處理做了不太深入的講解,今天主要是想大家了解頁面執行的周期,對於服務器控件的事件和生存期我會在後續在寫一些文章來探討。
這些內容是我在學習ASP.Net的時候對Page研究的一些心得,具體的細節沒有很詳細的探討,更多的內容請大家參考MSDN,但是我舉了一些初學者常犯的錯誤和出現錯誤的原因,希望可以給大家帶來啟發。