快刀斬亂麻之 Katana

Katana－武士刀，寓意：快、準、狠！

按照常規，我們一般編寫的 asp.net 應用程序會部署在 IIS 上（有點傻的描述），在 ASP.NET 應用程序中，我們會大量使用 HttpContext 對象，比如：HttpContext.Current.Request 用來獲取當前 Http 請求對象，這些對象的獲取都來自于 System.Web 程序集，而這個程序集依附于 IIS，也就是說，ASP.NET 應用程序依附于 IIS，在之前了解過 runAllManagedModulesForAllRequests，知道它是 Web.config 中配置的一個節點，具體什么意思呢？就是管理所有請求與處理模塊的一個開關，當一個請求到達 IIS，它會把這個請求所要進行的處理分配給特定的處理模塊，然后進行處理，也就是配置文件中 system.webServer 下的 modules 與 handlers 配置，或者我們可以直接在 IIS 的模塊管理界面進行配置，比如管理身份驗證的 DefaultAuthentication 模塊，對應類型為 System.Web.Security.DefaultAuthenticationModule，不經意間，你又發現 System.Web 的身影了。

我們知道，ASP.NET 應用程序與 IIS 都依賴于 .NET Framework，而 ASP.NET 應用程序所要進行的處理都來自于 IIS，這其中的關系就像“亂麻”一樣，造成更深一步的依賴，讓他們不得不捆綁“在一起”。其實說白了，ASP.NET 應用程序與 IIS 的關系，有點像白蟻與蟻后的關系，什么意思呢？白蟻是蟻后生的，并且它的一些活動都是由蟻后進行控制，沒有蟻后，也就沒有白蟻，離開蟻后，白蟻也不能進行生存，比如白蟻跑到行軍蟻的巢穴，在不被行軍蟻吃掉的情況下，能生存嗎？顯然不可以。我們理想的狀態是，既然大家都是螞蟻類，就應該和諧共處，我到你那住幾天，你來我這玩幾天，這些都應該是可以的，而這樣的前提條件是，大家需要一個規約來進行共同遵守，誰也不能越過它，否則大家都玩完，這個規約就是 Owin（Open Web Interface for .Net）。

關于 Owin 的資料網上有很多，這邊就不重復造輪子了，它其實是 Web 應用程序和服務器之間交互的一種協定，用來解耦他們之間的依賴關系，交互方法簽名為 AppFunc（應用程序委托）：

AppFunc = Func<IDictionary<string, object>, Task>;

IDictionary< string, object > 是什么東西呢？你可以把它看作是 Web 應用程序和服務器直接交互處理用到的一個集合數據，首先，Owin 定義了 Web 應用程序和服務器之間的一個管道（pipeline），而這個集合對象就是這個管道之中進行傳輸的數據，我們知道 Web 應用程序的處理其實就是對請求的進行處理，服務器的作用也就是對請求進行各種各樣的處理，如果我們可以把請求數據進行“規范化”，那不同的服務器都可以進行處理同樣 Web 應用程序的請求，這就是 Owin 最基本的體現，這個基礎請求數據就是（Key/Value）：

• owin.RequestBody：一個帶有請求正文（如果有）的流。如果沒有請求正文，Stream.Null 可以用作占位符。
• owin.RequestHeaders：請求標頭的 IDictionary< string, string[] >。
• owin.RequestMethod：一個包含請求的 HTTP 請求方法的字符串（例如 GET 和 POST）。
• owin.RequestPath：一個包含請求路徑的字符串。 此路徑必須是應用程序委托的“根”的相對路徑。
• owin.RequestPathBase：一個字符串，包含對應于應用程序委托的“根”的請求路徑部分。
• owin.RequestPRotocol：一個包含協議名稱和版本的字符串（例如 HTTP/1.0 或 HTTP/1.1）。
• owin.RequestQueryString：一個字符串，包含 HTTP 請求 URI 的查詢字符串組成部分，不帶“?”（例如 foo=bar&baz=quux），該值可以是空字符串。
• owin.RequestScheme：一個字符串，包含用于請求的 URI 方案（例如 HTTP 或 HTTPS）。

以上是 Request Data 的鍵/值說明，并不是全部，只是最基本的，全部聲明請查看：http://owin.org/spec/spec/owin-1.0.0.html。

看到這，你會不會這樣想：既然協議是公開的，如果我按照這種協議，是不是也可以自己實現一個 Web 服務器？答案是當然可以，Jesse Liu 就曾搞過：一不小心寫了個WEB服務器，但如果是從頭到尾自己搭建一個 Web 服務器，還是有些難度的。上面說了一大堆 Owin 的東西，而且是“虛”的東西，因為它只是定義，并不包含任何實現，而 Katana 是微軟基于 Owin 協議實現的一個組件和框架集合，是實實在在的東西，在說 Katana 之前，需要先說明一下 Katana 的“歷史”，因為你會發現，在新建的 ASP.NET 5 項目中，沒有了它的“身影”，這是怎么回事呢？

Owin 和 Katana 是 ASP.NET 5 之前出來的東西，以前的 Katana 源碼地址是：http://katanaproject.codeplex.com/，最近一次的代碼提交時間是 2014/8/20，可以看出，這個 Katana 代碼庫微軟現在基本上已經不維護了，那它現在跑哪里去了？首先，以前我們在 ASP.NET 應用程序中使用 Katana，需要引入的程序集是 Microsoft.Owin.，而在 ASP.NET 5 應用程序中，變成了 Microsoft.AspNet.，并且版本已初始化為 v1.0.0.，最重要的是，代碼托管也已經被拆分了。

Old Katana Source：

• http://katanaproject.codeplex.com/

New 'Katana' Source：

• https://github.com/aspnet/HttpAbstractions
• https://github.com/aspnet/Hosting
• https://github.com/aspnet/Security
• https://github.com/aspnet/StaticFiles
• ...

其實你會發現，在 ASP.NET 5 中，已經沒有了 Katana 的“身影”，甚至你也很難發現 Owin 這個單詞了，為什么會這樣？微軟為什么要“模糊”它們，首先，對于 Katana 這個名詞，我覺得對于微軟來說它現在更加像一個“代號”，或者稱之為一種“象征”，代表著 ASP.NET 應用程序與 IIS 之間糾纏的結束，而不是具體實質化的東西，這也就是為什么之前程序集命名是 Microsoft.Owin.，而不是 Katana.，而對于 Owin 來說，協議是微軟自己定義的，在之前的 ASP.NET 應用程序中，你如果使用 Owin，其實是有些雞肋的，因為 ASP.NET 并沒有和 IIS 進行很好的斬斷關系，雖然項目中有個 Startup.cs 文件，但你會發現，還有一個 Web.config 文件，而 ASP.NET 5 是“進化完全版”的 Owin，其實你會發現，你很難定義 ASP.NET 5 到底是什么了？你可以把它看作是 Owin，也可以看做是 ASP.NET 應用程序，又或者是一個 Web 服務器，這些都是有可能的，因為它是一個組件型的 ASP.NET，充滿著無限可能性，這才是新一代的 ASP.NET－ASP.NET 5。

我們來看一張圖：

上面是 Katana 的項目體系結構圖，分別來看一下：

• Host－主機：運行應用程序的進程，可以是從 IIS 或獨立可執行文件到您自己的自定義程序的任何內容。主機負責啟動、加載其他 OWIN 組件和正常關閉，主機一般可以看作是服務器的操作系統提供的進程。
• Server－服務器：負責綁定到 TCP 端口，構造環境字典和通過 OWIN 管道處理請求，可以看作是管理并處理請求的一個服務器。
• Middleware－中間件：這是為處理 OWIN 管道中的請求的所有組件指定的名稱。 它可以是從簡單壓縮組件到 ASP.NET Web API 這樣的完整框架，不過從服務器的角度而言，它只是一個公開應用程序委托的組件，對，它就是組件的概念，并且不止一個。
• application－應用程序：這是你的代碼。 由于 Katana 并不取代 ASP.NET，而是一種編寫和托管組件的新方式，因此現有的 ASP.NET Web API 和 SignalR 應用程序將保持不變，因為這些框架可以參與 OWIN 管道。事實上，對于這些類型的應用程序，Katana 組件只需使用一個小的配置類即可。

我們再來看一個更詳細的：

我們再來看下 ASP.NET 5 的 project.json 配置文件：

"dependencies": {        "Microsoft.AspNet.Server.IIS": "1.0.0-*",        "Microsoft.AspNet.Mvc": "6.0.0-*",        "Microsoft.AspNet.Server.WebListener": "1.0.0-*",        "Microsoft.AspNet.Diagnostics": "1.0.0-*",        "Microsoft.AspNet.Identity.EntityFramework": "3.0.0-*",        "Microsoft.AspNet.Security.Cookies": "1.0.0-*",        "Microsoft.AspNet.Security.Facebook": "1.0.0-*",        "Microsoft.AspNet.Security.Google": "1.0.0-*",        "Microsoft.AspNet.Security.MicrosoftAccount": "1.0.0-*",        "Microsoft.AspNet.Security.Twitter": "1.0.0-*",        "Microsoft.AspNet.StaticFiles": "1.0.0-*",        "EntityFramework.SqlServer": "7.0.0-*",        /*For Mono*/        "EntityFramework.InMemory": "7.0.0-*",        "Microsoft.Framework.ConfigurationModel.Json": "1.0.0-*",        "Microsoft.Framework.OptionsModel": "1.0.0-*",        "Microsoft.AspNet.SignalR.Server": "3.0.0-*",        "Microsoft.Framework.Cache.Memory": "1.0.0-*"    },

上面是微軟 MusicStore dependencies 的部分配置，注意 Microsoft.AspNet 之前的名字叫 Microsoft.Owin，從 Hosts 開始說起，在配置信息中，我們并沒有發現它的身影，因為我們已經配置了 Microsoft.AspNet.Server.IIS，指定 IIS 來管理 Owin 組件的啟動、加載等配置，我們也可以 SelfHost，ASP.NET 5 Hosting 的源碼地址：https://github.com/aspnet/Hosting，它的作用是什么呢？從項目說明上就可以看出：Code for hosting and starting up an ASP.NET application. 再來看 Server，其實就是我們配置文件中的 Microsoft.AspNet.Server.WebListener，負責監聽并處理分發請求，而 Middleware 中間件就是 Microsoft.AspNet.Security、Microsoft.AspNet.StaticFiles 之類的處理模塊，可以有很多，但其實常規的模塊就那幾個，Application 就是 Microsoft.AspNet.Mvc，當然也可以是 WebAPI 等其他應用程序，需要的話，直接添加對應的模塊就可以了，這種分析過程來看，其實 ASP.NET 5 又可以看作是一個容器，它可以是一個 Web 應用程序，又可以是一個 Web 服務器，想怎么變就怎么變，看我七十二變？

最后，再來說下 Startup.cs 中的兩個重要方法：

// This method gets called by the runtime.public void ConfigureServices(IServiceCollection services){    // Add EF services to the services container.    services.AddEntityFramework(Configuration)        .AddSqlServer()        .AddDbContext<ApplicationDbContext>();    // Add Identity services to the services container.    services.AddDefaultIdentity<ApplicationDbContext, ApplicationUser, IdentityRole>(Configuration);    // Add MVC services to the services container.    services.AddMvc();    // Uncomment the following line to add Web API servcies which makes it easier to port Web API 2 controllers.    // You need to add Microsoft.AspNet.Mvc.WebApiCompatShim package to project.json    // services.AddWebApiConventions();}// Configure is called after ConfigureServices is called.public void Configure(IApplicationBuilder app, IHostingEnvironment env, ILoggerFactory loggerfactory){    // Configure the HTTP request pipeline.    // Add the console logger.    loggerfactory.AddConsole();    // Add the following to the request pipeline only in development environment.    if (string.Equals(env.EnvironmentName, "Development", StringComparison.OrdinalIgnoreCase))    {        app.UseBrowserLink();        app.UseErrorPage(ErrorPageOptions.ShowAll);        app.UseDatabaseErrorPage(DatabaseErrorPageOptions.ShowAll);    }    else    {        // Add Error handling middleware which catches all application specific errors and        // send the request to the following path or controller action.        app.UseErrorHandler("/Home/Error"