一張圖理清ASP.NET Core啟動流程

知識 10-09

對於ASP.NET
Core應用程序來說，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內部託管且並不需要IIS來啟動運行(而這正是ASP.NET
Core跨平台的基石)。ASP.NET Core應用程序擁有一個內置的Self-Hosted(自託管)的Web
Server(Web伺服器)，用來處理外部請求。

不管是託管還是自託管，都離不開Host(宿主)。在ASP.NET
Core應用中通過配置並啟動一個Host來完成應用程序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。

一張圖理清ASP.NET Core啟動流程

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應用程序的啟動主要包含三個步驟：

1.CreateDefaultBuilder()：創建IWebHostBuilder

2.Build()：IWebHostBuilder負責創建IWebHost

3.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。下面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中提供了默認實現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。

一張圖理清ASP.NET Core啟動流程

從上圖中我們可以看出CreateDefaultBuilder()方法主要幹了六件大事：

1.UseKestrel：使用Kestrel作為Web server。

2.UseContentRoot：指定Web host使用的content root(內容根目錄)，比如Views。默認為當前應用程序根目錄。

3.ConfigureAppConfiguration：設置當前應用程序配置。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。

4.ConfigureLogging：讀取配置文件中的Logging節點，配置日誌系統。

5.UseIISIntegration：使用IISIntegration 中間件。

6.UseDefaultServiceProvider：設置默認的依賴注入容器。

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，並提供了一個默認實現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，我們來看下面這張【ASP.NET
Core啟動流程調用堆棧】中的黃色邊框部分：

一張圖理清ASP.NET Core啟動流程

其核心主要在於WebHost的創建，又可以劃分為三個部分：

構建依賴注入容器，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：

1.查找HostingStartupAttribute特性以應用其他程序集中的啟動配置

2.註冊通用服務

3.若配置了啟動程序集，則發現並以IStartup類型注入到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：

1.註冊Startup中綁定的服務;

2.配置IServer;

3.構建管道

請求管道的構建主要是藉助於IApplicationBuilder，相關類圖如下

一張圖理清ASP.NET Core啟動流程

4. 啟動WebHost

WebHost的啟動主要分為兩步：

1.再次確認請求管道正確創建

2.啟動Server以監聽請求

3.啟動 HostedService

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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：

一張圖理清ASP.NET Core啟動流程

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作為默認的IServer實現。其方法申明中接收了一個IHttpApplicationapplication的參數，從命名來看，它代表一個Http應用程序，我們來看下具體的介面定義：

一張圖理清ASP.NET Core啟動流程

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中提供了默認的實現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。

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