MVC之前的那点事儿系列（8）：UrlRouting的理解

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根据对Http Runtime和Http Pipeline的分析，我们知道一个ASP.NET应用程序可以有多个HttpModuel，但是只能有一个HttpHandler，并且通过这个HttpHandler的BeginProcessRequest（或ProcessRequest）来处理并返回请求，前面的章节将到了再MapHttpHandler这个周期将会根据请求的URL来查询对应的HttpHandler，那么它是如何查找的呢？

一起我们在做自定义HttpHandler的时候，需要执行URL以及扩展名匹配规则，然后查找HttpHandler的时候就是根据相应的规则来查找哪个HttpHandler可以使用。另一方面我们本系列教材讲的MVC就是通过注册路由（Route）来匹配到对应的Controller和Action上的，例如Global.asax里的代码：

routes.MapRoute(
    "Default",
    "{controller}/{action}/{id}",
    new { controller = "Home", action = "Index", id = UrlParameter.Optional }

但是在匹配这个之前，MVC首先要接管请求才能处理，也就是说我们要有对应MVC的HttpHandler（后面知道它的名字叫MvcHandler）被MapRequestHandler周期的处理引擎查找到并且应用上才行，然后后面才能由 Controller/Action执行。另外一方面，由于该URL地址没有扩展名，所以无法进入ASP.NET的RunTime，MVC2的实现方式是：注册通配符（*.*）映射到aspnet_ISPAI.dll，然后通过一个自定义的UrlRoutingModuel来匹配Route规则，再继续处理，但是MVC3的时候，匹配Route规则的处理机制集成到ASP.NET4.0里了，也就是今天我们这篇文章所要讲的主角（UrlRoutingModule）的处理机制。

先来看UrlRoutingModule的源码，无容置疑地这个类是继承于IHttpModule，首先看一下Init方法的代码：

protected virtual void Init(HttpApplication application) {

    //////////////////////////////////////////////////////////////////
    // Check if this module has been already addded
    if (application.Context.Items[_contextKey] != null) {
        return; // already added to the pipeline
    }
    application.Context.Items[_contextKey] = _contextKey; 

    // Ideally we would use the MapRequestHandler event.  However, MapRequestHandler is not available
    // in II6 or IIS7 ISAPI Mode.  Instead, we use PostResolveRequestCache, which is the event immediately
    // before MapRequestHandler.  This allows use to use one common codepath for all versions of IIS.
    application.PostResolveRequestCache += OnApplicationPostResolveRequestCache;
}

该代码在PostResolveRequestCache周期事件上添加了我们需要执行的方法，用于URL匹配规则的设置，但是为什么要在这个周期点上添加事件呢？看了注释，再结合我们前面对Pipeline的了解，释然了，要像动态注册自己的HttpHandler，那就需要在MapRequestHandler之前进行注册自己的规则（因为这个周期点就是做这个事情的），但由于IIS6不支持这个事件，所以为了能让IIS6也能运行MVC3，所以我们需要在这个周期之前的PostResolveRequestCache的事件点上去注册我们的规则，也许如果IIS6被微软废弃以后，就会将这个事件添加到真正的开始点MapRequestHandler上哦。

我们继续来看注册该事件的OnApplicationPostResolveRequestCache方法的代码：

public virtual void PostResolveRequestCache(HttpContextBase context) {
    // Match the incoming URL against the route table
    RouteData routeData = RouteCollection.GetRouteData(context);

    // Do nothing if no route found
    if (routeData == null) {
        return;
    } 

    // If a route was found, get an IHttpHandler from the route's RouteHandler
    IRouteHandler routeHandler = routeData.RouteHandler;
    if (routeHandler == null) {
        throw new InvalidOperationException(
            String.Format(
                CultureInfo.CurrentUICulture,
                SR.GetString(SR.UrlRoutingModule_NoRouteHandler)));
    } 

    // This is a special IRouteHandler that tells the routing module to stop processing
    // routes and to let the fallback handler handle the request.
    if (routeHandler is StopRoutingHandler) {
        return;
    } 

    RequestContext requestContext = new RequestContext(context, routeData); 

    // Dev10 766875    Adding RouteData to HttpContext
    context.Request.RequestContext = requestContext; 

    IHttpHandler httpHandler = routeHandler.GetHttpHandler(requestContext);
    if (httpHandler == null) {
        throw new InvalidOperationException(
            String.Format(
                CultureInfo.CurrentUICulture,
                SR.GetString(SR.UrlRoutingModule_NoHttpHandler),
                routeHandler.GetType()));
    } 

    if (httpHandler is UrlAuthFailureHandler) {
        if (FormsAuthenticationModule.FormsAuthRequired) {
            UrlAuthorizationModule.ReportUrlAuthorizationFailure(HttpContext.Current, this);
            return;
        }
        else {
            throw new HttpException(, SR.GetString(SR.Assess_Denied_Description3));
        }
    }

    // Remap IIS7 to our handler
    context.RemapHandler(httpHandler); 
}

我已经加粗了4行重要的代码，第一行是通过传递HttpContext参数，从RouteCollection找到对应的静态属性RouteData（ GetRouteData方法里会先判断真实文件是否存在，如果不存在才去找RouteData），第二行然后从RouteData的属性RouteHandler获取一个IRouteHandler的实例，第三行是从该实例里获取对应的IHttpHandler实例，第4行是调用HttpContext的RemapHandler方法重新map新的handler（这行代码的注释虽然说是remap IIS7，其实IIS6也是用了，只不过判断该方法里对IIS7集成模式多了一点特殊处理而已），然后可以通过HttpContext. RemapHandlerInstance属性来得到这个实例。

关于Route/RouteData/RouteCollection/IRouteHandler的作用主要就是定义URL匹配到指定的IHttpHandler，然后注册进去，具体实现我们稍后再讲，现在先看一下Http Pipeline里是如何找到这个IHttpHandler实例的，由于IIS6和IIS7集成模式是差不多的，前面的文章我们提到了都是最终调用到IHttpHandlerFactory的实例，然后从中获取IHttpHandler，所以我们这里只分析IIS6和IIS7经典模式的实现。

先来看BuildSteps里查找HttpHandler的方法MapHandlerExecutionStep的代码，只有几行代码，最重要的是：

context.Handler = _application.MapHttpHandler(
    context,
    request.RequestType,
    request.FilePathObject,
    request.PhysicalPathInternal,
    false /*useAppConfig*/); 

MapHttpHandler就是我们要查找Handler的方法了，来仔细看看代码：

internal IHttpHandler MapHttpHandler(HttpContext context, String requestType, VirtualPath path, String pathTranslated, bool useAppConfig) {
    // Don't use remap handler when HttpServerUtility.Execute called
    IHttpHandler handler = (context.ServerExecuteDepth == 0) ? context.RemapHandlerInstance : null;

    using (new ApplicationImpersonationContext()) {
        // Use remap handler if possible
        if (handler != null){
            return handler;
        }

        // Map new handler
        HttpHandlerAction mapping = GetHandlerMapping(context, requestType, path, useAppConfig);

        // If a page developer has removed the default mappings with <httpHandlers><clear>
        // without replacing them then we need to give a more descriptive error than
        // a null parameter exception.
        if (mapping == null) {
            PerfCounters.IncrementCounter(AppPerfCounter.REQUESTS_NOT_FOUND);
            PerfCounters.IncrementCounter(AppPerfCounter.REQUESTS_FAILED);
            throw new HttpException(SR.GetString(SR.Http_handler_not_found_for_request_type, requestType));
        }

        // Get factory from the mapping
        IHttpHandlerFactory factory = GetFactory(mapping);

        // Get factory from the mapping
        try {
            // Check if it supports the more efficient GetHandler call that can avoid
            // a VirtualPath object creation.
            IHttpHandlerFactory2 factory2 = factory as IHttpHandlerFactory2;

            if (factory2 != null) {
                handler = factory2.GetHandler(context, requestType, path, pathTranslated);
            }
            else {
                handler = factory.GetHandler(context, requestType, path.VirtualPathString, pathTranslated);
            }
        }
        catch (FileNotFoundException e) {
            if (HttpRuntime.HasPathDiscoveryPermission(pathTranslated))
                throw new HttpException(, null, e);
            else
                throw new HttpException(, null);
        }
        catch (DirectoryNotFoundException e) {
            if (HttpRuntime.HasPathDiscoveryPermission(pathTranslated))
                throw new HttpException(, null, e);
            else
                throw new HttpException(, null);
        }
        catch (PathTooLongException e) {
            if (HttpRuntime.HasPathDiscoveryPermission(pathTranslated))
                throw new HttpException(, null, e);
            else
                throw new HttpException(, null);
        }

        // Remember for recycling
        if (_handlerRecycleList == null)
            _handlerRecycleList = new ArrayList();
        _handlerRecycleList.Add(new HandlerWithFactory(handler, factory));
    }

    return handler;
}

从代码可以看出，首先如果当前页面使用了HttpServerUtility.Execute进行页面内跳转，就不使用我们通过路由设置的HttpHandler（也就是HttpContent.RemapHandlerInstance属性），如果没有跳转，就使用，并且优先级是第一的，只有当不设置任何基于Route的HttpHandler，才走剩余的匹配规则（也就是之前ASP.NET默认的按照扩展名类匹配的，这部分和我们关系不大就不做详细分析了）。

好了，知道了UrlRouteModuel的大概机制，我们再回头看看如何通过Route/RouteData/RouteCollection/IRouteHandler这几个类来实现动态注册Route规则的，先来看Route的代码：

[TypeForwardedFrom("System.Web.Routing, Version=3.5.0.0, Culture=Neutral, PublicKeyToken=31bf3856ad364e35")]
public class Route : RouteBase
{
    public Route(string url, IRouteHandler routeHandler)
    {
        Url = url;
        RouteHandler = routeHandler;
    }

    public Route(string url, RouteValueDictionary defaults, RouteValueDictionary constraints, IRouteHandler routeHandler) {
            Url = url;
            Defaults = defaults;
            Constraints = constraints;
            RouteHandler = routeHandler;
        }

    //省略部分代码
    public override RouteData GetRouteData(HttpContextBase httpContext)
    {
        // Parse incoming URL (we trim off the first two chars since they're always "~/")
        string requestPath = httpContext.Request.AppRelativeCurrentExecutionFilePath.Substring() + httpContext.Request.PathInfo;

        RouteValueDictionary values = _parsedRoute.Match(requestPath, Defaults);

        if (values == null)
        {
            // If we got back a null value set, that means the URL did not match
            return null;
        }

        RouteData routeData = new RouteData(this, RouteHandler);

                // Validate the values
        if (!ProcessConstraints(httpContext, values, RouteDirection.IncomingRequest)) {
            return null;
        }

        // Copy the matched values
        foreach (var value in values) {
            routeData.Values.Add(value.Key, value.Value);
        } 

        // Copy the DataTokens from the Route to the RouteData
        if (DataTokens != null) {
            foreach (var prop in DataTokens) {
                routeData.DataTokens[prop.Key] = prop.Value;
            }
        }
        return routeData;
    }
    }

Route代码提供了一系列的构造函数重载（我们这里只列出了两个），构造函数主要是传入URL和对应的IRouteHandler实例以及约束规则（比如正则等），然后提供了一个最重要的GetRouteData方法，用于将Route自身和IRouteHandler组装成RouteData，然后返回（中途也会验证相应的约束条件，比如是否符合某个正则表达式）,RouteData类本身没有什么逻辑，只是暴露了Route和RouteHandler属性。

我们再来看RouteCollection，该类保存了所有的Route规则（即URL和对应的IRouteHandler），通过静态属性RouteTable.Routes来获取RouteCollection实例，通过UrlRoutingModule里暴露的RouteCollection属性我们可以验证这一点：

public RouteCollection RouteCollection {
    get {
        if (_routeCollection == null) {
            _routeCollection = RouteTable.Routes;
        }
        return _routeCollection;
    }
    set {
        _routeCollection = value;
    }
} 

还有一个需要注意的，RouteHandler继承的IRouteHandler的代码：

public interface IRouteHandler
{
     IHttpHandler GetHttpHandler(RequestContext requestContext);
}

该代码只提供了一个GetHttpHandler方法，所有实现这个接口的类需要实现这个方法，MVCHandler就是这么实现的（下一章节我们再细看）。

至此，我们应该有一个清晰的认识了，我们通过全局静态属性集合（RouteTable.Routes）去添加各种各样的Route（但应该在HttpModule初始化周期之前），然后通过UrlRoutingModule负责注册Route以及对应的IRouteHandler实例（IRouteHandler实例可以通过GetHttpHandler获取IHttpHandler），最终实现根据不同URL来接管不同的HttpHandler。

MVC正是利用HttpApplication创建的周期（Application_Start方法）来添加了我们所需要的Route规则，当然在添加规则的时候带上了MVCHandler这个重要的HttpHandler，

代码如下：

protected void Application_Start()
{
    RegisterRoutes(RouteTable.Routes);
}

public static void RegisterRoutes(RouteCollection routes)
{
    routes.MapRoute(
        "Default",
        "{controller}/{action}/{id}",
        new { controller = "Home", action = "Index", id = UrlParameter.Optional }
                );
}

MapRoute方法是一个扩展方法，通过该扩展方法注册Route是个不错的方法，下一章节，我们讲讲解MVC是如何注册自己的MVCRouteHandler实例以及如何实现MVCHandler的调用的。

参考资料：

http://www.cnblogs.com/me-sa/archive/2009/06/01/MVCLifecycle.html

http://www.cnblogs.com/zhaoyang/archive/2011/11/16/2251200.html

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