下一代Asp.net开发规范OWIN（2）—— Katana介绍以及使用

接上篇OWIN产生的背景以及简单介绍，在了解了OWIN规范的来龙去脉后，接下来看一下Katana这个OWIN规范的实现，并看看如何使用在我们的Web开发中。

阅读目录:

一. Katana项目的结构和包含的内容

1.1 Host
     1.2 Server
     1.3 Middleware
     1.4 Application

二. Katana示例代码Hello World

2.1 使用IIS Host运行Hello World
　　 2.2 将Hello World迁移到在自定义Host

三. OWIN Startup配置类详解

3.1 怎么没有OWIN规范中的IDictionary<string, object>和Func<IDictionary<string, object>, Task>?
     3.2 Host是如何链接到Startup类的?

一. Katana项目的结构和包含的内容

通过了解Katana项目结构，我们能够更加深入的理解OWIN规范。下面这张图就是Katana项目的主要架构。

上图中的各个部分解释:

1.1 Host

宿主只是一个进程，是整个OWIN程序的载体。这个宿主可以是IIS, IIS Express, Console, Windows Service等。
Host的主要作用:
1. 管理底层进程
2. 当有请求过来的时候，选择相应的Server和构建OWIN管道处理请求。

我们最熟悉的Host就是IIS/Asp.net.  不过IIS既是Host, 也是Server. 在IIS中使用标准的HttpModule和HttpHandler类型来响应请求。Katana通过在IIS上构建一个类似适配器，使得OWIN管道能够运行在IIS上。
我们还可以自己实现一个简单的Host, 这个Host可以在Console中，也可以是一个Windows Service进程。同时Katana也已经提供了一个可以直接运行Host——OwinHost.exe

1.2 Server

负责绑定到 TCP 端口，监听端口发送过来的请求，同时将请求的信息依照OWIN规范，包装成字典格式，传递到下层的Middleware.
Katana项目包含了2个Server实现:
Microsoft.Owin.Host.SystemWeb
这个是用来对应IIS的，由于IIS既是Host，又是Server. 所以这个Server实现的作用是注册ASP.NET HttpModule和HttpHandler阻断原有的处理流程，转而把请求发送到OWIN管道中处理。
Microsoft.AspNet.Host.SystemWeb依赖于Sysetm.Web, 和IIS耦合厉害，所以无法迁移到非IIS服务器

Microsoft.Owin.Host.HttpListener
使用HttpListener打开Socket端口，监听请求，然后将请求包装发送到OWIN管道中处理。

1.3 Middleware:

这是为组成 OWIN 管道中的组件。 它可以是从简单压缩组件到 ASP.NET Web API 这样的完整框架.
当从客户端发送一个请求，这个请求就会传到OWIN管道中处理。这个管道是在startup code中初始化的。组成管道的组件就是Middleware.
要遵循OWIN标准，Middleware应该要实现

Func<IDictionary<string, object>, Task>

Katana提供了一个OwinMiddleware基类更加方便我们继承来实现OWIN Middleware.

1.4 Application

这是您的程序代码。 由于 Katana 并不取代 ASP.NET，而是一种编写和托管组件的新方式，因此现有的 ASP.NET Web API 和 SignalR 应用程序将保持不变，因为这些框架可以参与 OWIN 管道。 事实上，对于这些类型的应用程序，Katana 组件只需使用一个小的配置类即可见。
OWIN和Katana并不是一个全新的开发方式，并不取代 ASP.NET，是实现Host, Server和Applicantion之间解耦，是一种编写和托管组件的新方式 。比如使用OWIN方式开发Web API, 我们仍然还是使用Asp.net Web API. 只是Web API变成了我们OWIN管道的一个组成部分了。正常开发中，我们感觉不到OWIN的存在，只是在startup代码中，构建我们的OWIN管道。通常，对于Web API和SignalR这种大型组件，我们都是注册在OWIN管道的最后。但是像authentication , cache这样的组件，我们通常会注册到管道前部。

二. Katana示例代码Hello World

下面的示例是在VS 2013中操作的。

2.1 使用IIS Host运行Hello World

使用IIS作为宿主，是我们常用的方式。通过在IIS上建立一个OWIN管道，运行我们的程序。
首先，在VS2013中，创建一个新的Asp.net程序。

在弹出框中，选择Empty模板

从Nuget中添加支持包

下一步是添加OWIN的支持包。从Tools-> Library Package Manager-> Package Manager Console. 然后在命令窗口中，运行install-package Microsoft.Owin.Host.SystemWeb.
也可以直接在nuget包管理界面上添加

添加Startup启动类
Startup类的作用是用来初始化OWIN管道，这里，我们添加和初始化OWIN管道中的Middleware.

在Startup1.Configuration方法中，添加如下代码:

public void Configuration(IAppBuilder app)
{
    // New code:
    app.Run(context =>
    {
        context.Response.ContentType = "text/plain";
        return context.Response.WriteAsync("Hello, world.");
    });
}

上面的代码做的事情，就是把一个简单的Middleware注册到OWIN管道中。这个中间件完成的事情非常简单: 当接受到请求的时候，输出Hello World.
启动程序运行，结果页面如下:

2.2 将Hello World迁移到在自定义Host

从IIS Host迁移到自定义Host非常简单。使用IIS Host, IIS同时充当了Host和Server的角色。在自定义Host中， 我们将用Console程序作为Host, 同时用HttpListener类来作为Server，监听固定端口发送的Http请求.
首先创建一个简单的Console应用程序，用Nuget添加Microsoft.Owin.SelfHost

同样添加上我们的Startup1.cs, 然后将我们的Console程序改造成Host宿主。

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        using (Microsoft.Owin.Hosting.WebApp.Start<Startup1>("http://localhost:9000"))
        {
            Console.WriteLine("Press [enter] to quit...");
            Console.ReadLine();
        }
    }
}

启动程序，然后在浏览器中键入http://localhost:9000访问.
可以看到，OWIN的应用，耦合关联非常少，非常容易地在不同的Host之间迁移。以后在有除IIS外更多优秀的Host/Server涌现的时候，我们的选择就会更多

三. OWIN Startup配置类详解

上面我们分别用IIS和Console为宿主，运行了一个简单的Hello World程序。虽然只是一个简单的Hello World, 其实里面包含的内容还是挺多的，下面就来一一介绍。

3.1 怎么没有OWIN规范中的IDictionary<string, object>和Func<IDictionary<string, object>, Task>？

上篇文章中，讲到OWIN规范的时候，提到过在OWIN管道中传输的数据形式是IDictionary<string, object>，但是在我们的代码中，并没有出现.

原因是在微软的OWIN实现中，将字典类型包装到了IOwinContext接口类型中。其实可以通过属性Environment可以访问到该字典，同时还包装常用的request， reponse属性。这样我们就无需直接和IDictionary<string, object>打交道， 在OWIN规范上，字典类型是个非常好的设计，简单通用，但是在实际开发中，直接操作字典类型获取object, 然后再转换类型等毕竟不是一个直观和方便的过程。

我们的Startup.cs代码中，下面的context参数类型，其实就是IOwinContext.

app.Run(context => 
{ 
      context.Response.ContentType = "text/plain"; 
      return context.Response.WriteAsync("Hello, world."); 
});

关于另外一个问题，Func<IDictionary<string, object>, Task>在哪里？我们来看看Run函数的定义就一目了然了:

public static void Run(this IAppBuilder app, Func<Microsoft.Owin.IOwinContext, System.Threading.Tasks.Task> handler);

Startup.cs中，主要完成的工作，就是使用IAppBuilder来注册Middleware到OWIN管道中。我们用lambda表达式注册的Hello World， 其实就是一个Middleware组件，只是这个Middleware组件太简单了。

3.2 Host是如何链接到Startup类的?

无论你使用IIS, IIS Express还是OWIN Host, 微软在这些Host上实现的Service都会依照特定的规则来寻找到Startup类，执行Configuration方法，注册Middleware.

默认名称匹配
可以定义Startup.cs类，只要这个类的namespace和Assembly的名称相同。那么，这个Startup.cs中的Configuration方法，就会在OWIN管道初始化的时候执行。

使用OwinStartup Attribute
这就是我们例子中使用的方式，直接指定哪个具体类是Startup类。

在配置文件的appSetting 节点设置

<appSettings>
  <add key="owin:appStartup" value="StartupDemo.ProductionStartup" />
</appSettings>

通过上面的讲解，希望能帮助大家理解Katana在实际项目中的使用。
下一篇中，更加接近实战，一起看看我们编写Middleware