[asp.net core 源码分析] 01 - Session

1、Session文档介绍

1. 毋庸置疑学习.Net core最好的方法之一就是学习微软.Net core的官方文档；https://docs.microsoft.com/zh-cn/aspnet/core；
2. .Net core Session的官方文档 https://docs.microsoft.com/zh-cn/aspnet/core/fundamentals/app-state
3. .Net core Session Github源码 https://github.com/aspnet/Session

2、Session简单应用

2.1、在Startup类的ConfigureServices方法中添加

services.AddDistributedMemoryCache();
services.AddSession();

因为Session的服务端存储需要缓存，所以需要引入.Net core的缓存DistributedMemoryCache；

2.2、在Startup类的Configure方法中添加

app.UseSession();

2.3、使用（存储和获取）

// 存储
HttpContext.Session.Set("LoginId", System.Text.Encoding.Default.GetBytes(""));

// 获取
HttpContext.Session.TryGetValue("LoginId", out byte[] byteLoginId);
var loginId = System.Text.Encoding.Default.GetString(byteLoginId); // LoginId="666";

3、源码分析图

4、源码分析

4.1、程序加载

4.1.1、在ConfigureServices中添加分布式缓存，services.AddDistributedMemoryCache()；

微软官方建议使用AddDistributedMemoryCache，当然也可以使用AddDistributedRedisCache、AddDistributedSqlServerCache或者自定义缓存也是可以的；

如果是分布式系统或者SSO单点登录，建议使用分布式的缓存AddDistributedRedisCache，AddDistributedSqlServerCache；

缓存的官方文档https://docs.microsoft.com/zh-cn/aspnet/core/performance/caching/memory

4.1.2、在ConfigureServices中添加AddSession；

 public static IServiceCollection AddSession(this IServiceCollection services)
 {
     if (services == null)
     {
         throw new ArgumentNullException(nameof(services));
     }

     services.AddTransient<ISessionStore, DistributedSessionStore>();
     services.AddDataProtection();
     return services;
 }

 public static IServiceCollection AddSession(this IServiceCollection services, Action<SessionOptions> configure)
 {
     if (services == null)
     {
         throw new ArgumentNullException(nameof(services));
     }

     if (configure == null)
     {
         throw new ArgumentNullException(nameof(configure));
     }

     services.Configure(configure);
     services.AddSession();

     return services;
 }

AddSession为IServiceCollection的扩展方法，有1个重载（传入Session的设置，使用services.Configure(configure)，加载设置）；

services.AddDataProtection()注入数据加密解密DataProtection()，在加密解密SessionKey时使用；

services.AddTransient<ISessionStore, DistributedSessionStore>();注入DistributedSessionStore，其中的Create 方法用做创建Session，调用Create方法时执行new DistributedSession();  DistributedSession类中包含了对IDictionary<EncodedKey, byte[]>的增删改查；

4.1.3、在Configure中UseSession

 public static IApplicationBuilder UseSession(this IApplicationBuilder app)
 {
     if (app == null)
     {
         throw new ArgumentNullException(nameof(app));
     }

     return app.UseMiddleware<SessionMiddleware>();
 }

 public static IApplicationBuilder UseSession(this IApplicationBuilder app, SessionOptions options)
 {
     if (app == null)
     {
         throw new ArgumentNullException(nameof(app));
     }
     if (options == null)
     {
         throw new ArgumentNullException(nameof(options));
     }

     return app.UseMiddleware<SessionMiddleware>(Options.Create(options));
 }

UseSession为IApplicationBuilder的扩展方法，也有1个重载，同样也是加载Session的设置，使用Options.Create(options)结合中间件加载设置；

关于中间件可以参考文档 https://docs.microsoft.com/zh-cn/aspnet/core/fundamentals/middleware

SessionMiddleware.cs为Session的中间件；其中包含Session的核心代码，操作MVC之前和之后的代码都在中间件中；

4.2、SessionMiddleware.cs类解析

在SessionMiddleware中一个异步方法Invoke；主要逻辑中包含了注释，应该很好理解；

   /// <summary>
         /// Invokes the logic of the middleware.
         /// </summary>
         /// <param name="context">The <see cref="HttpContext"/>.</param>
         /// <returns>A <see cref="Task"/> that completes when the middleware has completed processing.</returns>
         public async Task Invoke(HttpContext context)
         {
             var isNewSessionKey = false;
             Func<bool> tryEstablishSession = ReturnTrue;
             var cookieValue = context.Request.Cookies[_options.Cookie.Name];

             // 解密cookieValue
             var sessionKey = CookieProtection.Unprotect(_dataProtector, cookieValue, _logger);
             if (string.IsNullOrWhiteSpace(sessionKey) || sessionKey.Length != SessionKeyLength)
             {

                 // 生成36位随机数
                 var guidBytes = new byte[];
                 CryptoRandom.GetBytes(guidBytes);
                 sessionKey = new Guid(guidBytes).ToString();

                 // 加密cookieValue
                 cookieValue = CookieProtection.Protect(_dataProtector, sessionKey);

                 // 设置Cookie
                 var establisher = new SessionEstablisher(context, cookieValue, _options);
                 tryEstablishSession = establisher.TryEstablishSession;
                 isNewSessionKey = true;
             }

             var feature = new SessionFeature();
             // 创建Sessin放入 HttpContext Features
             feature.Session = _sessionStore.Create(sessionKey, _options.IdleTimeout, _options.IOTimeout, tryEstablishSession, isNewSessionKey);
             context.Features.Set<ISessionFeature>(feature);

             try
             {
                 // 执行逻辑（MVC）之间
                 await _next(context);
                 // 执行逻辑（MVC）之后
             }
             finally
             {
                 // 设置HttpContext Features为空
                 context.Features.Set<ISessionFeature>(null);

                 if (feature.Session != null)
                 {
                     try
                     {
                         // Commit Session，把 IDictionary<EncodedKey, byte[]>中的值放入缓存
                         await feature.Session.CommitAsync(context.RequestAborted);
                     }
                     catch (OperationCanceledException)
                     {
                         _logger.SessionCommitCanceled();
                     }
                     catch (Exception ex)
                     {
                         _logger.ErrorClosingTheSession(ex);
                     }
                 }
             }
         }

4.3、DistributedSession.cs 类解析

在SessionMiddleware Invoke方法中，可以看到创建Session最终执行的是new DistributedSession();

此类就不做过多的介绍了，主要就是对IDictionary<EncodedKey, byte[]>增删改查，序列化值、从缓存中Load数据和把数据放入缓存中；

代码过多就不放置博客上，可移至github ：https://github.com/aspnet/Session/blob/master/src/Microsoft.AspNetCore.Session/DistributedSession.cs

5、总结

1、在asp.net core中Session的代码还是比较简单的，运用操作也比较简单；

2、可以清楚的理解asp.net core中Session的原理；

3、可以学习其他生产随机数的方法；

4、可以学习在中间件中怎么运用设置（Options.Create(options)、services.Configure(configure)）；

5、知道了中间件的简单运用；

6、学写了Httpcontext Features 的简单运用，关于 HttpContext可以直接使用Session（HttpContext.Session）在讲asp.net core http时会详细介绍；

7、简单知道了对于缓存的获取和增加；

8、下一篇将分析 .net core configuration，敬请关注；

9、记得推荐评论，或者可以留言希望分析哪部分asp.net core的源码