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在 ASP.NET 中实现会话状态的基础         ★★★★

在 ASP.NET 中实现会话状态的基础

作者:闵涛 文章来源:闵涛的学习笔记 点击数:1366 更新时间:2009/4/23 10:45:38
法是将复杂的类型转换为多个简单的类型。这种方法基于类型转换器。“类型转换器”是一种轻便的序列化程序,它以字符串集合的形式返回类型的关键属性。类型转换器是使用特性与基类绑定在一起的外部类。由类型编写者决定保存哪些属性以及如何保存。类型转换器对于 ViewState 存储也有帮助,它代表的是比二进制格式化程序更有效的会话存储方法。

会话的生命周期

关于 ASP.NET 会话管理,重要的一点是,仅当将第一个项目添加到内存词典中时,会话状态对象的生命周期才开始。仅在执行如下代码片断后,才可以认为 ASP.NET 会话开始。

Session["MySlot"] = "Some data";

Session 词典通常包含 Object 类型,要向后读取数据,需要将返回的值转换为更具体的类型。

string data = (string) Session["MySlot"];

当页面将数据保存到 Session 中时,会将值加载到 HttpSessionState 类包含的特制的词典类中。完成当前处理的请求时,会将词典的内容加载到状态提供程序中。如果由于未通过编程方式将数据放入词典而导致会话状态为空,则不会将数据序列化到存储介质中,而且更重要的是,不会在 ASP.NET Cache、SQL Server 或 NT 状态服务中创建槽来跟踪当前会话。这是出于性能方面的原因,但会对处理会话 ID 的方式产生重要影响:将为每个请求生成一个新的会话 ID,直到将某些数据存储到会话词典中。

需要将会话状态与正在处理的请求连接时,HTTP 模块会检索会话 ID(如果它不是启动请求),并在配置的状态提供程序中寻找它。如果没有返回数据,HTTP 模块将为请求生成一个新的会话 ID。这可以很容易地通过以下页面进行测试:

<%@ Page Language="C#" Trace="true" %>
</html>
<body>
<form runat="server">
<asp:button runat="server" text="Click" />
</form>
</body>
</html>

无论何时单击该按钮并返回页面,都将生成新的会话 ID,同时记录跟踪信息。

图 3:在没有将数据存储到会话词典中的应用程序中,为每个请求生成一个新的会话 ID。

Session_OnStart 事件的情况如何呢?也会为每个请求引发该事件吗?如果应用程序定义 Session_OnStart 处理程序,则会始终保存会话状态,即使会话状态为空。因此,对于第一个请求之后的所有请求来说,会话 ID 始终为常量。仅在确实必要时,才使用 Session_OnStart 处理程序。

如果会话超时或被放弃,下次访问无状态应用程序时,其会话 ID 不会发生改变。经过设计后,即使会话状态过期,会话 ID 也能持续到浏览器会话结束。也就是说,只要浏览器实例相同,就始终使用同一个会话 ID 表示多个会话。

Session_OnEnd 事件标志着会话的结束,并用于执行终止该会话所需的所有清除代码。但请注意,只有 InProc 模式支持该事件,也就是说,只有将会话数据存储在 ASP.NET 辅助进程中时才支持该事件。对于要引发的 Session_OnEnd 事件来说,必须首先存在会话状态,这意味着必须在该会话状态中存储一些数据,并且必须至少完成一个请求。

在 InProc 模式下,作为项目添加到缓存中的会话状态被赋予一个可变过期时间策略。可变过期时间表示如果某个项目在一定时间内没有使用,将被删除。在此期间处理的任何请求的过期时间都将被重置。会话状态项目的时间间隔被设置为会话超时。用来重置会话状态过期时间的技术非常简单和直观:会话 HTTP 模块只读取 ASP.NET Cache 中存储的会话状态项目。如果知道 ASP.NET Cache 对象的内部结构,该模块将进行计算以重新设置可变过期时间。因此,当缓存项目过期时,会话已超时。

过期的项目将自动从缓存中删除。状态会话模块作为此项目的过期时间策略的一部分,也代表了一个删除回调函数。缓存将自动调用删除函数,删除函数然后将引发 Session_OnEnd 事件。如果应用程序通过进程外组件来执行会话管理,则永远不会引发结束事件。

Cookieless 会话

每个活动 ASP.NET 会话都是使用仅由 URL 允许的字符组成的 120 位字符串标识的。会话 ID 是使用随机数生成器 (RNG) 加密提供程序生成的。该服务提供程序返回一个包含 15 个随机生成数的序列(15 字节 x 8 位 = 120 位)。随机数数组然后被映射到有效的 URL 字符并以字符串形式返回。

会话 ID 字符串被发送到浏览器,然后通过以下两种方式之一返回服务器应用程序:使用 Cookie(就像在传统 ASP 中一样)或经过修改的 URL。默认情况下,会话状态模块将在客户端创建 HTTP Cookie,但是可以使用嵌入会话 ID 字符串的修改后的 URL(特别是对于不支持 Cookie 的浏览器)。采用哪种方法取决于应用程序的 web.config 文件中所存储的配置设置。要配置会话设置,可以使用 <sessionState> 区段和 Cookieless 特性。

<sessionState cookieless="true|false" />

默认情况下,Cookieless 特性为 false,表示使用了 Cookie。实际上,Cookie 只是 Web 页放在客户端硬盘上的一个文本文件。在 ASP.NET 中,Cookie 由 HttpCookie 类的一个实例来表示。通常,Cookie 包含名称、值集合和过期时间。Cookieless 特性被设置为 false 时,会话状态模块实际上将创建一个名为 ASP.NET_SessionId 的 Cookie 并将会话 ID 存储在其中。下面的伪代码显示了创建 Cookie 的过程:

HttpCookie sessionCookie;
sessionCookie = new HttpCookie("ASP.NET_SessionId", sessionID);
sessionCookie.Path = "/";

会话 Cookie 的过期时间很短,在每个请求成功后更新过期时间。Cookie 的 Expires 属性表示 Cookie 在客户端的过期时间。如果未显式设置会话 Cookie,Expires 属性将默认为 DateTime.MinValue,即 .NET Framework 允许的最小时间单位。

要禁用会话 Cookie,请在配置文件中将 Cookieless 特性设置为 true,如下所示:

<configuration>
    <system.web>
        <sessionState Cookieless="true" />
    </system.web>
</configuration>

此时,假设您请求以下 URL 处的页面:

http://www.contoso.com/sample.aspx

浏览器地址栏中实际显示的内容会有所不同,现在包含会话 ID,如下所示:

http://www.contoso.com/(5ylg0455mrvws1uz5mmaau45)/sample.aspx

实例化会话状态 HTTP 模块时,该模块将检查 Cookieless 特性的值。如果为 true,则将请求重定向 (HTTP 302) 到经过修改的包含会话 ID(紧跟在页面名称前)的虚拟 URL。再次处理请求时,请求中会包含该会话 ID。如果请求启动新的会话,HTTP 模块将生成新的会话 ID,然后重定向该请求。如果回传请求,则会话 ID 已经存在,因为回传使用相对 URL。

使用 Cookieless 会话的缺点是,如果调用绝对 URL,将丢失会话状态。使用 Cookie 时,您可以清除地址栏,转至其他应用程序,然后返回上一个应用程序并检索相同的会话值。如果在禁用会话 Cookie 时执行此操作,将丢失会话数据。例如,以下代码将打断该会话:

<a runat="server" href="/code/page.aspx">Click</a>

如果需要使用绝对 URL,请通过一些小技巧手动将会话 ID 添加到 URL 中。您可以对 HttpResponse 类调用 ApplyAppPathModifier 方法。

<a runat="server" 
    href=<% =Response.ApplyAppPathModifier("/code/page.aspx")%> >Click</a>

ApplyAppPathModifier 方法将使用表示 URL 的字符串,并返回嵌入会话信息的绝对 URL。例如,需要从 HTTP 页面重定向到 HTTPS 页面时,此技巧特别有用。

小结

会话状态最初由传统的 ASP 引入,它是基于词典的 API,使开发人员能够存储会话期间的自定义数据。在 ASP.NET 中,会话状态支持以下两种主要功能:Cookieless 会话 ID 存储和传输,以及会话数据实际存储的状态提供程序。为实现这两种新功能,ASP.NET 利用 HTTP 模块控制会话状态与正在处理的请求上下文之间的绑定。

在传统的 ASP 中,使用会话状态就是指使用 Cookie。在 ASP.NET 中已不再如此,因为可以使用 Cookieless 架构。借助 HTTP 模块的力量,可以分解请求的 URL 以使其包含会话 ID,然后将其重定向。接下来,HTTP 模块会从该 URL 中提取会话 ID 并使用它检索任何存储的状态。

会话的物理状态可以存储在三个位置:进程内内存、进程外内存和 SQL Server 表。数据必须经过序列化/反序列化处理,才能供应用程序使用。HTTP 模块会在请求开始时将会话值从提供程序复制到应用程序的内存中。请求完成后,修改后的状态将返回提供程序。这种数据通信会对性能产生不同程度的不利影响,但是会大大增强可靠性和稳定性,也使对 Web Farm 和 Web Garden 体系结构的支持更容易实现。

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