ReadOnly" %>
InProc 模式兼容以前 ASP 的策略,在 ASP.NET 同一进程空间内实现基于内存的会话状态管理,速度最快但受到与 ASP 相同的限制;
StateServer 模式通过 ASP.NET 独立安装的 ASP.NET State Service 服务(aspnet_state.exe),以 stateConnectionString 指定的IP和端口响应会话状态服务;
SQLServer 模式则通过 sqlConnectionString 指定的 SQL Server 服务器,以内存临时表(以 InstallSqlState.sql建库,使用 tempdb 内存数据库)或独立表(以InstallPersistSqlState.sql 监控,使用独立的 ASPState 库)维护会话状态。
这四种不同的状态管理器,在性能上据《Performance Tuning and Optimizing ASP.NET Appliation》一书的测试,相对值如下:
以下为引用:
Table 4-1: Normalized TTLB(Time to Last Byte) by Session State Mode (in Milliseconds per 100 Requests)
CONCURRENT BROWSERS MODE = OFF MODE = INPROC MODE = STATESERVER MODE = SQLSERVER
1 7.81 4.54 8.27 8.47
5 28.28 20.25 27.25 29.29
10 89.38 46.08 77.29 85.11
Table 4-2: Average Requests per Second by Session State Mode
CONCURRENT BROWSERS MODE = OFF MODE = INPROC MODE = STATESERVER MODE = SQLSERVER
1 18.86 24.17 18.31 18.11
5 21.66 25.74 21.54 21.34
10 17.23 23.8 18.11 17.6
可以看到,无论是从 TTLB 还是每秒平均请求数来说,进程外状态管理器的性能都是可以令人接受的,当然还需要针对状态管理情况在编写代码时做相关优化。不过要使用进程外状态管理器,则保存在会话中的对象受到必须提高二进制序列化支持的限制。
从使用角度来看,状态管理器实际上都是由上节提到的 HttpSessionModule 建立管理,并通过 HttpSessionState 接口提供访问的,结构如下图:
MSDN 上的 Underpinnings of the Session State Implementation in ASP.NET 一文非常详细的解释了几种不同状态管理器的原理和使用,这儿就不罗嗦了。
从实现角度来看,上节中提到的 SessionStateModule.InitModuleFromConfig 函数,根据配置文件中状态管理器的模式,分别建立 System.Web.SessionState.InProcStateClientManager, System.Web.SessionState.OutOfProcStateClientManager 和 System.Web.SessionState.SqlStateClientManager 三类状态管理器的实例。他们都继承自 System.Web.SessionState.StateClientManager 抽象基类,并通过 System.Web.SessionState.IStateClientManager 接口向 HttpApplication 提高状态管理服务。
IStateClientManager 接口是状态管理器的统一管理接口,主要提供以下功能:
以下内容为程序代码:
internal interface System.Web.SessionState.IStateClientManager.IStateClientManager
{
// 配置管理状态管理器
void ConfigInit(SessionStateSectionHandler.Config config, SessionOnEndTarget onEndTarget);
// 保存 SessionStateModule 实例供后面使用
void SetStateModule(SessionStateModule module);
void ResetTimeout(string id);
void Dispose();
void Set(string id, SessionStateItem item, bool inStorage);
// 维护状态管理器内容
IAsyncResult BeginGet(string id, AsyncCallback cb, object state);
SessionStateItem EndGet(IAsyncResult ar);
IAsyncResult BeginGetExclusive(string id, AsyncCallback cb, object state);
SessionStateItem EndGetExclusive(IAsyncResult ar);
void ReleaseExclusive(string id, int lockCookie);
}
ConfigInit 方法主要在初始化状态管理器时通知其根据配置进行初始化工作,并将负责会话状态清除的 SessionOnEndTarget 对象实例绑定到会话管理器(我们后面讨论会话状态管理实现时详细讨论)。对 OutOfProcStateClientManager 和 SqlStateClientManager 来说,在此阶段还会初始化与外部服务器的连接,并通过一个 System.Web.Util.ResourcePool 实例,提供基于时间策略的资源池来维护连接;
ResetTimeout 方法重置指定 Session 的超时时间;对 InProcStateClientManager 来说,这个超时时间是通过 System.Web.Caching.CacheInternal 类型实现的缓存对象来使用的; OutOfProcStateClientManager 直接通过 MakeRequest 函数构造请求发给外部独立的状态管理器执行; SqlStateClientManager 则调用存储过程 TempResetTimeout 更新 ASPStateTempSessions 表的过期时间 Expires 字段;
Dispose 方法是否状态管理器的资源,落实到代码就是对 OutOfProcStateClientManager 和 SqlStateClientManager 中资源池的释放;
Set 方法则将指定的 SessionStateItem 存储到 id 相关的会话数据中,并根据 inStorage 指定的对象状态,决定在发生异常的情况下是否释放对此会话的锁。与 ResetTimeout 的实现类似,OutOfProcStateClientManager 发送请求给外部独立的状态管理器;SqlStateClientManager 调用存储过程 TempUpdateStateItemXXX 更新会话状态表 ASPStateTempSessions 中的过期时间 Expires 字段、锁定状态 Lock 字段、以及状态信息 SessionItemShort/SessionItemLong (分别保存7000字节以下或之上的数据)。如发生异常并设置 inStorage 标记,则先调用 TempReleaseStateItemExclusive 释放会话锁。
对状态管理器中数据的获取较为复杂,IStateClientManager 接口使用的是异步调用的模式,并为提高效率将独占的获取数据单独拿出来。状态管理器实现类通过通用基类 System.Web.SessionState.StateClientManager 实现的几个工具方法,将数据获取操作异步化。再最终由实现类通过 Get 和 GetExclusive 方法完成操作。获取数据的方法 InProcStateClientManager 通过缓存;OutOfProcStateClientManager 通过请求;SqlStateClientManager 通过 TempGetStateItemXXX 存储过程完成。
在了解了 SessionStateModule 控制的状态服务器的实现和使用方法后,我们来看看上层的 HttpSessionState 是如何使用的。
Mandeep S Bhatia 的 ASP.NET Session Management Internals 介绍了 HttpSessionState 内部完成状态信息管理的原理。HttpSessionState 的 Item 属性实际上是通过 SessionDictionary 实例实现的。
以下内容为程序代码:
public sealed class HttpSessionState : ...
{
private SessionDictionary _dict;
public object this[string name]
{
get
{
return _dict[name];
}
set
{
_dict[name] = value;
}
}
}
而此 SessionDictionary 实例与 HttpSessionState 实例的构造,都是在前面提到的完成会话构造的 SessionStateModule.CompleteAcquireState 方法中完成的:
以下内容为程序代码:
public sealed class SessionStateModule : IHttpModule
{
private string _rqId;
private SessionDictionary _rqDict;
private HttpStaticObjectsCollection _rqStaticObjects; // 静态对象,通过页面中 <object Runat="Server" Scope="Session"/> 标记设置
private int _rqTimeout;
private bool _rqIsNewSession;
private bool _rqReadonly;
private HttpContext _rqContext;
private SessionStateItem _rqItem;
private void CompleteAcquireState()
{
if (_rqItem != null)
{
if (_rqItem.dict != null)
{
_rqDict = _rqItem.dict;
}
else
{
_rqDict = new SessionDictionary();
}
_rqStaticObjects = ((_rqItem.staticObjects != null) ? _rqItem.staticObjects :
_rqContext.Application.SessionStaticObjects.Clone());
_rqTimeout = _rqItem.timeout;
_rqIsNewSession = false;
_rqInStorage = true;
_rqStreamLength = _rqItem.streamLength;
}
else
{
_rqDict = new SessionDictionary();
_rqStaticObjects = _rqContext.Application.SessionStaticObjects.Clone();
_rqTimeout = SessionStateModule.s_config._timeout;
_rqIsNewSession = true;
_rqInStorage = false;
}
_rqDict.Dirty = false;
_rqSessionState = new HttpSessionState(_rqId, _rqDict, _rqStaticObjects, _rqTimeout, _rqIsNewSession,
SessionStateModule.s_config._isCookieless, SessionStateModule.s_config._mode, _rqReadonly);
_rqContext.Items.Add("AspSession", _rqSessionState);
}
}
这儿涉及到的几个字段,基本上都能跟 HttpSessionState 提供的公共属性对应起来。需要注意的是 HttpSessionState.StaticObjects 是通过 ASP.NET 页面上的 <object Runat="Server" Scope="Session"/> 类似标记静态定义的;_rqReadonly 则是前面提到的 <%@ Page EnableSessionState=" ReadOnly" %> 标记设置的。
至此,状态管理器的使用与实现方法基本上分析完成,下面整理一下其使用流程:
1.构造:HttpApplication 在初始化过程中调用 InitModules 初始化配置文件 Machine.config 中注册的实现了 IHttpModule 接口的 HTTP 模块;其中 SessionStateModule 作为模块之一被构造并初始化;其 InitModuleFromConfig 方法根据配置文件中状态管理器的相关配置,构造并初始化相应的状态管理器;并根据各种条件调用 CompleteAcquireState 方法完成 HttpSessionState 的构造工作。
2.使用:HttpSessionState 通过 SessionDictionary 实现其 Item 属性的状态数据管理;SessionDictionary 本身由 SessionStateModule.OnReleaseState 在适当的时候写回状态管理器;其他维护操作也是通过 SessionStateModule 调用状态管理器的 IStateClientManager 接口完成的。
3.实现:状态管理器从抽象基类 StateClientManager 获得异步调用的封装;通过 IStateClientManager 接口提供给 SessionStateModule 管理其初始化、释放和管理的接口。
虽然 ASP.NET 做了很多工作,但个人感觉还远远不够。例如 InProc/OutOfProc 实际上都是在内存中,只是解决了一个可靠性和数据集中同步的问题;SQL Server 虽然能够解决容量、可靠性和数据集中同步的问题,但效率又受到影响。这方面 .NET 应该向 Java 好好学习一下,例如 Java 下 EHCache 和 OSCache 都提供了平滑的可配置二级(内存/硬盘)缓存介质切换,并且后者还提供了对负载均衡的简单支持,此外还有 JBoss 等实现的基于 IP 多播等实现技术的负载均衡缓存实现等等,都远远超出了 ASP.NET 提供的缓存机制所考虑到的范围。虽然 ASP.NET 也有独立的缓存机制,MS 也提出了 Cache Application Block 的参考实现,不过还是任重而道
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