ASP.Net ViewState的實(shí)現 收藏
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ViewState是.Net中提出的狀態(tài)保存的一種新途徑（實(shí)際上也是老瓶裝新酒）；我們知道，傳統的Web程序保存狀態(tài)的方式有這樣幾種：
1、Application 這是Web應用程序生命期中的全局保存區，保存在A(yíng)pplication中的數據是全局有效的；在A(yíng)sp.Net中，有一個(gè)應用程序池，其中保存了數個(gè)（或數十個(gè)）應用程序實(shí)例，每一次請求都會(huì )從池中取一個(gè)實(shí)例來(lái)處理請求，在請求完畢之前，這個(gè)實(shí)例不會(huì )接受其他請求；這就出現一個(gè)問(wèn)題，同一時(shí)間可能存在多個(gè)應用程序，也就是多個(gè)線(xiàn)程，這些線(xiàn)程都存在訪(fǎng)問(wèn)Application的可能，所以在對Application中的對象進(jìn)行處理的時(shí)候需要考慮線(xiàn)程同步的問(wèn)題；實(shí)際上Application對象內部實(shí)現了一個(gè)線(xiàn)程鎖，調用它本身的Add、Remove等方法的時(shí)候會(huì )自動(dòng)調用加鎖和解鎖的操作，但是出于性能考慮，對于直接通過(guò)索引器或其他方式得到其中的對象并進(jìn)行操作的過(guò)程，Application并沒(méi)有自動(dòng)處理線(xiàn)程同步，需要利用下列類(lèi)似的代碼來(lái)處理：
Application.Lock();
((int)Application["Count"])++;
Application.Unlock();
值得注意的是，調用了Lock之后，如果沒(méi)有顯示的調用Unlock，那么在這個(gè)請求結束的時(shí)候，Application對象會(huì )自動(dòng)解鎖，這樣防止了造成死鎖的問(wèn)題，但是為了代碼的健壯性，調用完Lock并且修改完畢應該立即的調用Unlock方法。
Application對象本質(zhì)上就是一個(gè)Hash表，按照鍵值存放了對象，由于對象是全局并且存放在服務(wù)器，并且存在多線(xiàn)程同時(shí)訪(fǎng)問(wèn)，所以，Application里面存放的應該是訪(fǎng)問(wèn)較多，修改較少并且是全局至少大部分功能會(huì )使用的數據，例如計數器或者數據庫連接串等。
2、Session 在A(yíng)sp.Net內部，有一個(gè)StateApplication來(lái)管理Session，實(shí)際上就是一個(gè)輔助進(jìn)程，處理Session到期、創(chuàng )建的特殊請求，在收到每一次請求的時(shí)候，輔助進(jìn)程就會(huì )調用狀態(tài)服務(wù)器（可以通過(guò)Web.config設置不同的狀態(tài)服務(wù)器）來(lái)獲取Session，如果沒(méi)有對應該SessionId的Session，則會(huì )新建一個(gè)，然后綁定到上下文中（HttpContext）；與Asp不同的是，Session的狀態(tài)服務(wù)器有多種，目前在A(yíng)sp.Net內部實(shí)現了三種：
1) InProcStateClientManager 這是傳統的Session保存方式，但是還是有些細微差別
2) SqlStateClientManager 這是將Session保存到數據庫方式
3) OutOfProcStateClientManager 這是將Session保存到進(jìn)程外的方式
Asp.Net的Session機制有一個(gè)特點(diǎn)，就是處理Session的輔助進(jìn)程與保存Session的狀態(tài)服務(wù)器是分開(kāi)的，按照MSDN的說(shuō)法，有下列好處：
“因為用于會(huì )話(huà)狀態(tài)的內存不在 ASP.NET 輔助進(jìn)程中，所以可以實(shí)現從應用程序故障的恢復。”
“因為所有狀態(tài)與輔助進(jìn)程不存儲在一起，您可以干凈地跨多個(gè)進(jìn)程對應用程序進(jìn)行分區。這種分區可以顯著(zhù)地提高多個(gè)進(jìn)程的計算機上應用程序的可用性和可縮放性。”
“因為所有狀態(tài)與輔助進(jìn)程不存儲在一起，所以您可以跨運行于多個(gè)計算機上的多個(gè)輔助進(jìn)程對應用程序進(jìn)行分區。”
Asp.Net的Session機制個(gè)人觀(guān)點(diǎn)，感覺(jué)靈活性比較好，內部實(shí)現也比較巧妙，但是實(shí)際上因為沒(méi)有做過(guò)多的測試，所以應用上會(huì )不會(huì )像它說(shuō)的那么美好，不敢打包票。有機會(huì )，我會(huì )單獨寫(xiě)篇文章來(lái)深入的探討Asp.Net 內部的Session機制。
3、Cookie 這個(gè)沒(méi)甚么好說(shuō)，實(shí)際上Asp.Net與Asp的Cookie沒(méi)甚么分別，也許這項技術(shù)毀譽(yù)參半，而且比較依賴(lài)客戶(hù)機實(shí)現，MS也沒(méi)什么改進(jìn)的。
4、ViewState 這是我們今天重點(diǎn)討論的；實(shí)際上ViewState并不神秘，就是一個(gè)Hidden字段，但是它是服務(wù)器控件狀態(tài)保存的基礎；不熟悉的朋友可以用IE查看Html源碼，找到一個(gè)名為"__VIEWSTATE"的Hidden字段，其中有一大堆亂七八糟的字符，這就是頁(yè)面的ViewState。
這是用Vs.Net設計出來(lái)的一個(gè)簡(jiǎn)單的頁(yè)面，里面包含了一個(gè)服務(wù)器端的按鈕和一個(gè)CheckBox，然后我們在服務(wù)器端響應按鈕的事件：
private void btnPostBack_Click(object sender, System.EventArgs e)
{
[1] Response.Write( "ViewState :"+Request.Params["__VIEWSTATE"]+"<br/>" );
[2] string decodeValue = Encoding.UTF8.GetString( Convert.FromBase64String( Request.Params["__VIEWSTATE"] ) );
[3] Response.Write( "ViewState decode :"+decodeValue+"<br/>" );
[4] object viewstate = (new LosFormatter()).Deserialize( Request.Params["__VIEWSTATE"] );
[5] Response.Write( "ViewState Object :"+viewstate.GetType().Name );
}
為了方便看，我加上了行號；第一行我們把ViewState的值打出來(lái)，第二行是什么呢？實(shí)際上ViewState保存到客戶(hù)端的一串字符串就是內部的ViewState通過(guò)某種方式序列化之后再經(jīng)過(guò)Base64編碼得來(lái)的，所以我們把Base64編碼的字符串反編碼一次再打出來(lái)；至于第四行，我先不說(shuō)，先看執行結果：
運行之后，頁(yè)面上什么都沒(méi)有，除了按鈕和CheckBox（廢話(huà) ：）），我們點(diǎn)擊按鈕，然后結果如下：
[A] ViewState :dDwxMjU2MDI5MTA3OztsPGNoa1Rlc3Q7Pj6Gg0Qzm+7gacYWcy0hnRCT9toOdA==
[B] ViewState decode:t<1256029107;;l>D3i s-! t
[C] ViewState Object :Triplet
然后我們來(lái)分析這個(gè)結果，A中顯示的就是ViewState傳到客戶(hù)端的值，B中顯示的是通過(guò)Base64反編碼之后的值，從這里面好像還是看不出什么，C中出現了一個(gè):Triplet ？這是什么呢，我們回到上面的代碼：
object viewstate = (new LosFormatter()).Deserialize( Request.Params["__VIEWSTATE"] );
注意我們使用了一個(gè)LosFormatter類(lèi)，實(shí)際上這個(gè)類(lèi)就是Asp.Net內部為ViewState提供序列化的類(lèi)，它有兩個(gè)方法，一個(gè)是Serialize，就是序列化一個(gè)對象，一個(gè)是Deserialize，是反序列化，我們這里使用了反序列化的方法來(lái)把ViewState直接反序列化成一個(gè)對象，然后把這個(gè)對象的類(lèi)型打出來(lái)，這個(gè)對象就是:Triplet類(lèi)型，實(shí)際上Asp.Net中頁(yè)面保存的ViewState就是這個(gè)類(lèi)型，我們先分析一下LosFormater，再來(lái)細說(shuō).
我們再回來(lái)看打出來(lái)的結果B：t<1256029107;;l>D3i s-!
t，實(shí)際上通過(guò)查看LosFormatter反編譯后的代碼，大致上可以看出它序列化的方式是很簡(jiǎn)單的，就是判斷要序列化對象的類(lèi)型，如果不是直接序列化的類(lèi)型，則把它的類(lèi)型記錄下來(lái)，然后在遞歸序列化它的屬性，我們看B中的"t"就是表示Triplet這個(gè)類(lèi)型，這個(gè)類(lèi)型有三個(gè)屬性，這三個(gè)屬性包含在"<"和">"之間，用";"分割，而最后面的D3i s-!
t據我分析應該是一個(gè)防止ViewState被改變的Hash值，這個(gè)不是很確定，因為反編譯的代碼實(shí)在是很難看，我只是了解之后就沒(méi)仔細看了。
我們剛剛分析出來(lái)Page中的ViewState反序列化之后是Triplet這個(gè)類(lèi)型，實(shí)際上這個(gè)類(lèi)在MSDN中就查得到，它就是一個(gè)包含了三個(gè)對象的對象，說(shuō)簡(jiǎn)單點(diǎn)，它就是一個(gè)能放三個(gè)箱子的大箱子（好像還是說(shuō)的比較糊涂，呵呵），它有三個(gè)屬性：First、Second、Thrid ：），分別代表三個(gè)對象。
對應到Page當中，First是Page.GetTypeHashCode()的返回值，這個(gè)方法是System.Web.UI.Page定義的一個(gè)保護的虛擬方法，返回一個(gè)整型，由Aspx文件生成的類(lèi)來(lái)實(shí)現的，因為這個(gè)類(lèi)是有Asp.Net負責在運行期生成源代碼并編譯，它會(huì )計算出一個(gè)大常量作為返回值，這個(gè)返回值在整個(gè)Web應用程序所有的Page中是唯一的。（提一句題外話(huà)，Asp.Net自動(dòng)產(chǎn)生的源代碼可以到 系統盤(pán):\WINDOWS\Microsoft.NET\Framework\v1.0.3705\Temporary ASP.NET Files下面去找），這個(gè)唯一的Hash值是為了在ViewState中產(chǎn)生一個(gè)標記，使這個(gè)ViewState只適用與對應的頁(yè)面。
Second則是通Control.SaveViewStateRecursive方法遞歸保存頁(yè)面控件樹(shù)的ViewState返回的對象，也就是真正的ViewState的數據。
Third中保存的是當前頁(yè)面需要PostBack的控件名的列表。
分析了頁(yè)面的ViewState的構成，我們再來(lái)看Control的ViewState的實(shí)現。ViewState是System.Web.UI.Control類(lèi)實(shí)現的一個(gè)屬性，這個(gè)屬性的類(lèi)型是System.Web.UI.StateBag，這個(gè)類(lèi)就包含了ViewState數據結構的實(shí)現，實(shí)際上它的內部也就是個(gè)Hash表，通過(guò)Key值來(lái)保存和檢索數據。
那么服務(wù)器控件是怎么實(shí)現保存狀態(tài)的呢？
我們知道，所有的服務(wù)器控件都是從System.Web.UI.Control派生的，所以都擁有ViewState這個(gè)屬性，在Control內部，定義了兩個(gè)Protected的虛擬方法：
protected virtual object SaveViewState()
和
protected virtual void LoadViewState(object savedState)
這兩個(gè)方法是給子控件派生用來(lái)保存和讀取自己的ViewState的，比如我們有一個(gè)自己寫(xiě)的控件，往ViewState中保存了一個(gè)字符串，那么我們的方法大致像這樣：
protected virtual object SaveViewState()
{
object[] states = new object[2];
states[0] = base.SaveViewState(); //記得保存父控件的ViewState
states[1] = "Hello,I'm timmy!"; //這里保存我們自己的
return states; //返回重新包裝后的保存對象
}
獲取的時(shí)候：
protected override void LoadViewState(object savedState) //這里的savedState就是我們Save的時(shí)候return 的object數組
{
object[] states = (object[])savedState;
base.LoadViewState( states[0] ); //把父類(lèi)的數據給他自己去解析
string myData = (string)states[1]; //獲取我們自己的數據
}
我們可以按照自己的方式來(lái)保存，不一定非要像上面這樣用數組，實(shí)際上我們可以用任何支持序列化的對象都可以，父類(lèi)并不關(guān)心子類(lèi)如何保存，我們只要在Save和Load的時(shí)候使用同樣的方式，并且把正確的數據傳遞給父類(lèi)方法就可以了。
另外，還有一個(gè)問(wèn)題就是我們使用的Control的ViewState是Key-Value這樣的鍵值對，那它是怎么保存的呢？
實(shí)際上很簡(jiǎn)單，System.UI.Web下面有一個(gè)類(lèi)叫Pair，呵呵，這個(gè)和Triplet差不多，只是它里面只有兩個(gè)對象。StateBag保存的時(shí)候，First會(huì )存放所有Key值的數組，Second則存放所有Value的數組。
到現在，我們了解了ViewState是如何序列化并且保存到客戶(hù)端，也了解了控件怎么保存自己的ViewState，那么這二者是怎么結合的呢？
也就是整個(gè)頁(yè)面的控件樹(shù)的ViewState是怎么保存和讀取的呢？
在Control內部有兩個(gè)internal的方法：
internal object SaveViewStateRecursive()；
internal void LoadRecursive()；
這兩個(gè)方法由System.Web.UI.Page來(lái)調用，Page在Render結束后就會(huì )調用SavePageViewState方法，SavePageViewState方法會(huì )調用Control的SaveViewStateRecursive()方法，這個(gè)方法就是通過(guò)遞歸調用每一個(gè)Control.Controls的SaveViewStateRecursive方法來(lái)保存控件樹(shù)中所有控件的ViewState。到這里，可能聰明的朋友要問(wèn)了，既然SaveViewStateRecursive是遞歸調用保存的方法，那么我們上面寫(xiě)的SaveViewState()方法又有什么用呢？
我們知道，Control.Controls可能會(huì )有很多個(gè)，而且我們的SaveViewState()只保存了當前控件的數據，而沒(méi)有記錄控件樹(shù)的結構，那么如果我們遞歸SaveViewState()方法來(lái)保存數據的話(huà)，那么控件樹(shù)的結構就會(huì )丟失，那么Load的時(shí)候就沒(méi)辦法還原了，實(shí)際上在SaveViewStateRecursive方法中大致的代碼是這樣：
[1] 獲取控件自己的ViewState（調用SaveViewState方法）
[2] 循環(huán)子控件
{
定義兩個(gè)動(dòng)態(tài)數組，一個(gè)保存控件的索引，一個(gè)保存遞歸調用子控件SaveViewStateRecursive方法返回的值
}
[3] 定義一個(gè)Triplet（呵呵，這個(gè)東西又出現了）
[4] First保存本控件的ViewState
[5] Second保存子控件的索引
[6] Third保存遞歸子控件SaveViewStateRecursive方法的返回值
[7] 返回Triplet
這樣就保存了整個(gè)控件樹(shù)的ViewState和控件樹(shù)的結構
Load的方式與Save差不多，只是Load的時(shí)候會(huì )從savedState中獲取子控件的索引來(lái)依次遞歸子控件的LoadRecursive()方法，這樣才能保證正確的把保存的數據傳給子控件。
到這里，ViewState的實(shí)現我們大致了解了一下，最后得出一些結論：
1、ViewState是存放在客戶(hù)端，因此會(huì )減輕服務(wù)器的負擔，是一種比較好的保存數據的方式。
2、因為ViewState本身的限制，只能保存可以序列化的對象，而且最好不要放太多東西，能省則省，以免在減慢傳輸的速度，以及加重服務(wù)器解析的負擔。
3、我們通過(guò)很簡(jiǎn)單的方式就可以把ViewState里面的值獲取出來(lái)，我們上面討論了一些，雖然沒(méi)有把解析的代碼寫(xiě)出來(lái)，但是利用LosFormatter可以得到ViewState反序列化后的對象，那么要解析出來(lái)簡(jiǎn)直是易如反掌；所以ViewState在安全性上面還是比較差，建議不要
存放比較機密和敏感的信息，盡管ViewState可以加密，但是由于ViewState要保存在客戶(hù)端，天生就有安全性的隱患。
4、實(shí)際從技術(shù)角度，ViewState沒(méi)有任何新意，但是結合服務(wù)器控件的設計還是很巧妙的。
最后，以我個(gè)人的觀(guān)點(diǎn)，我覺(jué)得ViewState的出現很大程度上減輕了程序員的負擔，但是要看清的是ViewState的本質(zhì)，合理的應用它。
匆忙寫(xiě)就難免有很多問(wèn)題，還希望大家多提意見(jiàn)，不足之處請多指教
