深入剖析ASP.NET的编译原理之一：动态编译（Dynamical Compilation）

原文:http://www.cnblogs.com/artech/archive/2007/05/21/753620.html

Microsoft 的Visual Studio为我们在应用开发中提供的强大功能，我们是有目共睹。借助该工具，是我们的开发 显得更加高效而轻松。从Microsoft把这个IDE的名字从VS.NET 该为VS（比如原来的Visual Studio.NET 2003，现在的版本叫VS2005），可以MS对该IDE的期望和野心：MS要把它改造成一个万能的IDE。不过任何都有其两面性，对于我们广大的开发者来说，VS是我们的各种行为简单化，傻瓜化；但是在另一方面，他也会蒙蔽我们的眼睛，使我们对它背后做的事情视而不见。以我们的ASP.NET Website开发为例，编程、编译、部署都可以借助VS，有了VS一切显得如此简单，每个人都会做，但是我想很多一部分人对一个ASP.NET Website如何进行编译不会很了解。这篇文章就来谈谈背后的故事——ASP.NET是如何进行编译的。由于篇幅的问题整篇文章分两个部分：动态编译Dynamical Compilation和预编译（Precompilation）。

1．动态编译的过程

我们先来介绍在动态编译下的大体的执行流程：当ASP.NET收到一个基于某个page的request的时候，先判断该Page和相关的Source code是否编译过，如果没有就将其编译，如果已经编译，就是用已经Load的Assembly直接生成Page对象。

在这里有下面几点需要注意：

1)． 动态编译是按需编译的，ASP.NET只会编译和当前Request相关的aspx和code。

2)． 动态编译是基于某个目录的，也就是说ASP.NET会把被请求的page所在的目录的所有需要编译的文件进行编译，并生成一个Assembly。

3)． 除了编译生成的Assembly外，动态编译还会生成一系列的辅助文件。

4)． 对相关文件的修改，会导致重新编译，但是修改对当前的Request不起作用。也就是说如果你对某个aspx进行修改，那么对于修改后抵达的Request，会导致重新编译，但是对于之前的Request使用的依然是原来编译好的Assembly。

5)． 编译生成的文件被放在一个临时目录中，这个目录的地址为Windows Directory\Microsoft.NET\Framework\v2.0.50727\Temporary ASP.NET Files。其具体的目录结构如下图所示：

<compilation tempDirectory="d:\MyTempFiles" />
2．Sample

现在我用一个Sample来一探ASP.NET是如何进行动态编译的。

public static class Utility

protected void Page_Load(object sender, EventArgs e)

public class Page1 : Page, IRequiresSessionState

[CompilerGlobalScope]

public class part_i_page1_aspx : Page1, IHttpHandler

在part_i_page1_aspx中定义了一个基于aspx的HttpHandler所需的所有操作，并且它继承了Page1。所以我们可以说Part I/Page1这个page 最终的体现为part_i_page1_aspx。进一步说，对Part I/Page1的Http Request，ASP.NET所要做的就是生成一个part_i_page1_aspx来Handle这个request就可以了。

4．FastObjectFactory

通过上面的一个简单的Sample，你已经看到每个Assembly中都会生成一个以FastObjectFactory作为前缀的Type。这是一个很重要的Type，从它的名称我们不难猜出它的作用：高效的生成对象。而生成的是什么样的对象呢？实际上就是基于每个aspx的Http request的Http handler，对于Part I/Page1就是我们上面一节分析的part_i_page1_aspx对象。

我们现在通过Reflector查看我们生成的App_Web_n1mhegpg中的FastObjectFactory_app_web_n1mhegpg是如何定义的。

internal class FastObjectFactory_app_web_n1mhegpg

通过上面的Code，我们可以看到在FastObjectFactory中定义一系列的Create_ASP_XXX(后缀就是Page 编译生成的Type的名称)。通过这些方法，可以快速生成对一个的Page。至于为什么会叫作FastObjectFactory，我想是因为直接通过调用这个静态的方法快速地创建Page对象，从而避免使用Reflection的late binding带来的性能的影响吧。

5．Preservation Files

进行每一次编译，ASP.NET会生成一系列具有.compiled扩展名的保留文件（Preservation File）。这个文件非常重要，我们现在来深入介绍这个样一个文件。

Preservation File这个文件本质上是一个XML。它是基于每个Page的，也就是每个Page都会有一个这样的Preservation File. 无论Page对应的Directory是怎样的，与之对应的Preservation File总会保存在根目录下，所以必须有一种机制保持为处于不同Directory的Page生成的Preservation File具有不同的文件名，不管Page的名称是否一样。所以Preservation File采用下面的命名机制：

[page].aspx.[folder-hash].compiled

其中[page]是Page的名称，[folder-hash]是对page所在路径的Hash Value。这样做有两个好处。

保证处于同一级目录的所有Preservation File具有不同的文件名。

保证ASP.NET对于一个Http request可以找到Page对应的Preservation File。

下面这个Preservation File就是上面Sample中Part II/Page1.aspx对应的Preservation File，名称为default2.aspx.cdcab7d2.compiled。我们来看看XML每个Item各代表什么意思。

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>

<preserve resultType="3" virtualPath="/Artech.ASPNETDeployment/Part II/Page1.aspx" hash="fffffff75090c769" filehash="5f27fa390c45c52a" flags="110000" assembly="App_Web_hitlo3dt" type="ASP.part_ii_page1_aspx">

<filedeps>

<filedep name="/Artech.ASPNETDeployment/Part II/Page1.aspx" />

<filedep name="/Artech.ASPNETDeployment/Part II/Page1.aspx.cs" />

</filedeps>

</preserve>

有这段XML我们可以看到，所有的内容都包含在preserve XML element中，在他中间定义了几个重要的attribute.

virtualPath: Page的虚拟地址。

assembly：Assembly名称

Type：Page的编译后对应的Type（Http handler）。

hash: 一个代表本Preservation File状态的Hash value。

filehash: 一个代表本Dependent File状态的Hash value。

通过hash和filehash的缓存，ASP.NET可以判断自上一次使用以来，Preservation File和它所依赖的Dependent File是否被改动，如果真的被改动，将会重新编译。因为对于文件的任何改动都会导致该Hash value的改变。

此外，Preservation File的<filedeps>列出了所有依赖的文件，对于Page,一般是aspx和code behind。

6. 进一步剖析整个动态编译过程

现在我们来总结整个动态编译的过程：

Step1：当ASP.NET收到对于某个Page的Request，根据这个request对应的Url试着找到该page对应的Preservation File，如果没有找到，重新编译Page所在目录下的所有需要编译的文件，同时生成一些额外的文件，包括Preservation File。

Step2：然后解析这个Preservation File，通过hash和filehash判断文件自身或者是Dependent File是否在上一次编译之后进行过任何的修改，如果是的，则重新编译。然后重新执行Step2。

Step3：通过Preservation File 的assembly attribute Load对应的assembly(如果Assembly还没有被Load的话)，通过type获知对应的aspx type，然后借助FastObjectFactory的对应的Create_ASP_XXX创建这个type。这个新创建的对象就是我们需要的Http Handler，在之上执行相应的操作把结果Response到客户端。

对动态编译的讨论就到这里，在本篇文章下半部分将会讨论另一种更加有用的编译方式：[原创] 深入剖析ASP.NET的编译原理之二：预编译（Precompilation）。