[Joe 原创]Web Control 开发系列(一) 页面的生命周期

[Joe 原创]Web Control 开发系列(一) 页面的生命周期

    Page是WebForm编程基本元素，它从TemplateControl派生，而TemplateControl又从Control派生，所以Page实际就是一个Control。同时Page也实现了IHttpHandler接口，所以它可以接受Http请求，进行处理。     可以认为一个Page是由很多的Control按照树形结构组织的，而树的根就是Page（一个实现了IHttphandler的Control), 整个Control树的生命周期开始于一个Http请求，而终止于请求处理的结束。事实上在Http请求传入到当前的Page的时候，之前已经经过了漫长的路程，如果对于整个Http请求的细节感兴趣，可以查看MSDN中关于应用程序的生命周期。另外关于页面的生存周期也有很多的文章可以参考，比如MSDN中ASP.NET 页生命周期概述。      我这里主要讲讲我个人的理解，如果有什么不妥的地方，欢迎大家指正。     
        Page存在的目的就是对于用户的内容进行呈现，它是一个IHttpHandler，它实现了对HttpRequest的处理，这个处理的结果就是根据请求Render出它自己，而Render的内容就是Html，CSS，Javascript，这些东西最终成为表现Page样子的一砖一瓦。如果做一个最简单的实现，大概就是

publicclass Page : IHttpHandler {     publicvoid ProcessRequest(HttpContext httpContext)     {         Render();      } }

        事实并非如此，如果这样的话，我们岂不是对于每个Page都要从零开始做一套完整的Render画法啊，那样的Render方法将是一个很长，很长的调用，为了支持不同的浏览器，为了应付复杂的业务逻辑，里面的代码将是魔鬼，也许写完一次没有人愿意维护了，而且代码的复用性也很低。那么怎么办呢？.net为了解决这个问题，提供的是Control模型，对于一个页面，页面本身是一个可以呈现自己的Control，同事页面里面也可以任意嵌套其它的Control，每个Control都具有呈现自己的能力，那样Control将具有很好的复用性和可维护性，任何一个开发人员可以任意组合来自于第三方的Control来构建自己的Page。所以就需要有一个Control的类，而且Page是Control的一个派生类。Page的Render方法需要递归调用RenderChildren，这样让整个Control树一层一层的呈现，最后得到整个Page的样子。
        我们知道Http请求里面有Get和Post，对于Get往往是请求一个全新的页面，对于Post更多的是客户端的一个响应。对于Get的请求，我们可以从零开始Render一个新的Page给客户端。但是对于Post，我们一般需要让页面恢复到客户端看到的状态，然后再出来Post的数据。正是由于这个原因，Page在ProcessRequest的过程中不得不区分Page.IsPost or not。而如何进行场景恢复呢，这大概就是ViewState产生的真正原因了，ViewState是Control上的一个存储结构。它负责保存Control的一些状态。这些状态通常会被序列化到客户端的页面上，当客户端的页面发出Post请求的时候，.net生产的脚本会自动收集这些ViewState数据，然后一起Post给服务器端。这样Page就可以加载这些状态进行场景恢复，然后在恢复好的场景下出来PostData。所以在ProcessRequest里面需要加入对于LoadViewState，SaveViewState，ProcessPostData的处理。
        但是是否所有对于Control的设置都会序列化成ViewState呢，那样不是很影响性能吗，如果说我们每次在请求处理的开始阶段（无论是Post还是非Post)都用代码初始化Control，不是就不需要利用ViewState加载状态了啊？所以在ProcessRequest里面又有了新的过程的加入Init，在Init里面可以设置Control的一些属性和状态，而在Init以后才通过TrackViewState来通知Control，TrackViewState阶段后对Control的修改才会SaveViewState的时候保存下来，否则都不保存。
        类似的例子还有很多，就像我们自己做的软件产品，很多时候，第一个版本都是简单的，以后随着需求的增加，代码越来越多，结构越来越复杂，也许未来版本的Page还会有更多的变化，总之经过很多的需求，Page对于Request的处理就变得复杂了，最后就分为下面的几个阶段，关于这些阶段的介绍，我们可以在Google上搜索很多的文章，我认为我们不仅仅要了解这些阶段，还要深入理解，否则想做出好的Control是很困难的。代码中的数字列出了主要的页面生命周期的阶段，对于PostBack和CallBack，阶段会发生一些变化，也加了说明

privatevoid ProcessRequestMain(bool includeStagesBeforeAsyncPoint, bool includeStagesAfterAsyncPoint)     {         // 1. PreInit         this.PerformPreInit();         // 2. Init         this.InitRecursive(null);         this.OnInitComplete(EventArgs.Empty);         // 对于Postback,插入下面处理         if (this.IsPostBack)         {             // 加载ViewState和ControlState，进行场景恢复             this.LoadAllState();             // 第一次处理PostData             this.ProcessPostData(this._requestValueCollection, true);         }         // 3. PreLoad         this.OnPreLoad(EventArgs.Empty);         // 4. Load         this.LoadRecursive();         // 对于Postback，插入下面处理         if (this.IsPostBack)         {             // 第二次处理PostData             this.ProcessPostData(this._leftoverPostData, false);             // 如果PostData表面某个Control数据发生变化，那么RaisePostDataChanged事件             this.RaiseChangedEvents();             // RaisePostBackEvent             this.RaisePostBackEvent(this._requestValueCollection);         }         this.OnLoadComplete(EventArgs.Empty);         // 对于CallBack，RaiseCallBackEvent         if (this.IsPostBack &&this.IsCallback)         {             this.PrepareCallback(callbackControlID);         }         elseif (!this.IsCrossPagePostBack)         {             // 5. PreRender             this.PreRenderRecursiveInternal();         }            // 对于CallBack, Render出CallBack的结果         if (this.IsCallback)         {             this.RenderCallback();         }         elseif (!this.IsCrossPagePostBack)         {             this.PerformPreRenderComplete();                         // 6. SaveViewStae和ControlState             this.SaveAllState();             this.OnSaveStateComplete(EventArgs.Empty);             // 7. Render 整个Control             this.RenderControl(this.CreateHtmlTextWriter(this.Response.Output));         }     }

1. PreInit 阶段     这个阶段是Page独有的，在Control上是没有的，这个阶段主要是.net Framework自己在里面做了一些自己的初始化工作，比如Skin的加载，MasterPage的加载。会发Page.OnPreInit事件，源代码如下：

privatevoid PerformPreInit() {     this.OnPreInit(EventArgs.Empty);     this.InitializeThemes();     this.ApplyMasterPage();     this._preInitWorkComplete =true; }

2. Init阶段     InitRecursive（）是Page从Control继承的方法，它主要进行Control的一些初始化和标记工作    a.  对当前Control进行准确初始化，包括：

• 初始化_adapter;
• ApplySkin(this.Page);
• 设置标记this._controlState = ControlState.Initialized;
• TrackViewState（）//开始跟踪变化，这个阶段以后的变化会存入ViewState

    b.  对子Control进行初始化

• 初始化nameContainer属性
• 初始化page属性
• 自动生成Id
• 递归调用子Control的InitRecursive（）方法

      有个值得注意的是，如果在Control树执行完Init之后创建一个新的Control加入到树上，那么当它加入的时候，在父Control的AddedControl方法里面，如果发现已经Initialized，那么手动调用新加入Control的InitRecursive（）方法。     所以，我们Control的Init阶段给Control的一些需要查找才可以得到的属性进行直接赋值，如Page，nameContainer，这样可以提高这些属性的访问速度。
3. PreLoad阶段    仅仅发Page独有的事件：OnPreLoad事件
4. Load阶段    LoadRecursive（）是Page从Control继承的方法，它比较简单，仅仅是递归调用子Control的LoadRecursive（）方法，然后做一个阶段标记： （this._controlState = ControlState.Loaded）;
5. PreRender阶段     PreRenderRecursiveInternal（）是Page从Control继承的方法，这个方法会

• EnsureChildControls（）-->调用CreateChildControls（），确保子Control创建完毕，为接下来的Render做准备
• 递归调用子Control的PreRenderRecursiveInternal（） 

6. SaveAllState 阶段     主要存储ControlState和ViewState，ControlState和ViewState唯一不同的地方在于ControlState是不可以禁用的，而ViewState可以禁用，事实上.net Framework在ControlState里面还加入了一个数据，这个数据是一个ArrayList，里面存入了所有的需要处理PostData的Control的Id，这样在Post阶段，.net Framework会根据ArrayList里面保存的Control来依次调用ProcessPostData方法，前提是这些Control最好实现IPostDataHandler接口。
7. Render阶段    RenderControl（）是Page从Control继承的方法，这个方法会递归调用子Control的RenderControl ()，这样一层一层进行呈现。
总结：     Init，Load，PreRender，SaveState，Render这几个阶段会在整个Control树上递归贯穿。在Init里面对Control的修改，一般是不会保存到ViewState里面，这个阶段以后的变化会存入ViewState。     LoadAllState发生在Init和Load之间，因为LoadState会进行场景恢复，所以如果我们在Page_Load里面进行了一些初始化工作，那么如果在Post阶段就不需要二次初始化了，所以经常会写这样的代码 if (Page.IsPostBack) {...; // Init Controls},真正的原因就在这里了。    另外也有一些在Load事件里面动态创建Control的做法，这个时候也要小心了。因为LoadAllState只会加载ViewState数据包，并不会创建Control（人家也不知道你的Control什么类型啊），所以无论是否IsPostBack，Control都需要创建并且加入到Controls集合。如果在Post阶段，当Control一加入集合，就会被调用InitRecursive（）方法进行初始化，同时还会把父Control上保存的该Control的ViewState传给它，让它加载。关于加载ViewState的知识也比较复杂，有安装Control Index加载和安装Control Id加载两种，细节可以在以后专题讲述。

补充：关于一个Control的生和死

Control的生可以分为两种，一种是在DesignMode下设计好，一旦一个请求到来，Page被创建，这个时候Control就已经添加到以Page为根的Control树了，所以它可以经历完整的页面生命周期（Init， Load。。。）；另一种是在页面生命周期的某个阶段创建，例如Init的时候，或者Load的时候，这个时候.net为了继续保持Control能经历页面的整个生命周期，会在它被加入到Control树的瞬间进行一些补充式的调用，具体实现可以看下面的Control.AddedControl方法。

protectedinternalvirtualvoid AddedControl(Control control, int index) {     // 1. 初始化Page，Parent，NameContainer,ID     control._parent =this;     control._page =this.Page;     control.flags.Clear(0x20000);     Control namingContainer =this.flags[0x80] ?this : this._namingContainer;     if (namingContainer !=null)     {         control.UpdateNamingContainer(namingContainer);         if ((control._id ==null) &&!control.flags[0x40])         {             control.GenerateAutomaticID();         }         elseif ((control._id !=null) || ((control._occasionalFields !=null) && (control._occasionalFields.Controls !=null)))         {             namingContainer.DirtyNameTable();         }     }     // 2. 判断当前Control所在的页面生命周期阶段，然后对于新加入的Control进行补充调用     if (this._controlState >= ControlState.ChildrenInitialized)     {         control.InitRecursive(namingContainer);         if (((control._controlState >= ControlState.Initialized) && (control.RareFields !=null)) && control.RareFields.RequiredControlState)         {             this.Page.RegisterRequiresControlState(control);         }         if (this._controlState >= ControlState.ViewStateLoaded)         {             object savedState =null;             if ((this._occasionalFields !=null) && (this._occasionalFields.ControlsViewState !=null))             {                 savedState =this._occasionalFields.ControlsViewState[index];                 if (this.LoadViewStateByID)                 {                     control.EnsureID();                     savedState =this._occasionalFields.ControlsViewState[control.ID];                     this._occasionalFields.ControlsViewState.Remove(control.ID);                 }                 else                 {                     savedState =this._occasionalFields.ControlsViewState[index];                     this._occasionalFields.ControlsViewState.Remove(index);                 }             }             control.LoadViewStateRecursive(savedState);             if (this._controlState >= ControlState.Loaded)             {                 control.LoadRecursive();                 if (this._controlState >= ControlState.PreRendered)                 {                     control.PreRenderRecursiveInternal();                 }             }         }     } }

同样，Control的死也可以分为两种，一种就是完整的经历一个页面请求，.net会在所有的请求都处理完了之后，也就是在我上面讲的所有的阶段之后调用一个ProcessRequestClearUp()方法，另外一种就是在页面的生命周期的某个阶段调用Controls.Remove(control)方法来干掉Control，在这个调用发生后，父Control有一个叫做RemovedControl的方法会调用（和上面的AddedControl是兄弟哦），来进行清理工作，其实现基本是上面AddedControl的反操作。

值得注意的是，无论是RemovedControl（）还是ProcessRequestClearUp（），它们都在Control还没有从Control树上摘掉的时候，调用了一个非常重要的方法control.UnloadRecursive(),这个方法从最底层的子Control向上直到当前正在移除的Control，依次执行OnUnload（）方法，所以做WebControl的时候，我们可以override OnUnload()方法，在这个方法里面，可以摘除Event，摘除与Control树关联的变量，做一些清理工作。这点是非常有用的。

后记：从来没有往首页上发布过我的帖子。当我昨天发布了前言后发现很多人对这个话题都很感兴趣，一方面感觉高兴，一方面也感觉压力，毕竟我没有写过什么像样的技术文章，生怕辜负大家厚望。最近白天工作忙，只能晚上在家好好整理思路写出来。因为对于写WebControl的基本方法已经有很多地方介绍了（比如《道不远人》），也没有重复一遍的必要，所以我主要写写我对WebForm主要实现的理解。我认为这是我们设计一个专业的WebControl的基本功。有什么写的不清楚的地方，欢迎大家指正，我一定尽力补充。