HTTP 协议之所以能够获得如此大的成功，其设计实现的简洁性和无状态连接的高效率是很重要的原因。而为了在无状态的 HTTP 请求和有状态的客户端操作之间达到平衡，产生了服务器端会话 (Session) 的概念。客户端在连接到服务器后，就由 Web 服务器产生并维护一个客户端的会话；当客户端通过无状态 HTTP 协议再次连接到服务器时，服务器根据客户端提交的某种凭据，如 Cookie 或 URL 参数，将客户关联到某个会话上。这种思路在各种开发语言和开发环境中大量得到应用。
在 ASP.NET 中，Web 应用程序和会话状态被分别进行维护，通过 HttpApplication 和 HttpSessionState 分离 Web 应用程序与会话的功能。应用程序层逻辑在 Global.asax 文件中实现，运行时编译成 System.Web.HttpApplication 的实例；会话则作为单独的 System.Web.SessionState.HttpSessionState 实例，由服务器统一为每个用户会话维护，通过 ASP.NET 页面编译成的 System.Web.UI.Page 对象子类的 Session 属性访问。关于 ASP.NET 中不同层次关系可参考我以前的一篇文章《.NET 1.1中预编译ASP.NET页面实现原理浅析 [1] 自动预编译机制浅析》，以下简称【文1】。
ASP.NET 在处理客户端请求时，首先将根据客户端环境，生成一个 System.Web.HttpContext 对象，并将此对象作为执行上下文传递给后面的页面执行代码。
在【文1】的分析中我们可以看到，HttpRuntime 在处理页面请求之前，根据 HttpWorkerRequest 中给出的环境，构造 HttpContext 对象，并以次对象作为参数从应用程序池中获取可用应用程序。简要代码如下：
以下内容为程序代码:
private void HttpRuntime.ProcessRequestInternal(HttpWorkerRequest wr)
{
// 构造 HTTP 调用上下文对象
HttpContext ctxt = new HttpContext(wr, 0);
//...
// 获取当前 Web 应用程序实例
IHttpHandler handler = HttpApplicationFactory.GetApplicationInstance(ctxt);
// 调用 handler 实际处理页面请求
}
HttpApplicationFactory 工厂内部维护了一个可用的应用程序实例缓冲池，用户降低应用程序对象构造的负荷。
如果池中没有可用的应用程序对象实例，此对象工厂最终会调用 System.Web.HttpRuntime.CreateNonPublicInstance 方法构造新的应用程序实例，并调用其 InitInternal 方法初始化。详细步骤分析见【文1】
以下内容为程序代码:
internal static IHttpHandler HttpApplicationFactory.GetApplicationInstance(HttpContext ctxt)
{
// 处理定制应用程序
//...
// 处理调试请求
//...
// 判断是否需要初始化当前 HttpApplicationFactory 实例
//...
// 获取 Web 应用程序实例
return HttpApplicationFactory._theApplicationFactory.GetNormalApplicationInstance(ctxt);
}
private HttpApplication HttpApplicationFactory.GetNormalApplicationInstance(HttpContext context)
{
HttpApplication app = null;
// 尝试从已施放的 Web 应用程序实例队列中获取
//...
if(app == null)
{
// 构造新的 Web 应用程序实例
app = (HttpApplication)System.Web.HttpRuntime.CreateNonPublicInstance(this._theApplicationType);
// 初始化 Web 应用程序实例
app.InitInternal(context, this._state, this._eventHandlerMethods);
}
return app;
}
这里的 System.Web.HttpApplication.InitInternal 函数完成对应用程序对象的初始化工作，包括调用 HttpApplication.InitModules 函数初始化 HTTP 模块（后面将详细介绍），并将作为参数传入的 HttpContext 实例保存到 HttpApplication._context 字段中。而此 HTTP 上下文对象将被后面用于获取会话对象。
以下内容为程序代码:
public class HttpApplication : ...
{
private HttpContext _context;
private HttpSessionState _session;
public HttpSessionState Session
{
get
{
HttpSessionState state = null;
if (this._session != null)
{
state = this._session;
}
else if (this._context != null)
{
state = this._context.Session;
}
if (state == null)
{
Throw
new HttpException(HttpRuntime.FormatResourceString("Session_not_available"
}
return state;
}
}
}
而在 ASP.NET 页面中获取会话的方法也是类似，都是通过 HttpContext 来完成的。
以下内容为程序代码:
public class Page : ...
{
private HttpSessionState _session;
private bool _sessionRetrieved;
public virtual HttpSessionState Session
{
get
{
if (!this._sessionRetrieved)
{
this._sessionRetrieved = true;
try
{
this._session = this.Context.Session;
}
catch (Exception)
{
}
}
if (this._session == null)
{
Throw
new HttpException(HttpRuntime.FormatResourceString("Session_not_enabled"
}
return this._session;
}
}
}
在 HttpContext 中，实际上是通过一个哈希表保存诸如会话对象之类信息的
以下内容为程序代码:
public sealed class HttpContext : ...
{
private Hashtable _items;
public IDictionary Items
{
get
{
if (this._items == null)
{
this._items = new Hashtable();
}
return this._items;
}
}
public HttpSessionState Session
{
get
{
return ((HttpSessionState) this.Items["AspSession"]);
}
}
}
而 HttpContext.Session 所访问的又是哪儿来的呢？这就又需要回到我们前面提及的 HttpApplication.InitModules 函数。
在 .NET 安装目录 Config 子目录下的 machine.config 定义了全局性的配置信息，而 HttpApplication 就是使用其中 system.web 一节的配置信息进行初始化的。
以下内容为程序代码:
httpModules 节点指定了 HttpApplication 需要初始化的模块列表，而在前面提到的 HttpApplication.InitModules 函数正式根据此列表进行初始化的以下内容为程序代码:private void HttpApplication.InitModules(){HttpModulesConfiguration cfgModules = ((HttpModulesConfiguration) HttpContext.GetAppConfig("system.web/httpModules"
