ASP.NET編程中Web頁面幾種狀態(tài)管理總結(jié)

C#cookie自動獲取工具

• 類型：站長工具大�。�5KB語言：中文 評分：7.5
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由于HTTP協(xié)議的無狀態(tài)特性，導(dǎo)致在ASP.NET編程中，每個請求都會在服務(wù)端從頭到執(zhí)行一次管線過程， 對于ASP.NET頁面來說，Page對象都會重新創(chuàng)建，所有控件以及內(nèi)容都會重新生成， 因此，如果希望上一次的頁面狀態(tài)能夠在后續(xù)頁面中保留，則必需引入狀態(tài)管理功能。

ASP.NET為了實現(xiàn)狀態(tài)管理功能，提供了8種方法，可幫助我們在頁面之間或者整個用戶會話期間保留狀態(tài)數(shù)據(jù)。 這些方法分為二類：視圖狀態(tài)、控件狀態(tài)、隱藏域、Cookie 和查詢字符串會以不同方式將數(shù)據(jù)發(fā)送到客戶端上。 而應(yīng)用程序狀態(tài)、會話狀態(tài)和配置文件屬性（Profile）則會將數(shù)據(jù)存儲到服務(wù)端。 雖然每種方法都有不同的優(yōu)點和缺點，對于小的項目來說，可以選擇自己認為最容易使用的方法， 然而，對于有著較高要求的程序，尤其是對于性能與擴展性比較關(guān)注的程序來說， 選擇不同的方法最終導(dǎo)致的差別可能就非常大了。

在這篇博客中，我將談?wù)勛约簩SP.NET狀態(tài)管理方面的一些看法。
注意：本文的觀點可能并不合適開發(fā)小型項目，因為我關(guān)注的不是易用性。

hidden-input（ 隱藏域）

hidden-input 這個名字我是取的，表示所有type="hidden"的input標(biāo)簽元素。 在中文版的MSDN中，也稱之為 隱藏域 。 hidden-input通常存在于HTML表單之內(nèi)，它不會顯示到頁面中， 但可以隨表單一起提交，因此，經(jīng)常用于維護當(dāng)前頁面的相關(guān)狀態(tài)，在服務(wù)端我們可以使用Request.Form[]來訪問這些數(shù)據(jù)。

一般說來，我通常使用hidden-input來保存一些中間結(jié)果，用于在多次提交中維持一系列狀態(tài)， 或者用它來保存一些固定參數(shù)用來提交給其它頁面（或網(wǎng)站）。 在這些場景中，我不希望用戶看到這些數(shù)據(jù)，因此，使用hidden-input是比較方便的。

關(guān)于表單的更多介紹可參考我的博客：細說 Form (表單)

在ASP.NET WebForm框架中，我們可以使用HiddenField控件來創(chuàng)建一個hidden-input控件，并可以在服務(wù)端操作它， 還可以直接以手寫的方式使用隱藏域，例如：

<input type="hidden" name="hidden-1" value="aaaaaaa" />
<input type="hidden" name="hidden-2" value="bbbbbbb" />
<input type="hidden" name="hidden-3" value="ccccccc" />

另外，我們還可以調(diào)用ClientScript.RegisterHiddenField()方法來創(chuàng)建隱藏域：

ClientScript.RegisterHiddenField("hidden-4", "ddddddddd");

輸出結(jié)果：

<input type="hidden" name="hidden-4" id="hidden-4" value="ddddddddd" />

這三種方法對于生成的HTML代碼來說，主要差別在于它們出現(xiàn)位置不同：
1. HiddenField控件：由HiddenField的出現(xiàn)位置來決定（在form內(nèi)部）。
2. RegisterHiddenField方法：在form標(biāo)簽的開頭位置。
3. hidden-input：你寫在哪里就是哪里。

優(yōu)點：
1. 不需要任何服務(wù)器資源：隱藏域隨頁面一起發(fā)送到客戶端。
2. 廣泛的支持：幾乎所有瀏覽器和客戶端設(shè)備都支持具有隱藏域的表單。
3. 實現(xiàn)簡單：隱藏域是標(biāo)準(zhǔn)的 HTML 控件，不需要復(fù)雜的編程邏輯。

缺點：
1. 不能在多頁面跳轉(zhuǎn)之間維持狀態(tài)。
2. 用戶可見，保存敏感數(shù)據(jù)時需要加密。

QueryString

查詢字符串是存在于 URL 結(jié)尾的一段數(shù)據(jù)。下面是一個典型的查詢字符串示例（紅色部分文字）：

http://www.abc.com/demo.aspx?k1=aaa&k2=bbb&k3=ccc

查詢字符串經(jīng)常用于頁面的數(shù)據(jù)過濾，例如：
1. 給列表頁面增加分頁參數(shù)，list.aspx?page=2
2. 給列表頁面增加過慮范圍，Product.aspx?categoryId=5
3. 顯示特定記錄，ProductInfo.aspx?page=3

關(guān)于查詢字符串的用法，我補充二點：
1. 可以調(diào)用HttpUtility.ParseQueryString()來解析查詢字符串。
2. 允許參數(shù)名重復(fù)：list.aspx?page=2&page=3，因此在修改URL參數(shù)時，使用替換方式而不是追加。
　　關(guān)于參數(shù)重名的讀取問題，請參考我的博客：細說 Request[]與Request.Params[]

優(yōu)點：
1. 不需要任何服務(wù)器資源：查詢字符串的數(shù)據(jù)包含在每個URL中。
2. 廣泛的支持：幾乎所有的瀏覽器和客戶端設(shè)備均支持使用查詢字符串傳遞參數(shù)值。
3. 實現(xiàn)簡單：在服務(wù)端直接訪問Request.QueryString[]可讀取數(shù)據(jù)。
4. 頁面?zhèn)髦岛唵危?lt;a href="url">或者 Response.Redirect(url) 都可以實現(xiàn)。

缺點：
1. 有長度限制。
2. 用戶可見，不能保存敏感數(shù)據(jù)。

Cookie

由于HTTP協(xié)議是無狀態(tài)的，對于一個瀏覽器發(fā)出的多次請求，web服務(wù)器無法區(qū)分它們是不是來源于同一個瀏覽器。所以，需要額外的數(shù)據(jù)用于維護會話。 Cookie 正是這樣的一段隨HTTP請求一起被傳遞的額外數(shù)據(jù)。 Cookie 是一小段文本信息，它的工作方式就是伴隨著用戶請求和頁面在 Web 服務(wù)器和瀏覽器之間傳遞。Cookie 包含每次用戶訪問站點時 Web 應(yīng)用程序都可以讀取的信息。

與hidden-input, QueryString相比，Cookie有更多的屬性，許多瀏覽器可以直接查看這些信息：

由于Cookie擁有這些屬性，因此在客戶端狀態(tài)管理中可以實現(xiàn)更多的功能，尤其是在實現(xiàn)客戶端會話方面具有不可替代的作用。

關(guān)于Cookie的更多講解，請參考我的另一篇博客：細說Cookie

優(yōu)點：
1. 可配置到期規(guī)則：Cookie可以在客戶端長期存在，也可以在瀏覽器關(guān)閉時清除。
2. 不需要任何服務(wù)器資源：Cookie 存儲在客戶端。
3. 簡單性：Cookie 是一種基于文本的輕量結(jié)構(gòu)，包含簡單的鍵值對。
4. 數(shù)據(jù)持久性：與其它的客戶端狀態(tài)數(shù)據(jù)相比，Cookie可以實現(xiàn)長久保存。 
5. 良好的擴展性：Cookie的讀寫要經(jīng)過ASP.NET管線，擁有無限的擴展性。

這里我要解釋一下Cookie 【良好的擴展性】是個什么概念，比如：
1. 我可以實現(xiàn)把Cookie保存到數(shù)據(jù)庫中而不需要修改現(xiàn)有的項目代碼。
2. 把SessionId這樣由ASP.NET產(chǎn)生的臨時Cookie讓它變成持久保存。

缺點：
1. 大小受到限制。
2. 增加請求頭長度。
3. 用戶可見，保存敏感數(shù)據(jù)時需要加密。

ApplicationState

應(yīng)用程序狀態(tài)是指采用HttpApplicationState實現(xiàn)的狀態(tài)維持方式，使用代碼如下：

Application.Lock();
Application["PageRequestCount"] = ((int)Application["PageRequestCount"]) + 1;
Application.UnLock();

對于這種方法，我不建議使用，因為：
1. 與使用靜態(tài)變量差不多，直接使用靜態(tài)變量可以不需要字典查找。
2. 選擇強類型的集合或者變量可以避免裝箱拆箱。

ViewState，ControlState

視圖狀態(tài)，控件狀態(tài)，二者是類似，在頁面中表現(xiàn)為一個hidden-input元素：

<input type="hidden" name="__VIEWSTATE" id="__VIEWSTATE" value="......................" />

控件狀態(tài)是ASP.NET 2.0中引入，與視圖狀態(tài)相比，它不允許關(guān)閉。
由于它們使用方式一致，而且視圖狀態(tài)是基于控件狀態(tài)的實現(xiàn)邏輯，所以我就不區(qū)分它們了。

在ASP.NET的早期，微軟為了能幫助廣大開發(fā)人員提高開發(fā)效率，引用入一大批的服務(wù)端控件，并為了能將事件編程機制引入ASP.NET中，又發(fā)明了ViewState。

這種方式雖然可以簡化開發(fā)工作量，然而卻有一些限制和缺點：
1. 視圖狀態(tài)的數(shù)據(jù)只能用于回發(fā)（postback）。
2. 視圖狀態(tài)的【濫用】容易導(dǎo)致生成的HTML較大，這會引起一個惡性循環(huán)：
　　a. 過大的ViewState在序列化過程中會消耗較多的服務(wù)器CPU資源，
　　b. 過大的ViewState最終生成的HTML輸出也會很大，它會浪費服務(wù)端網(wǎng)絡(luò)資源，
　　c. 過大的ViewState輸出導(dǎo)致表單在下次提交時，會占用客戶端網(wǎng)絡(luò)資源。
　　d. 過大的ViewState數(shù)據(jù)上傳到服務(wù)端后，反序列化又會消耗較多的服務(wù)器CPU資源。
　　因此，整個交互過程中，用戶一直在等待，用戶體驗極差。

在ASP.NET興起的年代，ViewState絕對是個了不起的發(fā)明。
然而，現(xiàn)在很多關(guān)于ASP.NET性能優(yōu)化的方法中，都會將【關(guān)閉ViewState】放在頭條位置。
為什么會這樣呢，大家可以自己思考一下了。

有些人認為：我現(xiàn)在做的程序只是在局域網(wǎng)內(nèi)使用，使用ViewState完全沒有問題！
然而，那些人或許沒有想過：
1. 未來用戶可能會把它部署在互聯(lián)網(wǎng)上運行（對于產(chǎn)品來說就是遇到大客戶了）。
2. 項目早期的設(shè)計與規(guī)劃，對后期的開發(fā)與維護來說，影響是巨大的，因為許多基礎(chǔ)部分通常是在早期開發(fā)的。
當(dāng)這二種情況的任何一種發(fā)生時，想再禁用ViewState，可能已經(jīng)晚了。

對于視圖狀態(tài)，我認為它解決的問題比它引入的問題要多要復(fù)雜，
因此，我不想花時間整理它的優(yōu)缺點，我只想說一句：把它關(guān)了，在web.config中關(guān)了。

另外，我不排斥使用服務(wù)器控件，我認為：你可以使用服務(wù)端控件顯示數(shù)據(jù)，但不要用它處理回發(fā)。

如果你仍然認為視圖狀態(tài)是不可缺少的，那我還是建議你看看ASP.NET MVC框架，看看沒有視圖狀態(tài)是不是照樣可以寫ASP.NET程序。

Session是ASP.NET實現(xiàn)的一種服務(wù)端會話技術(shù)，它允許我們方便地在服務(wù)端保存與用戶有關(guān)的會話數(shù)據(jù)。

我認為Session只有一個優(yōu)點：最簡單的服務(wù)端會話實現(xiàn)方式。

缺點：
1. 當(dāng)mode="InProc"時，容易丟失數(shù)據(jù)，為什么？因為網(wǎng)站會因為各種原因重啟。
2. 當(dāng)mode="InProc"時，Session保存的東西越多，就越占用服務(wù)器內(nèi)存，對于用戶在線人數(shù)較多的網(wǎng)站，服務(wù)器的內(nèi)存壓力會比較大。
3. 當(dāng)mode="InProc"時，程序的擴展性會受到影響，原因很簡單：服務(wù)器的內(nèi)存不能在多臺服務(wù)器間共享。
4. 當(dāng)采用進程外模式時，在每次請求中，不管你用不用會話數(shù)據(jù)，所有的會話數(shù)據(jù)都為你準(zhǔn)備好了（反序列化），這其實很是浪費資源的。
5. 如果你沒有關(guān)閉Session，SessionStateModule就一直在工作中，尤其是全采用默認設(shè)置時，會對每個請求執(zhí)行一系列的調(diào)用，浪費資源。
6. 阻塞同一客戶端發(fā)起的多次請求（默認方式）。
7. 無Cookie會話可能會丟失數(shù)據(jù)（重新生成已過期的會話標(biāo)識符）。

Session的這些缺點也提醒我們：
1. 當(dāng)網(wǎng)站的在線人數(shù)較多時，一定不要用Session保存較大的對象。
2. 在密集型的AJAX型網(wǎng)站或者大量使用iframe的網(wǎng)站中，要關(guān)注Session可能引起的服務(wù)端阻塞問題。
3. 當(dāng)采用進程外模式時，不需要訪問Session的頁面，一定要關(guān)閉，否則會浪費服務(wù)器資源。

如果想了解更多的Session特點，以及我對Session的看法，可以瀏覽我的博客：Session，有沒有必要使用它？

Session的本質(zhì)有二點：
1. SessionId + 服務(wù)端字典：服務(wù)端字典保存了某個用戶的所有會話數(shù)據(jù)。
2. 用SessionId識別不同的客戶端：SessionId通常以Cookie形式發(fā)送到客戶端。

我認為了解Sesssion本質(zhì)非常有用，因為可以借鑒并實現(xiàn)自己的服務(wù)端會話方法。

關(guān)于Session我還想說一點：
有些新手喜歡用Session來實現(xiàn)身份認證功能，這是一種【不正確】的方法。
如果你的ASP.NET應(yīng)用程序需要身份認證功能，請使用 Forms身份認證 或者 Windows身份認證

Profile 在中文版的MSDN中被稱為 配置文件屬性，這個功能是在 ASP.NET 2.0 中引入的。

ASP.NET提供這個功能主要是為了簡化與用戶相關(guān)的個性化信息的讀寫方式。
簡化主要體現(xiàn)在3個方面：
1. 自動與某個用戶關(guān)聯(lián)，已登錄用戶或者未登錄都支持。
2. 不需要我們設(shè)計用戶的個性化信息的保存表結(jié)構(gòu)，只要修改配置文件就夠了。
3. 不需要我們實現(xiàn)數(shù)據(jù)的加載與保存邏輯，ASP.NET框架替我們實現(xiàn)好了。

為了使用Profile，我們首先在web.config中定義所需要的用戶個性化信息：

<profile>
    <properties>
        <add name="Address"/>
        <add name="Tel"/>
    </properties>
</profile>

然后，就可以在頁面中使用了：

為什么會這樣呢？
原因是ASP.NET已經(jīng)根據(jù)web.config為我們創(chuàng)建了一個新類型：

using System;
using System.Web.Profile;

public class ProfileCommon : ProfileBase
{
    public ProfileCommon();

    public virtual string Address { get; set; }
    public virtual string Tel { get; set; }

    public virtual ProfileCommon GetProfile(string username);
}

有了這個類型后，當(dāng)我們訪問HttpContext.Profile屬性時，ASP.NET會創(chuàng)建一個ProfileCommon的實例。 也正是由于Profile的強類型機制，在使用Profile時才會有智能提示功能。

如果我們希望為未登錄的匿名用戶也提供這種支持，需要將配置修改成：

<profile>
    <properties>
        <add name="Address" allowAnonymous="true" />
        <add name="Tel" allowAnonymous="true"/>
    </properties>
</profile>
<anonymousIdentification enabled="true" />

Profile中的每個屬性還允許指定類型和默認值，以及序列化方式，因此，擴展性還是比較好的。

盡管Profile看上去很美，然而，使用Profile的人卻很少。
比如我就不用它，我也沒見有人有過它。
為什么會這樣？

我個人認為：它與MemberShip一樣，是個雞肋。
通常說來，我們會為用戶信息創(chuàng)建一張User表，增加用戶信息時，會通過增加字段的方式解決。
我認為這樣集中的數(shù)據(jù)才會更好，而不是說，有一部分數(shù)據(jù)由我維護，另一部分數(shù)據(jù)由ASP.NET維護。

另一個特例是：我們根本不創(chuàng)建User表，直接使用MemberShip，那么Profile用來保存MemberShip沒有信息是有必要的。

還是給Profile做個總結(jié)吧：
優(yōu)點：使用簡單。
缺點：不實用。

各種狀態(tài)管理的對比與總結(jié)

前面分別介紹了ASP.NET的8種狀態(tài)管理技術(shù)，這里打算給它們做個總結(jié)。

表格中主要考察了數(shù)據(jù)保存與服務(wù)端水平擴展的相關(guān)重要指標(biāo)。

下面我來解釋表格的結(jié)果。
1. 客戶端方式的狀態(tài)數(shù)據(jù)（hidden-input, QueryString, Cookie）：
　　a. 數(shù)據(jù)對用戶來說，可見可修改，因此數(shù)據(jù)不安全。
　　b. QueryString, Cookie 都有長度限制。
　　c. 數(shù)據(jù)在客戶端，因此不占用服務(wù)端資源。這個特性對于在線人數(shù)很多的網(wǎng)站非常重要。
　　d. 數(shù)據(jù)在客戶端，因此和服務(wù)端沒有耦合關(guān)系，WEB服務(wù)器可以更容易實現(xiàn)水平擴展。

2. 服務(wù)端方式的狀態(tài)數(shù)據(jù)（ApplicationState,ViewState,ControlState,Session,Profile）：
　　a. 數(shù)據(jù)對用戶不可見，因此安全性好。（ApplicationState,Session,Profile）
　　b. 數(shù)所長度只受硬件限制，因此，對于在線人數(shù)較多的網(wǎng)站，需謹慎選擇。
　　c. 對于存放在內(nèi)存中的狀態(tài)數(shù)據(jù)，由于不能共享內(nèi)存，因此會限制水平擴展能力。
　　d. 如果狀態(tài)數(shù)據(jù)保存到一臺機器，會有單點失敗的可能，也會限制了水平擴展能力。

從這個表格我們還可以得到以下結(jié)論：
1. 如果很關(guān)注數(shù)據(jù)的安全性，應(yīng)該首選服務(wù)端的狀態(tài)管理方法。
2. 如果你關(guān)注服務(wù)端的水平擴展性，應(yīng)該首選客戶端的狀態(tài)管理方法。

會話狀態(tài)的選擇

接下來，我們再來看看會話狀態(tài)，它與狀態(tài)管理有著一些關(guān)系，屬于比較類似的概念。

談到會話狀態(tài)，首先我要申明一點：會話狀態(tài)與狀態(tài)不是一回事。

本文前面所說的狀態(tài)分為二種：
1. 頁面之間的狀態(tài)。
2. 應(yīng)用程序范圍內(nèi)的狀態(tài)。

而會話狀態(tài)是針對某個用戶來說，他（她）在多次操作之間的狀態(tài)。
在用戶的操作期間，有可能狀態(tài)需要在頁面之間持續(xù)使用，
也有可能服務(wù)端程序做過重啟，但數(shù)據(jù)仍然有效。
因此，這種狀態(tài)數(shù)據(jù)更持久。

在ASP.NET中，使用會話狀態(tài)有二個選擇：Session 或者 Cookie 。
前者由ASP.NET實現(xiàn)，并有可能依賴后者。
后者則由瀏覽器實現(xiàn)，ASP.NET提供讀寫方法。

那么到底選擇哪個呢？
如果你要問我這個問題，我肯定會說：我選 Cookie ！

下面是我選擇Cookie實現(xiàn)會話狀態(tài)的理由：
1. 不會有服務(wù)端阻塞問題。
2. 不占用服務(wù)端資源。
3. 水平擴展沒有限制。
4. 也支持過期設(shè)置，而且更靈活。
5. 可以在客戶端直接使用會話數(shù)據(jù)。
6. 可以實現(xiàn)更靈活的會話數(shù)據(jù)加載策略。
7. 擴展性較好（源于ASP.NET管線的擴展性）

如果選擇使用Cookie實現(xiàn)會話狀態(tài)，有3點需要特別注意：
1. 不建議保存敏感數(shù)據(jù)，除非已加密。
2. 只適合保存短小簡單的數(shù)據(jù)。
3. 如果會話數(shù)據(jù)較大，可以在客戶端保存用戶標(biāo)識，由服務(wù)端實現(xiàn)數(shù)據(jù)的加載保存邏輯。

或許有些人認為：每種技術(shù)都有它們的優(yōu)缺點，有各自的適用領(lǐng)域。
我表示贊同這句話。
但是，我們要清楚一點：每個項目的規(guī)模不一樣，性能以及擴展性要求也不同。
對于一個小的項目來說，選擇什么方法都不是問題，
但是，對于規(guī)模較大的項目，我們一定需要取舍。
取舍的目標(biāo)是：包裝越少越好，因為人家做了過多的包裝，就會有較多的限制，
所以，不要只關(guān)注現(xiàn)在的調(diào)用是否方便，其實只要你愿意包裝，你也可以讓復(fù)雜的調(diào)用簡單化。

改變開發(fā)方式，發(fā)現(xiàn)新方法

回想一下：為什么在ASP.NET中需要狀態(tài)管理？
答：因為與HTTP協(xié)議有關(guān)，服務(wù)端沒有保存每個請求的上次頁面狀態(tài)。

為什么Windows計算器（這類）程序不用考慮會話問題呢？
答：因為這類程序的界面不需要重新生成，任何變量都可表示狀態(tài)。

再來看這樣一個場景：

圖片左邊是一個列表頁面，允許調(diào)整每條記錄的優(yōu)先級，但是有2個要求：
1. 在移動每條記錄時，必須輸入一個調(diào)整理由。
2. 只要輸入理由后，那條記錄可以任意調(diào)整多次。

顯然，完成這個任務(wù)必須要有狀態(tài)才能實現(xiàn)。

面對這個問題，你可以思考一下：選擇哪種ASP.NET支持的狀態(tài)管理方法都很麻煩。

怎么辦？

我的解決方法：創(chuàng)建一個JavaScript數(shù)組，用每個數(shù)組元素保存每條記錄的狀態(tài)，
所有用戶交互操作用AJAX方式實現(xiàn)，這樣頁面不會刷新，JavaScript變量中的狀態(tài)一直有效。
因此，很容易就能解決這個問題。

這個案例也提醒我們：當(dāng)發(fā)現(xiàn)ASP.NET提供的狀態(tài)管理功能全部不合適時， 我們需要改變開發(fā)方式了。

為什么WEB編程都有【無狀態(tài)】問題，而桌面程序沒有？
我認為與HTTP協(xié)議有關(guān)，但沒有絕對的關(guān)系。
只要你能保證頁面不刷新，也能像桌面程序那樣，用JavaScript變量就能維護頁面狀態(tài)。