ASP.NET服務器控件的視圖狀態
為Web頁面及其控件保持狀態信息是非常有必要的。然而，由于Web應用程序創建于HTTP協議的頂層，這是一個無狀態的協議，因此，保持狀態信息則變得非常困難。為了解決這個問題，ASP.NET 2.0技術提供了多種解決方案，例如，利用Session、Cookie、視圖狀態、控件狀態、隱藏域、查詢字符串、個性化用戶配置（Profile）等等。對于利用ASP.NET 2.0技術創建服務器控件而言，保持狀態信息也是非常重要的，其主要解決途徑是利用視圖狀態和控件狀態。本文詳細講解了視圖狀態（ViewState）的基本知識，并通過典型應用介紹視圖狀態的應用方法。
ASP.NET服務器控件視圖狀態概述
視圖狀態是一項非常重要的技術，它能使得頁面和頁面中的控件在從服務器到客戶端，再從客戶端返回的往返過程中保持狀態信息。這樣就可以在Web這種無狀態的環境之上創建一個有狀態并持續執行的頁面效果。本節主要介紹有關視圖狀態的運行機制、應用方法、存儲的數據類型、性能和安全性、視圖狀態分塊（這是ASP.NET 2.0的新特性）和優缺點等內容。
（1）運行機制
視圖狀態的具體運行過程為：每當用戶請求某個.aspx頁面時，.NET框架首先把相關控件的狀態數據序列化成一個字符串，然后，將其做為名為__VIEWSTATE的隱藏域的Value值發送到客戶端。如果頁面是第一次被請求，那么服務器控件也將是被第一次執行時，名為__VIEWSTATE的隱藏域中只包含控件的默認信息，通常為空或者null。在隨后的回送事件中，ViewState中就保存了服務器控件在前面回送中可用的屬性狀態。這樣服務器控件就可以監視在當前被處理的回送事件發生之前的狀態了。這些過程是由.NET框架負責的，對用戶來說是執行.aspx頁面就有了持續執行的效果。
（2）存儲的數據類型
視圖狀態可以存儲多種類型的數據，并且為了提高運行效率，視圖狀態自身還包括一套已經優化的針對常用類型的序列化方式。
視圖狀態序列化方式默認支持的數據類型包括以下幾種：String、Int32、Unit、Color、Array、ArrayList、HashTable和自定義類型轉換器TypeConverter。
視圖狀態已經為Array、ArrayList和包含上面列出類型的HashTable對象進行了優化。因此，當在控件中使用視圖狀態時，應該試著限定于使用以上簡單數據類型，以及經過優化的類型。在此，需要重點說明一下自定義類型轉換器TypeConverter，它提供了一種將值的類型轉換為其他類型以及訪問標準值和子屬性的統一方法。例如，可以利用TypeConverter將字符串轉換為數值，或者將數值轉換為字符串。如果沒有類型轉換器，那么頁面框架會使用.NET框架提供的二進制序列化功能來序列化對象，這個過程是非常耗費資源的。
（3）性能和安全性
使用視圖狀態時，對象必須先序列化，然后再通過回傳進行反序列化。因此，我們必須了解有關ViewState性能的內容。默認情況下，控件的ViewState將被啟用，如果不需要使用ViewState，最好還是將它關閉。以下情況將不再需要ViewState：（1）控件未定義服務器端事件（這時的控件事件均為客戶端事件且不參加回送的）；（2）控件沒有動態的或數據綁定的屬性值。關閉視圖狀態的方法是將控件的EnableViewState的值設置為"false"，即EnableViewState="false"。
默認情況下，視圖狀態的有關內容在編譯運行發送給客戶端時，讀者將在頁面的HTML代碼中看到__VIEWSTATE隱藏域內容。這是一些沒有意義的字符串，是.NET框架通過Base64位編碼對相關內容編碼的結果。它們是通過明文方式在客戶端和服務器端之間往返傳送。在某些情況下，例如涉及密碼、賬號、連接字符串等敏感內容時，使用默認方式是很不安全的。為此，.NET框架為ViewState提供了兩種安全機制：
· 校驗機制：
可以通過設置EnableViewStateMAC="true"屬性來指示.NET框架向ViewState數據中追加一個散列碼（該散列碼是一種SHA1類型，長度有160位，因此會嚴重影響執行性能）。在回傳事件發生時，將重新建立該散列碼，它必須和最初的散列碼匹配。通過這種方式，能夠有效檢驗ViewState是否在傳送過程中能夠被篡改。默認情況下，.NET框架使用SHA1算法來生成ViewState散列代碼。此外，也可以通過在machine.config文件中設置〈machineKey 〉來選擇 MD5 算法，如下所示：〈machineKey validation="MD5" / 〉。MD5算法的性能要比SHA1算法好一些，但是同樣不夠安全。
· 加密機制
使用加密來保護ViewState字段中的實際數據值。首先，必須如上所述設置EnableViewStatMAC="true"。然后，將machineKey validation類型設置為3DES，即〈machineKey validationKey="AutoGenerate" decryptionKey="AutoGenerate" validation="3DES" / 〉，這指示ASP.NET使用3DES加密算法來加密ViewState值。
（4）視圖狀態分塊
以上內容介紹了視圖狀態的一些基本知識。然而，可能部分讀者會有些疑惑：如果在某些情況下，視圖狀態數據變得很大，那怎么辦呢？這樣顯然會出現一些意想不到的后果。為此，ASP.NET 2.0新增了一種名為"視圖狀態分塊"的功能。如果視圖狀態的數據量變得太大，視圖狀態分塊自動將數據分成多個塊區，并將這些數據放在多個隱藏形式的字段中。
若要啟用視圖狀態分塊，可將MaxPageStateFieldLength屬性設置為在單個視圖狀態字段中允許的最大大小（以字節為單位）。當該頁回發到服務器時，該頁會在頁初始化階段分析視圖狀態字符串，并還原頁中的屬性信息。默認設置是-1，這表示不存在最大大小，不會將視圖狀態分成多個塊區。
（5）優點和缺點
使用視圖狀態具有以下3個優點：一、耗費的服務器資源較少（與Application、Session相比）。因為，視圖狀態數據都寫入了客戶端計算機中。二、易于維護。默認情況下，.NET系統自動啟用對控件狀態數據的維護。三、增強的安全功能。視圖狀態中的值經過哈希計算和壓縮，并且針對Unicode實現進行編碼，其安全性要高于使用隱藏域。
使用視圖狀態具有以下3個缺點：一、性能注意事項。由于視圖狀態存儲在頁本身，因此如果存儲較大的值，即使在視圖狀態分塊的情況下，用戶顯示頁和發送頁時的速度仍然可能減慢。二、設備限制。移動設備可能沒有足夠的內存容量來存儲大量的視圖狀態數據。因此，移動設備上的服務器控件時，將使用其他的實現方法。三、潛在的安全風險。視圖狀態存儲在頁上的一個或多個隱藏域中。雖然視圖狀態以哈希格式存儲數據，但它可以被篡改。如果直接查看頁輸出源，可以看到隱藏域中的信息，這導致潛在的安全性問題。
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ASP.NET服務器控件的視圖狀態的典型應用
在利用ASP.NET 2.0技術進行服務器控件開發過程中，有很多方面可以用到視圖狀態。常見的是利用ViewState字典實現服務器控件屬性。ViewState是System.Web.UI.StateBag類型-一個鍵/值對的字典，服務器控件的屬性值可以存儲在ViewState中。下面通過一個典型示例，說明ViewState的應用方法。
在自定義服務器控件LabelInViewState中，實現了兩個屬性Text和TextInViewState。前者使用私有變量創建，后者使用ViewState實現。它們都用于獲取或者設置文本內容。自定義控件實現文件LabelInViewState.cs源代碼如下所示。
- using System;using System.Collections.Generic;
- using System.ComponentModel;using System.Text;
- using System.Web;
- using System.Web.UI;
- using System.Web.UI.WebControls;namespace
- WebControlLibrary{
- [DefaultProperty("Text")]
- [ToolboxData("〈{0}:LabelInViewState runat=server 〉
- 〈/{0}:LabelInViewState 〉")]
- public class LabelInViewState : WebControl {
- private string _text; //實現Text屬性
- public string Text {
- get {
- return (_text == null) ? string.Empty : _text;
- }
- set { _text = value; }
- }
- //使用ViewState實現TextInViewState屬性
- public string TextInViewState {
- get {
- String s = (String)ViewState["TextInViewState"];
- return ((s == null) ? String.Empty : s);
- }
- set { ViewState["TextInViewState"] = value; }
- }
- // 重寫RenderContents方法
- protected override void RenderContents
- (HtmlTextWriter output) {
- output.Write("Text = ");
- output.Write(Text);
- output.Write("〈br/ 〉");
- output.Write("TextInViewState = ");
- output.Write(TextInViewState);
- }
- }
- }
如上代碼所示，控件實現了兩個屬性Text和TextInViewState。Text屬性使用了私有變量_text創建，這種實現無法保持該屬性的狀態信息。TextInViewState屬性使用了ViewState，其通過set訪問器，將屬性值寫入ViewState["TextInViewState"]對象中，通過get訪問器，從對象ViewState["TextInViewState "]中獲取屬性值。這就是視圖狀態處理最簡單的方法。當使用ViewState作為屬性存儲時，自定義服務器控件可以自行完成簡單的狀態信息管理，例如，TrackViewState、SaveViewState、LoadViewState等。當然，開發人員也可以通過重寫方法自定義狀態管理邏輯程序。在本例中，視圖狀態管理過程都是由.NET框架自動完成的。
下面列舉了為測試以上自定義服務器控件而創建的Default.aspx文件源代碼。
- 〈%@ Page Language="C#" AutoEventWireup="true"
- CodeFile="Default.aspx.cs" Inherits="_Default" % 〉
- 〈%@ Register Namespace="WebControlLibrary"
- Assembly="WebControlLibrary" TagPrefix="sample" % 〉
- 〈!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD XHTML
- 1.0 Transitional//EN" "http://www.w3.org/TR/xhtml1
- /DTD/xhtml1-transitional.dtd" 〉
- 〈script runat="server" 〉
- void Button1_Click(object sender, EventArgs e) {
- demoLabel.Text = TextBox1.Text;
- demoLabel.TextInViewState = TextBox2.Text;
- }
- 〈/script 〉
- 〈html xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml" 〉
- 〈head runat="server" 〉
- 〈title 〉使用視圖狀態ViewState〈/title 〉
- 〈/head 〉
- 〈body style="font-size: small;" 〉
- 〈form id="form1" runat="server" 〉〈div 〉 姓名：
以上代碼顯示在頁面中包括兩個文本框，兩個按鈕，以及一個自定義服務器控件LabelInViewState。如事件處理程序Button1_Click所示，當單擊"提交"按鈕時，LabelInViewState控件將獲取文本框中文本，并顯示出來。應用程序效果圖如圖1和圖2所示。
圖1 單擊提交按鈕
圖2 單擊重載按鈕
如圖1所示，當用戶在兩個文本框中填寫了文本，并單擊"提交"按鈕引發頁面回傳。此時，填寫的文本內容將提交到服務器，并參與Button1_Click事件處理程序。這樣，LabelInViewState控件則顯示出了Text和TextInViewState屬性值。之后，當用戶單擊"重載"按鈕時，文本框內容仍然提交到服務器，但是，由于沒有對應的事件處理程序，因此，LabelInViewState控件只顯示已經存在的狀態信息（即單擊提交按鈕之后保存的狀態），即Text屬性值為空，而TextInViewState屬性值為tom@tom.com。通過以上過程可知，TextInViewState屬性值都存儲在視圖狀態ViewState中，因此，在頁面往返過程中，該屬性值得以保持，而Text只簡單使用了私有變量，所以狀態信息無法保持。另外，需要注意的是，由于默認情況下，頁面啟用了ASP.NET服務器控件的視圖狀態 EnableViewState = "true"，才能實現以上效果。
小結
本文主要介紹了ASP.NET服務器控件視圖狀態的基本概念，并通過一個典型示例說明了應用方法。可能部分讀者已經認識到，如果禁用了頁面或者控件的視圖狀態，即設置EnableViewState = "false"，那么上文服務器控件的屬性TextViewState不是不能使用了嗎？這的確是視圖狀態的缺陷所在。然而，這并不是說就無法解決這個問題了。在下文中，筆者將介紹另外一種ASP.NET 2.0新增的，與視圖狀態極為類似的技術特性--控件狀態--它就能夠很好的解決禁用視圖狀態的問題。
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