OWIN的作用
過去，IIS作為.NET開發者來說是最常用的Web Server（沒有之一），源於微軟產品的 緊耦合關係，我們不得不將Website、Web Application、Web API等部署在IIS上，事實上在2010年前並沒有什麼不妥，但隨著近些年來Web的發展，特別是移動網際網路飛速發展，IIS作為Web Server已經暴露出他的不足了。主要體現在兩個方面，ASP.NET (System.Web)緊耦合IIS，IIS緊耦合OS，這就意味著，我們的Web Framework必須部署在微軟的作業系統上，難以 跨平台。
ASP.NET和IIS
我們知道，不管是ASP.NET MVC還是ASP.NET WEB API等都是基於ASP.NET Framework的，這種關係從前綴就可以窺倪出來。而ASP.NET的核心正是System.Web這個程式集，而且System.Web緊耦合IIS，他存在於.NET Framework中。所以，這導致了Web Framework嚴重的局限性：
•ASP.NET的核心System.Web，而System.Web緊耦合IIS
•System.Web是.NET Framework重要組成，已有15年以上歷史，沉重、冗餘，性能差，難於測試，約2.5M
•System.Web要更新和發布新功能必須等待.NET Framework發布
•.但NET Framework是Windows的基礎，往往不會隨意更新。
所以要想獲取最新的Web Framework是非常麻煩的，幸運的事，微軟已經意識到了問題的嚴重性，最新的Web Framework都是通過Nuget來獲取。
當然這是一部分原因，還有一層原因是ASP.NET & IIS實在太過於笨重，如何講呢？
複雜的生命周期已成為累贅？簡單來說，當請求到達伺服器時，Windows核心組件HTTP.SYS組件捕獲請求，他會分析請求並決定是否交給IIS來處理，當請求到達IIS之後，IIS會根據處理程式映射來匹配請求並交給對應的程式集（實現了ISAPI接口，比如我們熟知的aspnet_isapi.dll是專門用來處理ASP.NET Application）處理，最後載入了CLR運行環境，將請求交給aspnet_wp.exe去處理， 這時複雜的 ASP.NET生命周期往往令人頭大，但事實上有很多時候我們並不需要他。
如下圖所示ASP.NET Architecture：
打開IIS，你會發現他提供了非常豐富的功能：快取、身份驗證、壓縮、加密等。但隨著移動網際網路蓬勃的發展，特別是HTML 5越來越成熟的今天，我們看到越來越多的操作發生在客戶端，而不是沉重的從伺服器產生HTML返回， 更多的是通過異步 AJAX 返回原生的數據。同理，對於APP來說我們只需要Mobile Service返回數據。 顯然 IIS顯得笨重了點，而且IIS作為微軟產品系的一環，耦合程度太高。所以我們迫切需要輕量、快速、可擴展的宿主來承載Web Application和Web Service。
IIS和OS
IIS必須是安裝並運行在Windows作業系統中，這是微軟產品的一貫風格，環環相套，但不得不考慮他們的限制和局限性：
•IIS往往和作業系統（Windows Server）綁定在一起，這意味著對於一些新功能如WebSocket Protocol，我們不得不等待作業系統Windows Sever 2012、Windows 8的發布（IIS 8.0）。
•為了使用WebSocket這類新特性，他僅被IIS 8.0支持，如下所示：
這時你不得不去升級IIS，但升級作業系統可能會引發舊系統的不穩定性，所以要想平穩的升級IIS並不是簡單的。
•IIS作為經典的Web Server必須安裝在Windows系統中，Windows Server需要授權使用。
正是由於微軟產品繫緊耦合的關係，才造成跨平台上的不足，這也是被飽受詬病。 所以我們需要 OWIN來解耦，在面向對象的世界裡，接口往往是解耦的關鍵，如下圖所示：
使用OWIN，Web Framework不再依賴IIS和OS，這意味著你能使用任何你想的來替換IIS(比如：Katana或者Nowin)，並且在必要時隨時升級，而不是更新作業系統。當然，如果你需要的話，你可以構建自定義的宿主和Pipeline去處理Http請求。
這一切的改變都是由於OWIN的出現，他提供了明晰的規範以便我們快速靈活的去擴展Pipeline來處理Http請求，甚至可以不寫任何一句代碼來切換不同的Web Server，前提是這些Web Server遵循OWIN規範。
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OWIN的規範
現在我們已經了解了什麼是OWIN以及為什麼需要OWIN，現在是時候來分析一下OWIN的規範了。
OWIN Layers
實際上，OWIN的規範非常簡單，他定義了一系列的層（Layer），並且他們的順序是以堆（Stack）的形式定義，如下所示。OWIN中的接口被稱之為應用程式委託或者AppFunc，用來在這些層之間通信。
OWIN定義了4層：
Host：主要負責應用程式的配置和啟動進程， 包括初始化 OWIN Pipeline、運行Server。
Server：這是實際的Http Server，綁定套接字並監聽的HTTP請求然後將Request和Response的Body、Header封裝成符合OWIN規範的字典並傳送到OWIN Middleware Pipeline中，最後Application為Response Data填充合適的欄位輸出。
Middleware：稱之為中間件、組件，位於Server與Application之間，用來處理髮送到Pipeline中的請求，這類組件可以是簡單的Logger或者是複雜的Web Framework比如Web API、SignalR，只要Sever連線成功，Middleware中間件可以是任何實現應用程式委託的組件。
Application：這是具體的應用程式代碼，可能在Web Framework之上。對於Web API、SignalR這類Web Framework中間件而言，我們僅僅是改變了他們的託管方式，而不是取代ASP.NET WEB API、SignalR原先的應用程式開發。所以該怎么開發就怎么開發，只不過我們將他們註冊到OWIN Pipeline中去處理HTTP請求，成為OWIN管道的一部分，所以此處的Application即正在意義上的處理程式代碼。
Application Delegate
OWIN規範另一個重要的組成部分是接口的定義，用於Server和Middleware的互動。 他並不是嚴格意義上的接口，而是一個委託並且每個 OWIN中間件組件必須提供。
從字面上理解，每個OWIN中間件在必須有一個方法接受類型了IDictionary<string,object>的變數（俗稱環境字典），然後必須返回Task來異步執行。
Environment Dictionary
環境字典包含了Request、Response所有信息以及Server State。通過Pipeline，每箇中間件組件和層都可以添加額外的信息，但環境字典定義了一系列強制必須存在的Key，如下所示：
Request Data:
| Required | Key Name | Value Description |
| Yes | "owin.RequestBody" | AStreamwith the request body, if any.Stream.NullMAY be used as a placeholder if there is no request body. SeeRequest Body. |
| Yes | "owin.RequestHeaders" | AnIDictionary<string, string[]>of request headers. SeeHeaders. |
| Yes | "owin.RequestMethod" | Astringcontaining the HTTP request method of the request (e.g.,"GET","POST"). |
| Yes | "owin.RequestPath" | Astringcontaining the request path. The path MUST be relative to the "root" of the application delegate; seePaths. |
| Yes | "owin.RequestPathBase" | Astringcontaining the portion of the request path corresponding to the "root" of the application delegate; seePaths. |
| Yes | "owin.RequestProtocol" | Astringcontaining the protocol name and version (e.g."HTTP/1.0"or"HTTP/1.1"). |
| Yes | "owin.RequestQueryString" | Astringcontaining the query string component of the HTTP request URI, without the leading “?” (e.g.,"foo=bar&baz=quux"). The value may be an empty string. |
| Yes | "owin.RequestScheme" | Astringcontaining the URI scheme used for the request (e.g.,"http","https"); seeURI Scheme. |
Response Data:
| Required | Key Name | Value Description |
| Yes | "owin.ResponseBody" | AStreamused to write out the response body, if any. SeeResponse Body. |
| Yes | "owin.ResponseHeaders" | An IDictionary<string, string[]> of response headers. SeeHeaders. |
| No | "owin.ResponseStatusCode" | An optionalintcontaining the HTTP response status code as defined inRFC 2616section 6.1.1. The default is 200. |
| No | "owin.ResponseReasonPhrase" | An optionalstringcontaining the reason phrase associated the given status code. If none is provided then the server SHOULD provide a default as described inRFC 2616section 6.1.1 |
| No | "owin.ResponseProtocol" | An optionalstringcontaining the protocol name and version (e.g."HTTP/1.0"or"HTTP/1.1"). If none is provided then the“owin.RequestProtocol”key’s value is the default. |
Other Data:
| Required | Key Name | Value Description |
| Yes | "owin.CallCancelled" | ACancellationTokenindicating if the request has been cancelled/aborted. SeeRequest Lifetime. |
| Yes | "owin.Version" | Thestring"1.0"indicating OWIN version. SeeVersioning. |
