C# 程序集

一、概述

1. 程序集是.NET应用程序的部署单元

程序集是.NET应用程序的部署单元。
程序集是自我描述的安装单元，由一个或多个文件组成。
通常扩展名是EXE或DLL的.NET可执行程序称为程序集。
.NET程序集包含元数据。

2. 程序集的特性

   • 程序集是自我描述的。
   • 版本的相互依赖性在程序集的清单中记录。
   • 程序集可以并行加载。
   • 应用程序使用应用程序域来确保其独立性。
   • 安装简单。

3. 程序集的结构

程序集由描述它的元数据、描述导出类型和方法的类型元数据、MSIL代码和资源组成。

4. 程序集的清单
   程序集清单是元数据的一部分，描述了程序集和引用它所需要的所有信息和依赖关系。

   • 标识（名称、版本、文化和公钥）。
   • 属于该程序集的一个文件列表。
   • 引用程序集的列表。
   • 一组许可请求——运行这个程序集所需要的许可。
   • 导出的类型。

5. 命名空间和程序集

命名空间完全独立于程序集。
在一个程序集中可以有不同的命名空间，一个命名空间也可以分布在多个程序集中。
命名空间是类名的一种扩展，属于类名范畴。

6. 私有和共享程序集
   私有程序集在应用程序所在目录下或子目录中。
   私有程序集需要注意命名冲突。
   使用共享程序集时，需要注意：程序集必须是唯一的，有强名（唯一的名称，强制的版本号）

7. 辅助程序集
   辅助程序集是只包含资源的程序集，它尤其适用于本地化。

8. 查看程序集
   ildasm，这是一个MSIL反汇编程序。命令行运行ildasm，把程序集作为其参数或File|Open菜单。
   还有.NET Reflector是用于分析程序集的工具。

二、构建程序集

1. 创建模块和程序集

模块是一个没有程序集特性的DLL。

`csc /target:module hello.cs`
创建模块`hello.netmodule`
`ildasm hello.netmodule`查看这个模块。

`/addmodule`选项，可以把模块添加到现有的程序集中。

创建一个`A.cs`类文件，然后`csc /target:module A.cs`编译，生成了`A.netmodule`文件，它不包括程序集的信息；下面生成一个程序集B，它包括模块`A.netmodule`，命令如下：`csc /target:library /addmodule:A.netmodule /out:B.dll`，然后使用`IL`查看程序集：`ildasm B.dll`；如图所示：

在使用IL查看程序集时，只能找到一个清单。

模块的作用是更快地启动程序集，因为不是所有类都在一个文件中，模块只在需要时加载。另外可以使程序集可以使用多种编程语言来创建。

2. 程序集的属性

   • ./Solution Explorer/Properties/AssemblyInfo.cs文件，可以使用一般的源代码编辑器配置程序集的属性。
   • assembly前缀把属性标记为全局属性。
   • 程序集的全局属性与特定的语言元素无关，用于程序集属性的参数是命名空间System.Reflection、System.Runtime.Compiler Services、System.Runtime.InteropServices中的类。
   • System.Reflection命名空间中定义的程序集属性列表：

   
   在VS中，可以右键项目 - 属性 - 应用程序设置 - 程序集信息 来配置这些属性：

   

   

3. 动态加载和创建程序集
   在开发期间，添加对程序集的引用，该程序集中的类型就可用于编译器。
   可以变成加载程序集。为此可以使用类Assembly的静态方法Load()，这个方法是重载的，可以使用AssemblyName给它传送程序集的名称或字节数组。
   例子：使用WPF，输入代码，点击按钮执行并将结果显示到TextBlock中。
   

   创建类CodeProvider，定义方法CompileAndRun()，编译文本框中的代码，启动所生成的方法。代码如下：

using System;
using System.CodeDom.Compiler;
using System.IO;
using System.Reflection;
using System.Text;
using Microsoft.CSharp;
namespace 动态加载和创建程序集
{
    public class CodeProvider
    {
        private string prefix =
            "using System;" +
            "public static class Driver" +
            "{" +
            "public static void Run()" +
            "{";

        private string postfix =
            "}" +
            "}";
        public string CompileAndRun(string input, out bool hasError)
        {
            hasError = false;
            string returnData = null;

            CompilerResults results = null;
            using (CSharpCodeProvider provider = new CSharpCodeProvider())
            {
                CompilerParameters options = new CompilerParameters();
                options.GenerateInMemory = true;

                StringBuilder sb = new StringBuilder();
                sb.Append(prefix);
                sb.Append(input);
                sb.Append(postfix);

                results = provider.CompileAssemblyFromSource(
                    options, sb.ToString());
            }

            if(results.Errors.HasErrors)
            {
                hasError = true;
                StringBuilder errorMessage = new StringBuilder();
                foreach (CompilerError error in results.Errors)
                {
                    errorMessage.AppendFormat("{0} {1}", error.Line, error.ErrorText);
                }

                returnData = errorMessage.ToString();
            }
            else
            {
                TextWriter temp = Console.Out;
                StringWriter writer = new StringWriter();
                Console.SetOut(writer);
                Type driverType = results.CompiledAssembly.GetType("Driver");

                driverType.InvokeMember("Run", BindingFlags.InvokeMethod | BindingFlags.Static | BindingFlags.Public, null, null, null);
                Console.SetOut(temp);

                returnData = writer.ToString();
            }

            return returnData;
        }
            
    }
}

按钮的`Click`事件连接到`Compile_Click`方法上：实例化`CodeProvider`类，调用方法`CompileAndRun()`；从文本框textCode中提取输入，把结果写到TextBlock控件textOutput中：

private void Compile_Click(object sender, RoutedEventArgs e)
        {
            CodeProvider driver = new CodeProvider();
            bool isError;
            textOutput.Text = driver.CompileAndRun(textCode.Text, out isError);
            if(isError)
            {
                textOutput.Background = Brushes.Red;
            }
        }

  程序运行结果如图所示：

![程序运行结果](//upload-images.jianshu.io/upload_images/4033095-94cb2e0f34bffab6.png?imageMogr2/auto-orient/strip%7CimageView2/2/w/1240)

4. 应用程序域
   .NET的应用程序边界：应用程序域。

使用托管IL代码，运行库就不能访问同一个进程中的另一个应用程序的内存。多个应用程序可以运行在一个进程的多个应用程序域中。

`AppDomain`类用于创建和中断应用程序域，加载和卸载程序集和类型、枚举域中的程序集和线程。

例子：创建控制台程序`AssemblyA`，在`Main()`方法中添加`Console.WriteLine()`，再添加一个类`Demo`，其构造函数的参数是两个`int`值，用`AppDomain`类创建实例。

namespace AssemblyA
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Console.WriteLine("Main in domain {0} called", AppDomain.CurrentDomain.FriendlyName); ;
            Console.ReadKey();
        }
    }
}

```

namespace AssemblyA
{
public class Demo
{
public Demo(int val1, int val2)
{
Console.WriteLine("Constructor with the values {0}, {1}" + " in domain {2} called", val1, val2, AppDomain.CurrentDomain.FriendlyName);
}
}
}

运行结果如下图所示：

    ![AssemblyA运行结果](//upload-images.jianshu.io/upload_images/4033095-8833f9c9edc926c7.png?imageMogr2/auto-orient/strip%7CimageView2/2/w/1240)

    接着创建控制台程序`DomainTest`，首先使用`AppDomain`类的`FriendlyName`属性显示当前域的名称；调用`CreateDomain()`方法，创建一个新的应用程序域`New AppDomain`，然后把程序集`AssemblyA`加载到新域中，通过调用`ExecuteAssembly()`来调用`Main()`方法：

namespace DomainTest
{
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
AppDomain currentDomain = AppDomain.CurrentDomain;
Console.WriteLine(currentDomain.FriendlyName);

        AppDomain secondDomain = AppDomain.CreateDomain("New AppDomain");
        secondDomain.ExecuteAssembly("AssemblyA.exe");
        /*secondDomain.CreateInstance(
            "AssemblyA",
            "AssemblyA.Demo",
            true,
            System.Reflection.BindingFlags.CreateInstance,
            null,
            new object[] { 7, 3 }, null, null, null);*/

        Console.ReadKey();
    }
}

}

    启动程序前先把`Assembly.exe`复制到当前项目目录下`./bin/Debug`，运行结果：
    ![DomainTest运行结果1.png](//upload-images.jianshu.io/upload_images/4033095-b6e7782d2fa3b8d6.png?imageMogr2/auto-orient/strip%7CimageView2/2/w/1240)

    看到第二行`New AppDomain`中新加载的程序集的输出结果里看不到`AssemblyA.exe`的执行，因为没有创建新的进程；用`CreateInstance()`替代`ExecuteAssembly()`方法：它的第一个参数是程序集名称，第二个参数定义了应实例化的类，第三个参数`true`表示不区分大小写，`System.Reflection.BindingFlags.CreateInstance`是一个绑定标志枚举值，指定应调用的构造函数；只需要将上面代码`secondDomain.ExecuteAssembly("AssemblyA.exe");`注释掉，下面`/**/`中的代码取消注释，运行结果如下：
    ![DomainTest运行结果2](//upload-images.jianshu.io/upload_images/4033095-ae5d4144a9364d0f.png?imageMogr2/auto-orient/strip%7CimageView2/2/w/1240)
在运行期间，主应用程序域会自动创建。ASP.NET为每个运行在Web服务器上的Web应用程序创建一个应用程序域；Internet Explorer创建运行托管控件的应用程序域；对于应用程序，**卸载程序集只能通过中断应用程序域来进行**。
    > 如果程序集是动态加载的，且需要在使用完后卸载程序集，应用程序域就是非常有用的。在主程序域中，不能删除已加载的程序集，但可以终止应用程序域，在该应用程序域中加载的所有程序集都会从内存中清除出去。

    修改之前的WPF程序：添加一个新类，使用`CreateInstanceAndUnwrap()`实例化类`CodeDriver`，调用`CompileAndRun()`方法，之后再次卸载新应用程序域。
    ```
namespace 动态加载和创建程序集
{
    public class CodeDriverInAppDomain
    {
        public string CompileAndRun(string code, out bool hasError)
        {
            AppDomain codeDomain = AppDomain.CreateDomain("CodeDriver");
            CodeDriver codeDriver = (CodeDriver)
                codeDomain.CreateInstanceAndUnwrap(
                    "动态加载和创建程序集",
                    "动态加载和创建程序集.CodeDriver");
            string result = codeDriver.CompileAndRun(code, out hasError);

            AppDomain.Unload(codeDomain);

            return result;
        }
    }
}

要在另一个应用程序域中访问类CodeDriver，类CodeDriver就必须派生于基类MarshalByRefObject。所以CodeDriver.cs修改：

namespace 动态加载和创建程序集
{
    public class CodeDriver : MarshalByRefObject
    {
        ...
    }

按钮事件处理程序可以修改为使用新类CodeDriverInAppDomain：

private void Compile_Click(object sender, RoutedEventArgs e)
{
       //CodeDriver driver = new CodeDriver();
       CodeDriverInAppDomain driver = new CodeDriverInAppDomain();
       bool isError;
       textOutput.Text = driver.CompileAndRun(textCode.Text, out isError);
       if(isError)
       {
           textOutput.Background = Brushes.Red;
       }
}

使用AppDomain类的GetAssemblies()方法，可以查看应用程序域中加载的程序集。

5. 共享程序集
   共享程序集必须有一个强名
   共享程序集必须有一个强名，来唯一地标识该程序集。
   强名由以下组成：
   • 程序集本身的名称
   • 版本号
   • 公钥
   • 文化

为了唯一地标识公司中的程序集，应使用命名空间层次结构来给类命名。

查看全局程序集缓存：在`C:Windowsassembly `  目录下 。
程序集查看器可以使用Windows资源管理器查看和删除程序集。`gacutil.exe`工具可以使用命令行安装、卸载和显示程序集。

**创建共享程序集**

建立一个Visual C# Class Library项目SharedDemo；命名空间Wrox.ProCSharp.Assemblies.Sharing，类名SharedDemo。
类的构造函数把文件的所有行都将读取到一个集合中；文件名作为参数传送给构造函数；方法GetQuoteOfTheDay()只返回这个集合的一个随机字符串。

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
using System.IO;
namespace Wrox.ProCSharp.Assemblies.Sharing
{
    public class SharedDemo
    {
        private List<string> quotes;
        private Random random;

        public SharedDemo(string filename)
        {
            quotes = new List<string>();
            Stream stream = File.OpenRead(filename);
            StreamReader streamReader = new StreamReader(stream);
            string quote;
            while ((quote = streamReader.ReadLine()) != null)
            {
                quotes.Add(quote);
            }
            streamReader.Close();
            stream.Close();
            random = new Random();
        }

        public string GetQuoteOfTheDay()
        {
            int index = random.Next(1, quotes.Count);
            return quotes[index];
        }
    }
}

要共享这个程序集，需要一个强名，使用强名工具(sn)：sn -k mykey.snk，强名工具生成和编写一个公钥/私钥对，并把改密钥对写到文件中。
在VS中，可以选择签名(signing)选项卡，用项目属性标记程序集。

设置了signing选项后，重新建立文件后，公钥就在程序集清单中。

**安装共享程序集**

程序集中有了公钥后就可以使用全局程序集缓存工具gacutil及其/i选项把它安装到全局程序集缓存中：
gacutil /i SharedDemo.dll。
用VS配置以后建立的事件命令行，就可以在全局程序集缓存中安装每个成功建立的程序集。

摘自《C#搞基程序设计》