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  • 解读ASP.NET 5 & MVC6系列（4）：核心技术与环境配置

          

    asp.net 5是下一代的asp.net，该版本进行了全部重写以适用于跨平台，新新版本中，微软引入了如下工具与命令：DNVM、DNX、DNU。

    DNVM（.NET Version Manager）：由于要实现跨平台的目录，微软提供了DNVM功能，DNVM是ASP.NET最底层的内容，他是一组Powershell脚本，用于启动指定版本的ASP.NET运行环境，并且可以在同一台机器的同一时间点上通过使用Nuget工具来管理各种版本的ASP.NET运行环境（DNX），以及进行相应的升级操作。

    DNX（.NET Execution Environment）：DNX是ASP.NET程序的运行环境，用于启动并运行ASP.NET程序。该运行环境包括了编译系统、SDK工具集、Native CLR宿主环境。可以使用DNVM管理各种版本的DNX，如dnvm list命令可以列出所有可用的DNX环境，而dnvm install 0.1-alpha-build-0446则可以将指定版本的DNX安装到.dnx文件夹，你可以在%USERPROFILE%.dnx untimes 目录下找到已安装所有版本的DNX。不同的操作系统有不同的DNX版本。

    dnx.exe:dnx.exe是用于启动自宿主环境（Self-Hosting）的命令行工具，在使用命令行代码进行自宿主环境启动程序时，dnx负责查找并调用CLR Native Host，dnx命令是整个运行环境的入口点，你可以使用dnx run来启动程序。

    dnu（DNX Utility）:是一个命令行的包管理器，包含在DNX内，所以只要安装了DNX，就可以使用dnu命令， 其可以用于恢复程序包、安装程序包、部署程序包等等，比如把project.json里自定义的程序集自动下载下来进行使用。

    DNX架构及运行原理

    DNX是ASP.NET程序运行的核心，其遵循如下两个准则：

    1. DNX应该是自包含的，DNX在解析完应用程序依赖树以后才能知道要使用哪个Core CLR包，所以在得到解析树之前，DNX是无法加载任何CLR的，但Roslyn编译器除外。
    2. 依赖注入（Dependency Injection，简称DI）贯穿着整个系统栈，DI是DNX的一个核心部分，所有DNX上的类库都构建在DI之上。

    DNX执行环境的分层架构如下：

    Layer 0:Native Process

    该层的功能非常简单，主要就是用于查找并调用Layer 1里的CLR Native Host，并将系统相关的参数传递给native host，以便后续使用。目前Windows下使用DNX.exe来处理这个事情，而IIS也提供了一个中介（网站bin目录下提供一个AspNet.Loader.dll）可以将请求转发给Native Host；而Linux和Mac则通过其相应版本的dnx来支持这项功能。

    DNX用法：

    dnx.exe --lib {paths} --appbase {path} [ProgramName]

    --lib {paths}：程序集dll的保存地址（一般是引用的第三方程序集和项目预编译程序集），该地址是Layer 2层的托管代码入口点可以加载程序集的地方。

    --appbase {path}：程序保存的目录，默认为%CD%。

    [ProgramName]：程序名称，该程序所在的程序集（或者是含有Programe::Main的dll）保存在--lib 路径下，默认值是appbaseproject.json里的name。大多数情况下，该名称都是包含着加载链的程序宿主（Microsoft.Net.ApplicationHost）。但是，如果你的程序包含了入口点（Main方法），并被编译到--lib目录下的话，你就可以使用该程序集的名称作为[ProgramName]，这种方式将完全忽略加载链并直接启动你的程序。

    Layer 1 : CLR Native Host

    这一层的内容依赖于你所选择呢CLR版本，该层有如下两个职责：

    1. 启动CLR，启动哪个CLR取决于你选择的CLR版本。如果是Core CLR，该层会加载coreclr.dll，配置并启动运行环境，然后创建应用程序域（AppDomain），以便运行所有的托管代码。
    2. 调用托管代码的入口点（Layer 2），一旦Native Host的入口点返回了该线程，就会把CLR的线程清理干净并关闭，比如，卸载应用程序域（AppDomain）并停止运行环境。

    Layer 2：Managed Entry Point

    Layer 2层（托管代码入口）是编写托管代码的第一层，其职责如下：

    1. 创建LoaderContainer（其包含需要的ILoaders），ILoader负责根据程序集的名称来加载程序集。CLR需要一个程序集的话，LoaderContainer就会使用其ILoader来解析所需要的程序集。
    2. 从--lib的路径目录下，用根ILoader来加载程序集，并解析其依赖。
    3. 调用程序的主入口点。

    Layer 3：Application host/Application

    如果开发人员将整个程序编译成程序集放在libpath目录下，那该层就是你的应用程序了。使用的时候，将含有程序入口点的程序集名称作为[ProgramName]的参数传入即可，Layer 2层会直接调用该程序集。

    不过，一般其它情况下，都会使用一个应用程序宿主（Application host）来解析程序的依赖内容并启动运行程序。Microsoft.Net.ApplicationHost是运行环境提供的应用程序宿主，并拥有如下职责：

    1. 解析project.json里定义的各种依赖程序集。
    2. 将一个ILoader添加到LoaderContainer，以便从各种地方（如源代码、NuGet、Roslyn等）加载相应的程序集。
    3. 调用程序集的入口点，将其作为下一个参数，传递给DNX.exe。

    Layer 4：Application

    这一层，就是开发人员开发的程序，其运行在应用程序宿主之上。

    环境配置：

    要对ASP.NET 5程序的运行环境DNX进行配置，首先需要安装并配置DNVM，不同的操作系统安装DNVM的时候不太一样，我们在这里大概讲解一下。

    Windows安装命令：

    //需要安装powershell 3.0
@powershell -NoProfile -ExecutionPolicy unrestricted -Command "iex ((new-object net.webclient).DownloadString('https://raw.githubusercontent.com/aspnet/Home/master/dnvminstall.ps1'))"

    Linux：

    curl -sSL https://raw.githubusercontent.com/aspnet/Home/master/dnvminstall.sh | sh && source ~/.dnx/dnvm/dnvm.sh

    Mac OS X： 在Mac上，首先要安装Mac系统本身的包管理器Homebrew（http://brew.sh），并使用brew tap aspnet/k命令将指定到ASP.NET5相关的git存储库，比如执行如下命令：

    brew install dnvm

    该命令将会自动从ttps://www.nuget.org/api/v2上下载最新的DNX，下载以后，如果你的系统不识别dnvm的话，你还需要再执行一下如下语句：

    source dnvm.sh

    上述DNVM安装以后，系统会将dnvm文件复制到C:Program FilesMicrosoft DNXDnvm目录，并将C:Program FilesMicrosoft DNXDnvm目录添加到环境变量中，以便全局都可以使用。注意：这里只是安装了DNVM，并没有安装任何版本的DNX，要安装DNX的话，可以通过运行dnvm或dnvm help来查找相关的命令，具体命令如下：

    dnvm upgrade [-x86][-x64] [-svr50][-svrc50] [-g|-global] [-proxy <ADDRESS>]
    1. 从feed源安装最新版的DNX
    2. 为已安装的DNX设置一个默认（default）别名
    3. 将DNX bin添加的用户PATH环境变量中
    4. -g|-global 在全局内进行安装（其它用户也可以使用）
    5. -f|-force 强制更新成最新版（即便最新版已经安装过了）
    6. -proxy 访问远程服务器的时候使用特定的地址作为代理
    dnvm install <semver>|<alias>|<nupkg>|latest [-x86][-x64] [-svr50][-svrc50] [-a|-alias <alias>] [-g|-global] [-f|-force]
    1. | 从feed源安装指定的DNX
    2. 从本地文件系统安装指定的DNX
    3. latest 从feed源安装最新版的DNX
    4. 将DNX bin添加到当前命令行的path环境变量中
    5. -p|-persistent 将DNX bin添加到系统PATH环境变量中
    6. -a|-alias 对指定安装的DNX设置别名
    7. -g|-global 在全局内进行安装
    8. -f|-force 强制安装指定的DNX（即便该版本已经安装过了）
    dnvm use <semver>|<alias>|none [-x86][-x64] [-svr50][-svrc50] [-p|-persistent] [-g|-global]
    1. | 将DNX bin添加到当前命令行的path环境变量中
    2. none 将DNX bin从当前命令行的path环境变量中删除
    3. -p|-persistent 将DNX bin添加到系统PATH环境变量中
    4. -g|-global 组合使用-p将用户PATH修改成系统PATH
    dnvm list //列出所有已安装的DNX版本
dnvm alias //列出所有定义了别名的DNX版本
dnvm alias <alias> // 显示定义了别名的DNX名称
dnvm alias <alias> <semver> [-x86][-x64] [-svr50][-svrc50] //给指定的DNX版本设置别名

    管理程序集的dnu命令和feed源配置

    通过dnu命令进行包管理的时候，通常使用如下命令:

    dnu restore：查询程序的所有依赖包，并将其全部下载到packages目录，该命令会下载整个依赖包以及这些依赖包所依赖的其它依赖包。 dun install <package id>：该install命令用于下载指定的程序包并添加到程序中。 dun publish：该命令会将你的程序打包到一个可以运行的自包含目录中。其会创建如下目录结构：

        output/
    output/packages
    outpot/appName
    output/commandName.cmd
    1. packages目录包含所有应用程序需要的程序包。
    2. appName目录包含所有应用程序的代码，如果引用了其它项目，则在引用的其它项目也会创建各自项目的同级目录，即生成的目录会和AppName同级。
    3. publish命令，会将project.json中的commands节点中的各种命令，分别生成响应的命令行文件，如commands里的web命令，我们就可以通过dnx web（格式：dnx <command>）开运行它。

    由于dnu在内部使用了Nuget命令，进行程序包的管理，所以使用的时候要正确配置Nuget的feed源，目前ASP.NET 5相关的包都在myget feed上，所以我们需要添加这个feed才能正常运行。这些配置信息在Windows下的%AppData%NuGetNuGet.config（或者*nix下Mono使用的~/.config/NuGet/NuGet.config）文件中进行管理。示例如下：

    <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<configuration>
  <packageSources>
    <add key="AspNetVNext" value="https://www.myget.org/F/aspnetvnext/api/v2/" />
    <add key="nuget.org" value="https://www.nuget.org/api/v2/" />
  </packageSources>
  <disabledPackageSources />
  <activePackageSource>
    <add key="nuget.org" value="https://www.nuget.org/api/v2/" />
  </activePackageSource>
</configuration>

    在VS2015下，则可以直接通过Tools--> Options--> Nuget Package Manager--> Package Sources来设置，示例如下图：

    另外需要注意一下，上述feed的地址是asp.net5的每日构建版本，如果你想使用稳定的里程碑版（如1.0.0_alpha4），则需要使用如下地址https://www.myget.org/F/aspnetmaster/api/v2/。

    Web Server支持

    微软在实现DNX的时候提供了几种Web服务器支持，具体分别如下：

    Microsoft.AspNet.Loader.IIS (Helios)

    该服务器用于在IIS上加载ASP.NET5程序，以便和IIS进程集成，同时绕过了System.Web从而带来性能上的提升，可以支持Windows认证、静态文件访问等功能。其原理是将IIS与NDX之间做一个桥接。

    Microsoft.AspNet.Server.WebListener (WebListener)

    该服务器通过Microsoft.AspNet.Hosting在IIS之外加载程序、服务、work role等，它直接运行在Http.Sys核心驱动之上，仅消费少许性能，从中可以受益于端口共享，Windows认证等功能。

    Microsoft.AspNet.Server.Kestrel (Kestrel)

    该服务器通过Microsoft.AspNet.Server.Kestrel在IIS之外加载运行，其设计被用于跨平台的Web服务（Windows、Mac、Linux等等）。

    参考内容

    1. https://github.com/aspnet/Home/wiki/DNX-structure
    2. https://github.com/aspnet/Home/wiki/Command-Line
    3. https://github.com/aspnet/Home/wiki/Version-Manager
    4. https://github.com/aspnet/Home/wiki/Package-Manager
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