dotnet CLI工具是如何运行你的代码的

原文连接：https://mattwarren.org/2016/07/04/How-the-dotnet-CLI-tooling-runs-your-code/
作者 Matt Warren。授权翻译，转载请保留原文链接。

就在一周前，.NET Core的正式1.0版本发布了（注：本文写于04 Jul 2016），该版本包括：

the .NET Core runtime, libraries and tools and the http://ASP.NET Core libraries.

但是，除了全新、经过改进并且跨平台的运行时之外，伴随着dotnet命令工具的出现，开发体验也发生了变化。

因此，你现在可以这样写：

dotnet new
dotnet restore
dotnet run

之后，你会获得如下输出：

Hello World!

本文主要会介绍dotnet CLI (Command Line Interface，命令行界面) 工具，更具体的说是它如何执行你的代码。如果你想要一个太长不看版本，可以参考下图，来自@citizenmatt的推文截图：

.NET可执行文件的传统执行方式

简要提醒一下，.NET可执行文件不能直接运行（它们只是IL，而不是机器代码），因此Windows操作系统始终需要一些技巧来执行它们，下文来自《CLR via C#》：

Windows检查完EXE文件的标头以确定是创建32位进程，64位进程还是WoW64进程后，Windows将x86，x64或IA64版本的MSCorEE.dll加载到进程的地址空间中。 …然后，该进程的主线程调用MSCorEE.dll内部定义的方法。 此方法初始化CLR，加载EXE程序集，然后调用其入口点方法（Main）。 此时，托管应用程序已启动并正在运行。

.NET可执行文件的新的执行方式

dotnet run

那么，现在有了新的、跨平台的CoreCLR和CLI工具之后，事情会发生什么变化呢？ 首先，要了解幕后情况，我们需要设置一些环境变量（COREHOST_TRACE和DOTNET_CLI_CAPTURE_TIMING），以便获得更详细的输出：

在这里，参杂在这漂亮的ASCII风格的输出中，我们可以发现dotnet run实际上执行以下命令：

dotnet exec --additionalprobingpath C:Usersmatt.nugetpackages c:dotnetinDebug etcoreapp1.0myapp.dll

注意：这是在运行控制台应用程序时发生的情况。 CLI工具支持其他方案，例如自托管网站，它们的工作方式有所不同。

dotnet exec 和 corehost

到目前为止，所有事情都发生在托管代码中。但是一旦dotnet exec被调用，我们就会跳到corehost应用内的非托管代码。另外会有一些其他的.dll被加载，最后一个就是CoreCLR运行时本身。（单击以转到每个模块的main源文件）

• hostpolicy.dll
• hostfxr.dll
• coreclr.dll

corehost的主要任务是计算并找到运行该应用程序所需的所有dll以及它们的依赖。完整的输出可以点击链接查看，但总的来说，它会处理：

• 99个 托管 dlls (“Adding runtime asset..”)
• 136 原生 dlls (“Adding native asset..”)

可以发现这里有很多独立的文件，这是由于CoreCLR执行的是一套所谓的“按需付费”（pay-for-play)模型，可以看来自Motivation Behind .NET Core对此的描述：

通过分解CoreFX库并允许单个应用程序仅提取它所需的CoreFX某些部分(即所谓的“按需付费”模型），使用ASP. NET 5构建的基于服务器的应用程序可以最大程度地减少其依赖性。

最后，一旦完成所有的整理工作，控制权就会移交给corehost，但在设置以下属性来控制CoreCLR本身的执行之前，不会这样做：

• TRUSTED_PLATFORM_ASSEMBLIES =
• 235个 .dlls (99 托管, 136 原生)的路径, C:Program FilesdotnetsharedMicrosoft.NETCore.App1.0.0-rc2-3002702
• APP_PATHS =
• c:dotnetinDebug etcoreapp1.0
• APP_NI_PATHS =
• c:dotnetinDebug etcoreapp1.0
• NATIVE_DLL_SEARCH_DIRECTORIES =
• C:Program FilesdotnetsharedMicrosoft.NETCore.App1.0.0-rc2-3002702
• c:dotnetinDebug etcoreapp1.0
• PLATFORM_RESOURCE_ROOTS =
• c:dotnetinDebug etcoreapp1.0
• C:Program FilesdotnetsharedMicrosoft.NETCore.App1.0.0-rc2-3002702
• AppDomainCompatSwitch =
• UseLatestBehaviorWhenTFMNotSpecified
• APP_CONTEXT_BASE_DIRECTORY =
• c:dotnetinDebug etcoreapp1.0
• APP_CONTEXT_DEPS_FILES =
• c:dotnetinDebug etcoreapp1.0dotnet.deps.json
• C:Program FilesdotnetsharedMicrosoft.NETCore.App1.0.0-rc2-3002702Microsoft.NETCore.App.deps.json
• FX_DEPS_FILE =
• C:Program FilesdotnetsharedMicrosoft.NETCore.App1.0.0-rc2-3002702Microsoft.NETCore.App.deps.json

注意：你还可以通过使用以下命令直接调用corehost.exe来运行你的应用程序：

corehost.exe C:dotnetinDebug etcoreapp1.0myapp.dll

执行一个 .NET 程序集

最终，我们可以通过下面这段从unixinterface.cpp 中截取的代码来查看一下.NET dll/assembly是如何被加载和执行的。

hr = host->SetStartupFlags(startupFlags);
IfFailRet(hr);

hr = host->Start();
IfFailRet(hr);

hr = host->CreateAppDomainWithManager(
    appDomainFriendlyNameW,
    // Flags:
    // APPDOMAIN_ENABLE_PLATFORM_SPECIFIC_APPS
    // - By default CoreCLR only allows platform neutral assembly to be run. To allow
    //   assemblies marked as platform specific, include this flag
    //
    // APPDOMAIN_ENABLE_PINVOKE_AND_CLASSIC_COMINTEROP
    // - Allows sandboxed applications to make P/Invoke calls and use COM interop
    //
    // APPDOMAIN_SECURITY_SANDBOXED
    // - Enables sandboxing. If not set, the app is considered full trust
    //
    // APPDOMAIN_IGNORE_UNHANDLED_EXCEPTION
    // - Prevents the application from being torn down if a managed exception is unhandled
    //
    APPDOMAIN_ENABLE_PLATFORM_SPECIFIC_APPS |
    APPDOMAIN_ENABLE_PINVOKE_AND_CLASSIC_COMINTEROP |
    APPDOMAIN_DISABLE_TRANSPARENCY_ENFORCEMENT,
    NULL, // Name of the assembly that contains the AppDomainManager implementation
    NULL, // The AppDomainManager implementation type name
    propertyCount,
    propertyKeysW,
    propertyValuesW,
    (DWORD *)domainId);

如代码所示，这里利用了ICLRRuntimeHost接口，该接口是CLR基于COM的托管API的一部分。 尽管文件名是unixinterface.cpp，但它实际上来自Windows版的CLI工具。 在CoreCLR的跨平台世界中，最初为Unix编写的托管API已在所有平台上复制，以便任何想要使用它的工具都可以使用一个通用接口，有关与此的更多信息，请参见以下GitHub问题：

• Refactor the Unix hosting API
• Expose the Unix hosting API on Windows too
• Expose Unix hosting API on Windows
• Unix Hosting API

就是这样，你的.NET代码现在正在运行，真的很简单！

额外的参考:

• Official dotnet cli tooling documentation
• corehost runtime assembly resolution
• Runtime Configuration File specification
• CoreCLR runtime options