一、前言
插件，意味着可扩展，且宿主程序不依赖于插件，即插即用。这种软件设计方式可以使我们的应用程序最大化地获得可扩展性、适应性和稳定性，而且便于软件的维护和升级。在什么场景下使用插件呢？例如在本篇文章中，我个人有一个小需求就是希望记事本带行号，于是我自己写了一个极简易的编辑器（CodeEditor），以这个编辑器为例，主体程序功能包括常见的新建、复制、查找、保存等已经完成，但是在使用的过程中发现需要用到 格式化 这个功能，但是我还不想再去改主程序，这种情形下就可以通过插件来实现，这样以后在使用的时候，只要有新的需求就可以通过新增插件来实现，从某种程度上讲这也符合了开放-封闭的设计原则。下面对插件的定义来自百度百科。
插件(Plug-in)是一种遵循一定规范的应用程序接口编写出来的程序。其只能运行在程序规定的系统平台下（可能同时支持多个平台），而不能脱离指定的平台单独运行。
二、插件机制实现原理
实现插件机制的两大要素：一个是接口，另一个是反射。接口其实是一种“契约”，主程序是通过这种“契约”来约束是否存在符合我期望的对象，如果不符合就不会去加载该对象。在CodeEditor中我们约定的接口是IExcutable。而这种“契约”的执行就是通过反射来达到目的，主程序中会通过反射加载约定好的Plugin文件夹下所有的DLL文件，然后遍历这些插件并查看是否存在实现了IExcutable的并且可以实例化的类，如果有则创建该类的实例加入集合并返回集合。主程序拿到集合后会在构造函数中加载这些插件，加载过程包括动态添加菜单、指定菜单的点击事件，这样完整的插件加载过程就完成了。下面通过CodeEditor来具体看下插件的实现过程。
三、插件机制的实践
下面的图是整个CodeEditor的目录结构
第三个CodeEditorControl可以忽略，这个类库是一个自定义的控件，是实现一个带行号的文本编辑器的核心组件，但是和本文主题关系不大。主要看插件接口CodeEditorInterface和插件实现CodeEditorPlugins以及主程序CodeEditor。这三者的关系可以通过以下图片来展示。
首先从主程序和插件之间的桥梁入手，就是插件的接口，在CodeEditorInterface中的接口IExcutable中有两个约定方法，一个是GetName负责返回当前的插件名称，用于主程序获取并动态加载到菜单中；另一个是Excute负责获取主程序中文本并执行相应的操作。代码如下：
1 public interface IExcutable 2 { 3 //用于主程序动态创建菜单 4 string GetName(); 5 //执行具体的文本操作 6 string Excute(string text); 7 }
下面是主程序加载符合“契约”的插件对象的核心代码，主要作用就是过滤符合接口的类并实例化类的对象，加到集合中：
1 public class Common 2 { 3 /// <summary> 4 /// 加载插件 5 /// </summary> 6 /// <returns></returns> 7 public static List<IExcutable> GetPlugins() 8 { 9 List<IExcutable> implementObject = new List<IExcutable>(); 10 //获取项目根目录下的Plugins文件夹 11 string dir = GetPluginsDir(); 12 //遍历目标文件夹中包含dll后缀的文件 13 foreach (var file in Directory.GetFiles(dir + @"", "*.dll")) 14 { 15 //加载程序集 16 var asm = Assembly.LoadFrom(file); 17 //遍历程序集中的类型 18 foreach (var type in asm.GetTypes()) 19 { 20 //如果是IExcutable接口 21 if (type.GetInterfaces().Contains(typeof(IExcutable))) 22 { 23 //创建接口类型实例 24 var IExcutable = Activator.CreateInstance(type) as IExcutable; 25 if (IExcutable != null) 26 { 27 implementObject.Add(IExcutable); 28 } 29 } 30 } 31 } 32 return implementObject; 33 } 34 35 /// <summary> 36 /// 获取插件目录 37 /// </summary> 38 /// <returns></returns> 39 static string GetPluginsDir() 40 { 41 string pluginDir = ConfigurationManager.AppSettings["pluginDir"]; 42 return pluginDir; 43 } 44 }
下面的代码段主要功能是在主程序中为插件分配菜单，绑定公共事件：
1 /// <summary> 2 /// 创建插件公共事件 3 /// </summary> 4 /// <param name="sender"></param> 5 /// <param name="e"></param> 6 private void Plugin_Click(object sender, EventArgs e) 7 { 8 ToolStripItem item= sender as ToolStripItem; 9 if (null != item) 10 { 11 12 if (null != item.Tag) 13 { 14 IExcutable plugin = item.Tag as IExcutable; 15 if (null != plugin) 16 { 17 CodeContent.RichText=plugin.Excute(CodeContent.RichText); 18 } 19 } 20 } 21 } 22 23 /// <summary> 24 /// 主程序加载插件 25 /// </summary> 26 private void LoadPlugins() 27 { 28 List<IExcutable> list = Common.Common.GetPlugins(); 29 foreach (var Iplugins in list) 30 { 31 ToolStripMenuItem item = new ToolStripMenuItem(Iplugins.GetName());//动态创建以插件菜单 32 item.Name = Iplugins.GetName(); 33 item.Click += new EventHandler(Plugin_Click);//绑定公共事件 34 item.Tag = Iplugins; 35 this.Plugins.DropDownItems.Add(item); 36 } 37 }
其中的GetPlugins方法就是遍历指定目录下的DLL文件，并把符合接口约定的对象加入集合返回给主程序。而GetPluginsDir方法是获取插件的存储位置，主要是在配置文件中读取插件目录。
1 <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> 2 <configuration> 3 <startup> 4 <supportedRuntime version="v4.0" sku=".NETFramework,Version=v4.5"/> 5 </startup> 6 <appSettings> 7 <!--配置加载插件目录--> 8 <add key="pluginDir" value="CodeEditorPlugins"/> 9 </appSettings> 10 </configuration>
实现效果如图：
转换前的文本，Format的作用是把所有的小写字母转为大写。
转换后的文本。
四、总结
这个迷你编辑器是之前的一个小程序，整理代码的时候发现的，突然想改造一下使其更符合我的使用要求，就顺便加了个插件机制。插件机制是一种良好的软件设计思想，可以在不修改主程序的情况下扩展主程序的功能，有时候一款软件的插件功能要比主程序自带的功能要强大得多。应用插件机制要注意几点：
- 定义接口，也就是主程序与插件的“契约”
- 应用反射，通过反射来加载符合接口的类，然后创建该类的对象调用接口方法
代码整理完毕，已经开源到GitHub上，希望这篇文章能帮助到对插件机制不是很了解的人。如果文中表述有不得当的地方，还请指正。
作者：悠扬的牧笛
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