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AppDomain实现【插件式】开发

作者：互联网

前言：

　近期项目中需要实现“热插拔”式的插件程序，例如：定义一个插件接口；由不同开发人员实现具体的插件功能类库；并最终在应用中调用具体插件功能。

　此时需要考虑：插件执行的安全性（隔离运行）和插件可卸载升级。说到隔离运行和可卸载首先想到的是AppDomain。

　那么AppDomain是什么呢？

一、AppDomain介绍

　AppDomain是.Net平台里一个很重要的特性,在.Net以前,每个程序是"封装"在不同的进程中的,这样导致的结果就造就占用资源大,可复用性低等缺点.而AppDomain在同一个进程内划分出多个"域",一个进程可以运行多个应用,提高了资源的复用性,数据通信等. 详见

　CLR在启动的时候会创建系统域(System Domain),共享域(Shared Domain)和默认域(Default Domain),系统域与共享域对于用户是不可见的,默认域也可以说是当前域,它承载了当前应用程序的各类信息(堆栈),所以,我们的一切操作都是在这个默认域上进行."插件式"开发很大程度上就是依靠AppDomain来进行.

　应用程序域具有以下特点：

二、基于AppDomain实现“热拔式插件”

　通过AppDomain来实现程序集的卸载，这个思路是非常清晰的。由于在程序设计中，非特殊的需要，我们都是运行在同一个应用程序域中。

　由于程序集的卸载存在上述的缺陷，我们必须要关闭应用程序域，方可卸载已经装载的程序集。然而主程序域是不能关闭的，因此唯一的办法就是在主程序域中建立一个子程序域，通过它来专门实现程序集的装载。一旦要卸载这些程序集，就只需要卸载该子程序域就可以了，它并不影响主程序域的执行。　

　实现方式如下图：

　　

1、AssemblyDynamicLoader类提供创建子程序域和卸载程序域的方法；
2、RemoteLoader类提供装载程序集、执行接口方法；
3、AssemblyDynamicLoader类获得RemoteLoader类的代理对象，并调用RemoteLoader类的方法；
4、RemoteLoader类的方法在子程序域中完成；

　那么AssemblyDynamicLoader 和 RemoteLoader 如何实现呢？

　1、首先定义RemoteLoader用于加载插件程序集，并提供插件接口执行方法　　

public class RemoteLoader : MarshalByRefObject
{
    private Assembly _assembly;

    public void LoadAssembly(string assemblyFile)
    {
        _assembly = Assembly.LoadFrom(assemblyFile);         
    }
    public T GetInstance<T>(string typeName) where T : class
    {
        if (_assembly == null) return null;
        var type = _assembly.GetType(typeName);
        if (type == null) return null;
        return Activator.CreateInstance(type) as T;
    }
    public object ExecuteMothod(string typeName, string args)
    {
        if (_assembly == null) return null;
        var type = _assembly.GetType(typeName);
        var obj = Activator.CreateInstance(type);
        if (obj is IPlugin)
        {
            return (obj as IPlugin).Exec(args);
        }
        return null;
    }
}

　 由于每个AppDomain都有自己的堆栈,内存块,也就是说它们之间的数据并非共享了.若想共享数据,则涉及到应用程序域之间的通信.C#提供了MarshalByRefObject类进行跨域通信,则必须提供自己的跨域访问器.

　2、AssemblyDynamicLoader 主要用于管理应用程序域创建和卸载；并创建RemoteLoader对象

using System;
using System.IO;
using System.Reflection;
namespace PluginRunner
{
    public class AssemblyDynamicLoader
    {
        private AppDomain appDomain;
        private RemoteLoader remoteLoader;
        public AssemblyDynamicLoader(string pluginName)
        {
            AppDomainSetup setup = new AppDomainSetup();
            setup.ApplicationName = "app_" + pluginName;
            setup.ApplicationBase = AppDomain.CurrentDomain.BaseDirectory;
            setup.PrivateBinPath = Path.Combine(AppDomain.CurrentDomain.BaseDirectory, "Plugins");
            setup.CachePath = setup.ApplicationBase;
            setup.ShadowCopyFiles = "true";
            setup.ShadowCopyDirectories = setup.ApplicationBase;
            AppDomain.CurrentDomain.SetShadowCopyFiles();
            this.appDomain = AppDomain.CreateDomain("app_" + pluginName, null, setup);

            String name = Assembly.GetExecutingAssembly().GetName().FullName;
            this.remoteLoader = (RemoteLoader)this.appDomain.CreateInstanceAndUnwrap(name, typeof(RemoteLoader).FullName);
        }
        /// <summary>
        /// 加载程序集
        /// </summary>
        /// <param name="assemblyFile"></param>
        public void LoadAssembly(string assemblyFile)
        {
            remoteLoader.LoadAssembly(assemblyFile);
        }
        /// <summary>
        /// 创建对象实例
        /// </summary>
        /// <typeparam name="T"></typeparam>
        /// <param name="typeName"></param>
        /// <returns></returns>
        public T GetInstance<T>(string typeName) where T : class
        {
            if (remoteLoader == null) return null;
            return remoteLoader.GetInstance<T>(typeName);
        }
        /// <summary>
        /// 执行类型方法
        /// </summary>
        /// <param name="typeName"></param>
        /// <param name="methodName"></param>
        /// <returns></returns>
        public object ExecuteMothod(string typeName, string methodName)
        {
            return remoteLoader.ExecuteMothod(typeName, methodName);
        }
        /// <summary>
        /// 卸载应用程序域
        /// </summary>
        public void Unload()
        {
            try
            {
                if (appDomain == null) return;
                AppDomain.Unload(this.appDomain);
                this.appDomain = null;
                this.remoteLoader = null;
            }
            catch (CannotUnloadAppDomainException ex)
            {
                throw ex;
            }
        }
        public Assembly[] GetAssemblies()
        {
            return this.appDomain.GetAssemblies();
        }
    }
}

　3、插件接口和实现：

　　插件接口：

public interface IPlugin
{

    /// <summary>
    /// 执行插件方法
    /// </summary>
    /// <param name="pars">参数json</param>
    /// <returns>执行结果json串</returns>
    object Exec(string pars);

    /// <summary>
    /// 插件初始化
    /// </summary>
    /// <returns></returns>
    bool Init();

}

　　测试插件实现：

public class PrintPlugin : IPlugin
{
    public object Exec(string pars)
    {
        //v1.0
        //return $"打印插件执行-{pars} 完成";
        //v1.1
        return $"打印插件执行-{pars} 完成-更新版本v1.1";
    }

    public bool Init()
    {
        return true;
    }
}

 　4、插件执行：

string pluginName = txtPluginName.Text;
if (!string.IsNullOrEmpty(pluginName) && PluginsList.ContainsKey(pluginName))
{
    var loader = PluginsList[pluginName];
    var strResult = loader.ExecuteMothod("PrintPlugin.PrintPlugin", "Exec")?.ToString();
    MessageBox.Show(strResult);
}
else
{
    MessageBox.Show("插件未指定或未加载");
}

　5、测试界面实现：

　　创建个测试窗体如下：

三、运行效果

 　插件测试基本完成：那么看下运行效果：可以看出当前主程序域中未加载PrintPlugin.dll，而是在子程序集中加载

 　　

 　当我们更新PrintPlugin.dll逻辑，并更新测试程序加载位置中dll，不会出现不允许覆盖提示；然后先卸载dll在再次加载刚刚dll（模拟插件升级） 

 　　

　到此已实现插件化的基本实现

四、其他

　当然隔离运行和“插件化”都还有其他实现方式,等着解锁。但是只要搞清楚本质、实现原理、底层逻辑这些都相对简单。所以对越基础的内容越要理解清楚。

参考：

　官网介绍：https://docs.microsoft.com/zh-cn/dotnet/framework/app-domains/application-domains

　示例源码：https://github.com/cwsheng/PluginAppDemo

 

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来源： https://www.cnblogs.com/cwsheng/p/14616685.html