DotNet程序集解析
在.NET Framework框架中，程序集是重用、安全性以及版本控制的最小单元。程序集的定义为：程序集是一个或多个类型定义文件及资源文件的集合。程序集主要包含：PE/COFF，CLR头，元数据，清单，CIL代码，元数据。
PE/COFF文件是由工具生成的，表示文件的逻辑分组。PE文件包含“清单”数据块，清单是由元数据表构成的另一种集合，这些表描述了构成程序集的文件，由程序集中的文件实现的公开导出的类型，以及与程序集关联在一起的资源或数据文件。
在托管程序集中包含元数据和IL（微软的一种中间语言），IL能够访问和操作对象类型，并提供了指令来创建和初始化对象、调用对象上的虚方法以及直接操作数组元素。
CLR头是一个小的信息块，主要包含模块在生成是所面向的CLR的major(主)和major(次)版本号；一个标志，一个MethodDef token（指定了模块的入口方法）；一个可选的强名称数字签名。
元数据表示一个二进制数据块，由几个表构成：定义表，引用表，清单表。
以上是对程序集的构成做了一个简单的说明，接下来看一下程序集的一些特性：程序集定义了可重用的类型；程序集标记了一个版本号；程序集可以有关联的安全信息。
在程序运行时，JIT编译器利用程序集的TypeRef和AssemblyRef元数据表来确定哪一个程序集定义了所引用的类型。JIT编译器在运行时需要获取程序集的相关信息，主要包括：名称、版本、语言文化、公钥标记等，并将这些连接为一个字符串。JIT编译器会差查找该标识的程序集，如果查询到，则将该程序集加载到AppDomain。
接下来介绍一下在CLR中加载程序集的方法：
在System.Refection.Assembly类的静态方法Load来加载程序集，在加载指定程序集的操作中，会使用LoadFrom()方法，LoadFrom()具有多个重载版本，看一下LoadFrom这个方法的底层实现代码：
[ResourceExposure(ResourceScope.Machine)] [ResourceConsumption(ResourceScope.Machine)] [MethodImplAttribute(MethodImplOptions.NoInlining)] public static Assembly LoadFrom(String assemblyFile) { Contract.Ensures(Contract.Result<Assembly>() != null); Contract.Ensures(!Contract.Result<Assembly>().ReflectionOnly); StackCrawlMark stackMark = StackCrawlMark.LookForMyCaller; return RuntimeAssembly.InternalLoadFrom( assemblyFile, null, // securityEvidence null, // hashValue AssemblyHashAlgorithm.None, false,// forIntrospection false,// suppressSecurityChecks ref stackMark); }
[System.Security.SecurityCritical] // auto-generated [ResourceExposure(ResourceScope.Machine)] [ResourceConsumption(ResourceScope.Machine)] [MethodImplAttribute(MethodImplOptions.NoInlining)] // Methods containing StackCrawlMark local var has to be marked non-inlineable internal static RuntimeAssembly InternalLoadFrom(String assemblyFile, Evidence securityEvidence, byte[] hashValue, AssemblyHashAlgorithm hashAlgorithm, bool forIntrospection, bool suppressSecurityChecks, ref StackCrawlMark stackMark) { if (assemblyFile == null) throw new ArgumentNullException("assemblyFile"); Contract.EndContractBlock(); #if FEATURE_CAS_POLICY if (securityEvidence != null && !AppDomain.CurrentDomain.IsLegacyCasPolicyEnabled) { throw new NotSupportedException(Environment.GetResourceString("NotSupported_RequiresCasPolicyImplicit")); } #endif // FEATURE_CAS_POLICY AssemblyName an = new AssemblyName(); an.CodeBase = assemblyFile; an.SetHashControl(hashValue, hashAlgorithm); // The stack mark is used for MDA filtering return InternalLoadAssemblyName(an, securityEvidence, null, ref stackMark, true /*thrownOnFileNotFound*/, forIntrospection, suppressSecurityChecks); }
在加载程序集的操作中，LoadFrom首先会调用Syatem.Reflection.AssemblyName类的静态方法GetAssemblyName（该方法打开指定文件，查找AssemblyRef元数据表的记录项，提取程序集标识信息，然后以一个Syatem.Reflection.AssemblyName对象的形式返回这些信息），LoadFrom方法在内部调用Assembly的Load方法，将AssemblyName对象传给它，CLR会为应用版本绑定重定向策略，并在各个位置查找匹配的程序集。如果Load找到匹配的程序集，就会加载它，并返回代表已加载程序集的一个Assembly对象，LoadFrom方法将返回这个值。
加载程序的另一个方法为LoadFile，这个方法可从任意路径加载一个程序集，并可将具有相同标识的一个程序集多次加载到一个AppDoamin中。接下来可以看一下LoadFile的底层实现代码：
[System.Security.SecuritySafeCritical] // auto-generated [ResourceExposure(ResourceScope.Machine)] [ResourceConsumption(ResourceScope.Machine)] public static Assembly LoadFile(String path) { Contract.Ensures(Contract.Result<Assembly>() != null); Contract.Ensures(!Contract.Result<Assembly>().ReflectionOnly); AppDomain.CheckLoadFileSupported(); new FileIOPermission(FileIOPermissionAccess.PathDiscovery | FileIOPermissionAccess.Read, path).Demand(); return RuntimeAssembly.nLoadFile(path, null); }
以上对程序集的结构和程序集的加载方法做了一个简单的说明，需要说明的一点是：程序集不提供卸载的功能。
以下提供几种较为常用的程序集操作方法：
1.公共属性和方法：
public static int Minutes = 60; public static int Hour = 60 * 60; public static int Day = 60 * 60 * 24; private readonly int _time; private bool IsCache { get { return _time > 0; } } /// <summary> /// 缓存时间，0为不缓存（默认值：0秒，单位：秒） /// </summary> public ReflectionSugar(int time = 0) { _time = time; } /// <summary> /// 根据程序集路径和名称获取key /// </summary> /// <param name="keyElementArray"></param> /// <returns></returns> private string GetKey(params string[] keyElementArray) { return string.Join("", keyElementArray); } /// <summary> /// key是否存在 /// </summary> /// <param name="key">key</param> /// <returns>存在<c>true</c> 不存在<c>false</c>. </returns> private bool ContainsKey(string key) { return HttpRuntime.Cache[key] != null; } /// <summary> ///获取Cache根据key /// </summary> private V Get<V>(string key) { return (V)HttpRuntime.Cache[key]; } /// <summary> /// 插入缓存. /// </summary> /// <param name="key">key</param> /// <param name="value">value</param> /// <param name="cacheDurationInSeconds">过期时间单位秒</param> /// <param name="priority">缓存项属性</param> private void Add<TV>(string key, TV value, int cacheDurationInSeconds, CacheItemPriority priority = CacheItemPriority.Default) { string keyString = key; HttpRuntime.Cache.Insert(keyString, value, null, DateTime.Now.AddSeconds(cacheDurationInSeconds), Cache.NoSlidingExpiration, priority, null); }
2.加载程序集：
/// <summary> /// 加载程序集 /// </summary> /// <param name="path">程序集路径</param> /// <returns></returns> public Assembly LoadFile(string path) { if (string.IsNullOrEmpty(path)) { throw new ArgumentNullException(path); } try { var key = GetKey("LoadFile", path); if (IsCache) { if (ContainsKey(key)) { return Get<Assembly>(key); } } var asm = Assembly.LoadFile(path); if (IsCache) { Add(key, asm, _time); } return asm; } catch (Exception ex) { throw new Exception(ex.Message); } }
3.根据程序集获取类型：
/// <summary> /// 根据程序集获取类型 /// </summary> /// <param name="asm">Assembly对象</param> /// <param name="nameSpace">命名空间</param> /// <param name="className">类名</param> /// <returns>程序集类型</returns> public Type GetTypeByAssembly(Assembly asm, string nameSpace, string className) { try { var key = GetKey("GetTypeByAssembly", nameSpace, className); if (IsCache) { if (ContainsKey(key)) { return Get<Type>(key); } } Type type = asm.GetType(nameSpace + "." + className); if (IsCache) { Add(key, type, _time); } return type; } catch (Exception ex) { throw new Exception(ex.Message); } }
4. 创建对象实例：
/// <summary> /// 创建对象实例 /// </summary> /// <typeparam name="T"></typeparam> /// <param name="fullName">命名空间.类型名</param> /// <param name="assemblyName">程序集（dll名称）</param> /// <returns></returns> public T CreateInstance<T>(string fullName, string assemblyName) { var key = GetKey("CreateInstance1", fullName, assemblyName); if (IsCache) if (ContainsKey(key)) { return Get<T>(key); } //命名空间.类型名,程序集 var path = fullName + "," + assemblyName; //加载类型 var o = Type.GetType(path); //根据类型创建实例 var obj = Activator.CreateInstance(o, true); var reval = (T)obj; if (IsCache) Add<T>(key, reval, _time); //类型转换并返回 return reval; }
以上的方法中，根据加载的程序集创建对象后，将获取的返回值结构加入缓存中。
