转载-AppDomain详解

转自：https://www.cnblogs.com/foman/archive/2009/10/18/1585655.html。

• AppDomain是CLR的运行单元，它可以加载Assembly、创建对象以及执行程序。
• AppDomain是CLR实现代码隔离的基本机制。
• 每一个AppDomain可以单独运行、停止；每个AppDomain有自己默认的异常处理；
• 一个AppDomain的运行失败不会影响到其他的AppDomain。
• CLR在被CLR Host(windows shell or InternetExplorer or SQL Server)加载后，要创建一个默认的AppDomain，程序的入口点
• (Main方法)就是在这个默认的AppDomain中执行。

1. AppDomain vs 进程
   AppDomain被创建在进程中，一个进程内可以有多个AppDomain。一个AppDomain只能属于一个进程。
2. AppDomain vs 线程
   其实两者本来没什么好对比的。AppDomain是个静态概念，只是限定了对象的边界；线程是个动态概念，它可以运行在不同的AppDomain。
   一个AppDomain内可以创建多个线程，但是不能限定这些线程只能在本AppDomain内执行代码。
   CLR中的System.Threading.Thread对象其实是个soft thread，它并不能被操作系统识别；操作系统能识别的是hard thread。
   一个soft thread只属于一个AppDomain，穿越AppDomain的是hard thread。当hard thread访问到某个AppDomain时,一个
   AppDomain就会为之产生一个soft thread。
   hard thread有thread local storage(TLS)，这个存储区被CLR用来存储这个hard thread当前对应的AppDomain引用以及soft
   thread引用。当一个hard thread穿越到另外一个AppDomain时，TLS中的这些引用也会改变。
   当然这个说法很可能是和CLR的实现相关的。
3. AppDomain vs Assembly
   Assembly是.Net程序的基本部署单元，它可以为CLR提供用于识别类型的元数据等等。Assembly不能单独执行，它必须被加载到
   AppDomain中，然后由AppDomain创建程序集中的对象。
   一个Assembly可以被多个AppDomain加载，一个AppDomain可以加载多个Assembly。
   每个AppDomain引用到某个类型的时候需要把相应的assembly在各自的AppDomain中初始化。因此，每个AppDomain会单独保持一
   个类的静态变量。
4. AppDomain vs 对象
   任何对象只能属于一个AppDomain。AppDomain用来隔离对象，不同AppDomain之间的对象必须通过Proxy(reference type)或者
   Clone(value type)通信。
   引用类型需要继承System.MarshalByRefObject才能被Marshal/UnMarshal(Proxy)。
   值类型需要设置Serializable属性才能被Marshal/UnMarshal(Clone)。
5. AppDomain vs Assembly Code
   AppDomain和程序集的源代码是什么关系呢？每个程序集的代码会分别装载到各个AppDomain中？
   首先我们要把程序集分3类
   a. mscorlib，这是每个.net程序都要引用到的程序集。
   b. GAC，这个是强命名的公用程序集，可以被所有的.net程序引用。
   3.Assembly not in GAC，这是普通的assembly，可以不是强命名，不放到GAC中。
   启动CLR，进入entry point时可以设置LoaderOptimization属性：

   [LoaderOptimization(LoaderOptimization.MultiDomain]
   static void Main()
   {...}
   
   

LoaderOptimization属性可以设置三个不同的枚举值，来设置针对前面说的三种程序集的代码存放以及访问方式。
LoaderOptimization Enumeration/Attribute

Value	Expected Domains in Process	Each Domain Expected to Run ...	Code for MSCORLIB	Code for Assemblies in GAC	Code for Assemblies not in GAC
SingleDomain	One	N/A	Per-process	Per-domain	Per-domain
MultiDomain	Many	Same	Program	Per-process	Per-process
MultiDomainHost	Many	Different Programs	Per-process	Per-process	Per-domain

1. SingleDomain，由于只启动一个AppDomain，那么code就被直接装载到了AppDomain中，访问静态变量更快捷。
2. MultiDomain，所有的Assembly代码是进程级别的，因此所有的AppDomain只访问一份代码。这大大减少了程序占用的内存，但
   是由于程序集的静态变量仍然在各个AppDomain中，因此代码访问静态变量需要先得到AppDomain的引用再进行转换，速度会受到
   影响。
3. MultiDomainHost，只有GAC代码是共享的，非GAC的Assembly依然会加载到被使用的AppDomain中，这样提高了静态变量的访问
   速度，当然也增加了程序占用的内存。

不管是哪种方式，mscorlib始终是process级别的，即只有一份mscorlib代码在内存中。
C#中动态加载和卸载DLL
在C++中加载和卸载DLL是一件很容易的事，LoadLibrary和FreeLibrary让你能够轻易的在程序中加载DLL，然后在任何地方 卸载。在C#中我们也能使用Assembly.LoadFile实现动态加载DLL，但是当你试图卸载时，你会很惊讶的发现Assembly没有提供任何 卸载的方法。这是由于托管代码的自动垃圾回收机制会做这件事情，所以C#不提供释放资源的函数，一切由垃圾回收来做。

这引发了一个问题，用Assembly加载的DLL可能只在程序结束的时候才会被释放，这也意味着在程序运行期间无法更新被加载的DLL。而这个功能在某 些程序设计时是非常必要的，考虑你正在用反射机制写一个查看DLL中所有函数详细信息的程序，程序提供一个菜单让用户可以选择DLL文件，这时就需要让程 序能够卸载DLL，否则一旦用户重新得到新版本DLL时，必须要重新启动程序，重新选择加载DLL文件，这样的设计是用户无法忍受的。

C#也提供了实现动态卸载DLL的方法，通过AppDomain来实现。AppDomain是一个独立执行应用程序的环境，当AppDomain被卸载的 时候，在该环境中的所有资源也将被回收。关于AppDomain的详细资料参考MSDN。下面是使用AppDomain实现动态卸载DLL的代码，

    using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Text;
using System.Threading;
using System.Reflection;
namespace UnloadDll
{
      class Program
      {
            static void Main(string[] args)
            {
                  string callingDomainName = AppDomain.CurrentDomain.FriendlyName;//Thread.GetDomain().FriendlyName;
                  Console.WriteLine(callingDomainName);
                  AppDomain ad = AppDomain.CreateDomain("DLL Unload test");
                  ProxyObject obj = (ProxyObject)ad.CreateInstanceFromAndUnwrap(@"UnloadDll.exe", "UnloadDll.ProxyObject");
                  obj.LoadAssembly();
                  obj.Invoke("TestDll.Class1", "Test", "It's a test");
                  AppDomain.Unload(ad);
                  obj = null;
                  Console.ReadLine();
            }
      }
      class ProxyObject : MarshalByRefObject
      {
            Assembly assembly = null;
            public void LoadAssembly()
            {
                  assembly = Assembly.LoadFile(@"TestDLL.dll");
            }
            public bool Invoke(string fullClassName, string methodName, params Object[] args)
            {
                  if(assembly == null)
                        return false;
                  Type tp = assembly.GetType(fullClassName);
                  if (tp == null)
                        return false;
                  MethodInfo method = tp.GetMethod(methodName);
                  if (method == null)
                        return false;
                  Object obj = Activator.CreateInstance(tp);
                  method.Invoke(obj, args);
                  return true;
             }
      }
}

注意：

1. 要想让一个对象能够穿过AppDomain边界，必须要继承MarshalByRefObject类，否则无法被其他AppDomain使用。

2. 每个线程都有一个默认的AppDomain，可以通过Thread.GetDomain()来得到