關(guān)于 Natasha

???動態(tài)構(gòu)建已經(jīng)成為了封裝者們的家常便飯，從現(xiàn)有的開發(fā)趨勢來看，普通反射性能之低，會迫使開發(fā)者轉(zhuǎn)向EMIT/表達(dá)式樹等構(gòu)建方式，但是無論是EMIT還是表達(dá)式樹，都會依賴于反射的元數(shù)據(jù)。
Natasha 通過使用 Roslyn技術(shù)，已經(jīng)解決了上述的問題，在保證高效可靠的同時，提供了一條相對完整的動態(tài)編譯鏈，以C#語法輕松構(gòu)建動態(tài)代碼，學(xué)習(xí)成本很低，排查以及維護(hù)方面有正確友好的異常輸出。為此以Roslyn相關(guān)模塊功能為基礎(chǔ)，封裝了Natasha, Natasha使用友好的API和層級分明的模板，極大的提升了開發(fā)者構(gòu)建動態(tài)代碼的體驗，讓事情變得更簡單，人人都可以低成本構(gòu)建動態(tài)代碼，人人都可以定制自己喜愛的動態(tài)功能。

文章內(nèi)容未經(jīng)許可，禁止轉(zhuǎn)載！
Natasha 屬于 NCC(.NET Core Community) 成員項目。
項目倉庫：https://github.com/dotnetcore/Natasha

一、 2.0預(yù)覽版本增加了哪些功能

大部分為底層的升級優(yōu)化，例如：

• 引擎兼容 Core3.0

  • 優(yōu)化編譯流程，增加編譯前語法檢測及日志，統(tǒng)一采用流加載方式

  • 在 Vito 的建議下改進(jìn)了日志目錄及命名

  • ALC 同類覆蓋編譯

  • 支持域的創(chuàng)建、卸載、鎖操作

  • 支持共享域與獨立域協(xié)作

  • 支持獨立域的程序集創(chuàng)建、覆蓋操作

  • 支持插件及依賴的加載

• 構(gòu)建方面的強化，例如：

  • 支持枚舉的構(gòu)建和編譯

  • 在 Vito 的建議下增加了多維數(shù)組反解器

  • 在 Vito 的建議下增加了鋸齒數(shù)組反解器

  • 命名反解器支持鋸齒和多維數(shù)組

二、我們經(jīng)歷了哪些實踐

• 深度克隆：https://github.com/night-moon-studio/DeepClone

本項目由 Net_win、Vito、myFirstway、白開水組隊開發(fā)，可在運行時動態(tài)生成克隆方法。深度克隆作為基礎(chǔ)項目，鍛煉了開源工作者的類型辨識技能，趟過了坑為以后的封裝之路打下基礎(chǔ)。

• 快速調(diào)用：https://github.com/night-moon-studio/NCaller

本項目由 AzulX 和 FUTURE* 開發(fā)，可以對運行時實體類、靜態(tài)類的字段/屬性進(jìn)行動態(tài)調(diào)用和賦值，目前有兩個主要分支，哈希二叉查找算法動態(tài)實現(xiàn)以及 FUTURE* 的指針二叉查找算法動態(tài)實現(xiàn)，在算法的動態(tài)實現(xiàn)上，Natasha 表現(xiàn)出了相當(dāng)強大的優(yōu)勢。

三、談一談‘熱更新’

'熱更新'是 Core3.0 的亮點特性之一，不少小伙伴在看到譯文的時候可能就已經(jīng)想到了N多場景，歷經(jīng)兩代 .NET 的洗禮，‘熱更新’現(xiàn)在發(fā)展到什么樣子了？下面簡單談一談：

.NET Framework 開荒時期有 AppDomain 域之隔離術(shù)，包括有創(chuàng)建、加載程序集、卸載等方法，囊括百家程序集，一刀以斬之。對于前輩們來說談到 AppDomain 可以口若懸河滔滔不絕，可惜我進(jìn)入 C# 時間比較晚，對 AppDomain 的印象并不是很深，在應(yīng)用上也沒有什么造詣，僅此泛泛而言。

時間進(jìn)入了 .NETCore 時代，AppDomain 在升級大潮中受到了致命打擊， Create 方法和 Unload 方法經(jīng)歲月升級后的源碼中充斥著 throw 和 throw ，完全喪失了功能，取而代之的是 ALC(AssemblyLoadContext) ，Core3.0 的 ALC 是一個更為完善的操作類，官方為其定義了三大洪荒場景：

1、插件編程2、動態(tài)編譯，運行/刷新代碼，網(wǎng)站/腳本引擎3、外部程序集的一次性內(nèi)省（我個人理解就是類的信息，IsArray , IsClass 這種元數(shù)據(jù)只讀屬性）

據(jù)描述：Roslyn 之前一直用 AppDomain , 每個測試都腰酸背痛相當(dāng)慢，自從換了 ALC( A blue Ca.) 一口氣上5樓不費勁！官方畫了大餅：未來 Roslyn 分析器執(zhí)行編譯時也都在ALC里進(jìn)行，用完就卸載，卸磨就殺驢。

AppDomain 當(dāng)初被定位在高性能、安全，歷史證明這個定位跟 GPS 一樣不準(zhǔn)，ASP.NET 深受其害，歷史車輪碾過了 ASP.NET 迎來了 ASP.NET Core ，在域功能被閹割的期間，ASP.NET Core 轉(zhuǎn)向了相對靜態(tài)的模型，增加了若干學(xué)習(xí)成本，詳見 dotnet watch 命令。還有 Razor , 它從 .cshtml 編譯到 .dll 的環(huán)境就是 ALC ，自建了一個名為 Razor-Server 的域環(huán)境。

另外還涉及到 LINQPad 和 Prism 框架, 精力有限，誰有興趣就去研究研究吧。

ALC 的場景和案例可能激起了您的好奇心，下面講一下 ALC 的應(yīng)用：

我們可以在程序里創(chuàng)建多個 ALC 實例，但前提是你需要繼承并實現(xiàn)它。每一個 ALC 的實例都是一個域(這里我就不叫它上下文了)。程序剛跑起來的時候是在 Defualt 域中的，這個域?qū)儆谙到y(tǒng)域卸不了，又稱為共享域，不同域之間是無法訪問和引用的不同域中信息的，卻共用 Default 域中的信息，這個域至關(guān)重要，所以盡量避免向其中加載亂七八糟的程序集。

ALC 的使用需要注意以下幾點：

1、子類繼承時需指定 ALC 的構(gòu)造參數(shù)，base(isCollectible) , 這個參數(shù)可以賦予 ALC 卸載的能力。2、時刻注意反射信息的引用，只有清除引用，才能保證 ALC 實例被 GC 回收。3、在針對不同域的編程時可使用 EnterContextualReflection 方法鎖住域內(nèi)上下文，EnterContextualReflection 方法是放在 using 里的，這樣你的花括號內(nèi)就是一個域，并用 CurrentContextualReflectionContext 屬性來獲取當(dāng)前操作域。4、注意 ALC 被線程占用的情況，被占用的對象是無法被回收的，如果你在測試中沒有達(dá)到預(yù)期，除了排除代碼問題之外你還需要注意函數(shù)是否被內(nèi)聯(lián)進(jìn)入主線程或一個帶有阻塞功能的線程，如果你不確定，可以在方法上使用 [MethodImpl(MethodImplOptions.NoInlining)] 阻止代碼內(nèi)聯(lián)優(yōu)化，正常情況下優(yōu)化功能是開啟的 。5、插件加載要注意與插件 dll 同目錄的依賴文件，3.0 提供了 AssemblyDependencyResolver 操作類自動解析依賴，建議使用帶有.deps.json文件的完整插件。6、當(dāng)你的外部文件引用并使用了 Json.net/SqlConnection 等(測試日期9月3日)，會造成不可回收的情況，不是你的代碼出問題了，而是庫本身的問題(待解決，3.1或者5.0)。

對 ALC 封裝的一些建議：

1、如果沒有非托管代碼，盡量不要在析構(gòu)函數(shù)里折騰代碼。2、如果你的域管理代碼有些復(fù)雜，建議對外給個 IDispose 接口，以便清除對該域的程序集、元數(shù)據(jù)等信息的引用。3、肉眼觀測內(nèi)存時，測試代碼中盡量不要在 Main 函數(shù)里做元數(shù)據(jù)的相關(guān)操作，主線程是 GC 的一個干擾點。4、若對內(nèi)存的開銷比較敏感，請盡可能分域，并結(jié)合弱引用實現(xiàn)創(chuàng)建與銷毀。5、有時顯式調(diào)用 Unload 方法會報異常，可以在 Dispose 里清除完引用之后再使用，實測你不用 Unload 方法也能回收。

Core3.0 中隨 ALC 一起的還有反射的自省信息。

例如：MemberInfo.IsCollectible 、 Assembly.IsCollectible 等元數(shù)據(jù)，它將告訴你它是否能被回收，當(dāng)然了這種自省的信息都是只讀的。說到只讀，.NET 中還存有一條進(jìn)化路線即 ：ReflectionOnlyLoad -> TypeLoader -> MetadataLoadContext (感謝WeiHanLi提供的信息), 只讀元數(shù)據(jù)，相比 ALC 可執(zhí)行，可調(diào)用，MLC ( MetadataLoadContext 在包 System.Reflection.MetadataLoadContext 中) 關(guān)注的是元數(shù)據(jù)只讀操作，它并不能執(zhí)行程序集的內(nèi)容，僅僅反射出元數(shù)據(jù)，配套使用的是PathAssemblyResolver.

對于無法卸載的情況，官方建議使用 windbg sos 組件進(jìn)行調(diào)試，新版 sos 將獨立出來，各位可以使用以下命令進(jìn)行安裝（建議開源工作者在封裝此功能時添加UT測試檢測卸載功能，盡可能保證在正常的情況下不需要用戶自己去調(diào)試）。

$ dotnet tool install -g dotnet-sos --version 3.0.0-preview8.19412.1
$ dotnet-sos install
更多的實踐還需要大家去探索。

四、Natasha是如何實現(xiàn)‘熱更新’的

• 關(guān)于域的操作您可以

//創(chuàng)建一個域 DomainManagment.Create("MyDomain"); //移除一個域，移除將無法進(jìn)行DomainManagment的其他任何操作 DomainManagment.Remove("MyDomain"); //判斷域是否被卸載(被GC回收) DomainManagment.IsDeleted("MyDomain"); //獲取一個ALC上下文 DomainManagment.Get("MyDomain");//鎖住已存在的域上下文 using(DomainManagment.Lock("MyDomain")) {var domain = DomainManagment.CurrentDomain;//code in 'MyDomain' domain } //創(chuàng)建并鎖定一個域上下文 using(DomainManagment.CreateAndLock("MyDomain")) {var domain = DomainManagment.CurrentDomain;//code in 'MyDomain' domain }

• 關(guān)于程序域的插件操作

//向域中注入插件 string dllPath = @"1/2/3.dll"; var domain = DomainManagment.Get/Create("MyDomain"); var assembly = domain.LoadFile(dllPath);//鎖域與插件解構(gòu)操作 string dllPath = @"1/2/3.dll"; using(DomainManagment.CreateAndLock("MyDomain")) {var (Assembly,TypeCache) = dllPath;//Assembly: Assembly//TypeCache: ConcurrentDictionary<string,Type> }//將引用從當(dāng)前域內(nèi)移除，下次編譯將不會帶著該程序集的信息 //下面方法三選一均可實現(xiàn)引用移除操作 domain.RemoveDll(dllPath); domain.RemoveAssembly(assembly); domain.RemoveType(type);

• 關(guān)于程序集的操作

//從指定域創(chuàng)建一個程序集操作實例 var asm = domain.CreateAssembly("MyAssembly");//向程序集中添加一段已經(jīng)寫好的類/結(jié)構(gòu)體/接口/枚舉 asm.AddScript(@"using xxx; namespace xxx{xxxx}"); asm.AddFile(@"Class1.cs");//使用Natasha內(nèi)置的操作類 asm.CreateEnum(name=null); asm.CreateClass(name=null); asm.CreateStruct(name=null); asm.CreateInterface(name=null);//使用Natasha內(nèi)置的方法操作類 //并不是很推薦使用這兩個方法 //建議在一個單獨的程序集內(nèi)編譯方法 asm.CreateFastMethod(name=null); asm.CreateFakeMethod(name=null);//使用程序集進(jìn)行編譯并獲得程序集 var assembly = asm.Complier(); asm.GetType(name);

• 結(jié)合域和程序集動態(tài)編譯,實例

using(DomainManagment.CreateAndLock("MyDomain")) {var domain = DomainManagment.CurrentDomain;var assembly = domain.CreateAssembly("MyAssembly");//創(chuàng)建一個接口assembly.CreateInterface("InterfaceTest").Using("System").OopAccess(AccessTypes.Public).OopBody("string ShowMethod(string str);");//創(chuàng)建一個類并實現(xiàn)接口assembly.CreateClass("TestClass").Using("System").OopAccess(AccessTypes.Public) .Inheritance("InterfaceTest").Method(method => method.MemberAccess(AccessTypes.Public).Name("ShowMethod").Param<string>("str").Body("return str+\" World!\";").Return<string>());//編譯并獲取類型var result = assembly.Complier();var type = assembly.GetType("TestClass");//Operator默認(rèn)單獨創(chuàng)建一個程序集var @delegate = FastMethodOperator.New.Using(type).MethodBody(@"TestClass obj = new TestClass();return obj.ShowMethod(arg);").Complie<Func<string, string>>();@delegate("Hello"); //result = "Hello World!";domain.Dispose(); //卸磨殺驢 }

文章內(nèi)容未經(jīng)許可，禁止轉(zhuǎn)載！
Natasha 屬于 NCC(.NET Core Community) 成員項目。
項目倉庫：https://github.com/dotnetcore/Natasha

轉(zhuǎn)載于:https://www.cnblogs.com/NMSLanX/p/11456944.html

創(chuàng)作挑戰(zhàn)賽新人創(chuàng)作獎勵來咯，堅持創(chuàng)作打卡瓜分現(xiàn)金大獎

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的兼容 .NET Core3.0, Natasha 框架实现 隔离域与热编译操作的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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