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.NET Emit 入门教程:第二部分:构建动态程序集(追加构建静态程序集教程)

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前言:

在本部分中,我们将深入探讨如何使用C# Emit 来创建动态程序集。
动态程序集是在运行时生成的,为我们提供了一种灵活、动态地构建和加载程序集的能力。
1. 程序集的概念

程序集是.NET中的基本部署单位,它包含了可执行代码、资源、元数据等信息,是.NET应用程序的基本组成单元之一。
与静态程序集(即程序集持久化)不同,动态程序集是在运行时生成的,使得我们可以根据需要动态地构建和加载程序集。
动态程序集的重要性体现在多个方面,包括但不限于模块化、版本控制、代码复用等。
通过动态程序集,我们可以更好地管理和组织代码,实现更灵活的程序设计和开发。
2、Emit 构建程序集支持情况:
  1. .Net 系列:动态程序集:<strong>支持</strong>;程序集持久化:<strong>支持</strong>。
  2. .Net Core 系列:动态程序集:<strong>支持</strong>;程序集持久化<strong>:不支持</strong>。
复制代码
 3、Emit 创建动态程序集:

在C#中,操作程序集的核心类是:AssemblyBuilder。

在这过程,我们可以使用  AssemblyName 来定义程序集的名称和版本等信息。
  1. AssemblyName assemblyName = new AssemblyName("MyDllName") { Version = new Version("1.0.0.0") };
复制代码
创建程序集对象,在 .Net 和 .Net Core 中有所不同:
.NET 代码:通过 AppDomain.DefineDynamicAssembly 来创建动态程序集对象:
  1. AssemblyBuilder assemblyBuilder = AppDomain.CurrentDomain.DefineDynamicAssembly(assemblyName, AssemblyBuilderAccess.Run);
复制代码
AssemblyBuilderAccess 在 .Net 系列中的属性:
  1. AssemblyBuilderAccess.Run; 表示程序集可被执行,但不能被保存。  
  2. AssemblyBuilderAccess.Save; 表示程序集可被保存,但不能被执行。  
  3. AssemblyBuilderAccess.RunAndSave; 表示程序集可被保存并能被执行。
  4. AssemblyBuilderAccess.ReflectionOnly; 表示程序集只能用于反射上下文环境中,不能被执行。 
  5. AssemblyBuilderAccess.RunAndCollect; 表示程序集可以被卸载并且内存会被回收
复制代码
.NET Core 代码:通过 AssemblyBuilder.DefineDynamicAssembly 来创建动态程序集对象:
  1. AssemblyBuilder ab = AssemblyBuilder.DefineDynamicAssembly(assemblyName, AssemblyBuilderAccess.Run);
复制代码
AssemblyBuilderAccess 在 .Net Core 系列中的属性:
  1. AssemblyBuilderAccess.Run; 表示程序集可被执行,但不能被保存。  
  2. AssemblyBuilderAccess.Collect; 表示程序集可以被卸载并且内存会被回收
复制代码
 可以看到,目前版本是不支持持久化功能。
4:总结一:

在本章节中,我们讨论了如何使用 C# Emit 来构建动态程序集,以获得 AssemblyBuilder 这个程序集构建器,开启构建程序集的第一步。
在之后的文章,我们会讲解如何用它的 DefineDynamicModule 来定义模块,以之后构建类、成员、方法等,来实现构建完整的程序集。
当然,对于构建动态程序集,本文章到此会显的有点简单,为了避免被大伙说文章太水。
于是,打算追加一下对于构建静态程序集(即持久化程序集)的相关知识。
构建静态程序集的三种方式:
  1. .Net 系列:使用 <strong>Emit</strong> 或 <strong>CodeDom</strong>(System.CodeDom.Compiler 系统集成)
  2. .Net Core 系列:<strong>Roslyn</strong>(Microsoft.CodeAnalysis.CSharp 需要引用组件包)
复制代码
5、Emit 构建静态程序集:

在上述代码中,我们通过 AssemblyName 来指定程序集名称和版本号。
如果我们希望持久化程序集,并将程序集分发给其它人调用,则需要补充更多的相关信息:
  1. 比如:<a href="https://github.com/cyq1162/Taurus.MVC" target="_blank" rel="noopener">Taurus.MVC</a> 微服务组件中就实现了动态生成 Rpc 调用程序集,以供其它微服务节点调用。
复制代码
在定义完程序集名称和版本后(AssemblyBuilderAccess 需要指定为 RunAndSave )。
我们可以通过 AssemblyBuilder  的 SetCustomAttribute 方法,来添加自定义属性,最后通过 Save 方法,来持久化程序集:
  1. internal class Program
  2. {
  3.     static void Main(string[] args)
  4.     {
  5.         string dllName = "MyDynamic";
  6.         string title = "This is a dynamic title.";
  7.         AssemblyName assemblyName = new AssemblyName(dllName) { Version = new Version("3.0.0.0") };
  8.         AssemblyBuilder assemblyBuilder = AppDomain.CurrentDomain.DefineDynamicAssembly(assemblyName, AssemblyBuilderAccess.RunAndSave);
  9.         // 添加自定义属性到程序集var titleAttr = new CustomAttributeBuilder(
  10.            typeof(AssemblyTitleAttribute).GetConstructor(new Type[] { typeof(string) }),
  11.            new object[] { title }
  12.        );
  13.         assemblyBuilder.SetCustomAttribute(titleAttr);
  14.         assemblyBuilder.DefineVersionInfoResource();
  15.       
  16.         assemblyBuilder.Save(dllName + ".dll");
  17.         Console.WriteLine("程序集已生成");
  18.     }
  19. }
复制代码
自定义支持哪些属性,可以参考工程目录下的:AssemblyInfo.cs 信息:

没有指定完整的保存路径时,程序运行之后默认在运行目录下可以看到生成的程序集:

通过反编绎工具,可以看到程序集的相关信息:

在上面的示例代码中,我们追加了一行代码如下:
  1. assemblyBuilder.DefineVersionInfoResource();
复制代码
它让生成的程序集在 Window 平台可以看到相关信息,(不写入的话,相关内容为空):

6、使用 CodeDom 生成静态程序集

CodeDom 的使用比较简单,无需要引用组件,代码编写也比较简洁,唯一的缺点,就是不支持 .NET Core 系列。
使用示例代码来自Taurus.MVC 微服务RPC代码生成(CodeDom 版本):
更多源码:https://github.com/cyq1162/Taurus.MVC/tree/master/src/Taurus.Core/Plugin/MicroService/Client/Proxy/DotNet
  1. /// <summary>
  2. /// Rpc 客户端代理生成类
  3. /// </summary>
  4. internal static class RestProxyCreator
  5. {
  6.      /// <summary>
  7.      /// 构建并保存程序集
  8.      /// </summary>
  9.      /// <param name="assName">程序集名称</param>
  10.      /// <param name="savePath">保存路径</param>
  11.      public static bool BuildAssembly(string assName, string savePath)
  12.      {
  13.          if (string.IsNullOrEmpty(assName)) { assName = "RpcProxy"; }
  14.          if (string.IsNullOrEmpty(savePath))
  15.          {
  16.              savePath = AppConst.WebRootPath + assName + ".dll";
  17.          }
  18.          else if (!savePath.StartsWith(AppConst.WebRootPath))
  19.          {
  20.              savePath = AppConst.WebRootPath + savePath;
  21.          }
  22.          string version;
  23.          var code = RestProxyCoder.CreateCode(assName, out version);
  24.          var title = assName + " for Taurus MicroService, build on .net " + Environment.Version.ToString();
  25.          var versionCode = RestProxyCoder.CreateVersionCode(title, title, version);
  26.          CodeDomProvider provider = CodeDomProvider.CreateProvider("C#");
  27.          CompilerParameters cp = new CompilerParameters();
  28.          cp.ReferencedAssemblies.Add("System.dll");
  29.          cp.ReferencedAssemblies.Add("System.Web.dll");
  30.          cp.ReferencedAssemblies.Add("System.Xml.dll");
  31.          cp.ReferencedAssemblies.Add("System.Data.dll");
  32.          cp.ReferencedAssemblies.Add(AppConst.AssemblyPath + "CYQ.Data.dll");
  33.          cp.ReferencedAssemblies.Add(AppConst.AssemblyPath + "Taurus.Core.dll");
  34.          cp.GenerateExecutable = false;
  35.          cp.GenerateInMemory = false;
  36.          cp.OutputAssembly = savePath;
  37.          CompilerResults cr = provider.CompileAssemblyFromSource(cp, versionCode, code);
  38.          if (cr == null || cr.Errors.Count > 0) { return false; }
  39.          return true;
  40.      }
  41. }
复制代码
7、 使用 Roslyn 生成静态程序集

Roslyn 需要引用组件,根据自己要支持的最低版本进行引用(如 4.1.0 就是最低支持.NET Core 2.1的版本):

而且使用麻烦,两个距坑:
  1. 1、Win32 资源信息如何显示。
  2. 2、程序集引用路径错误问题。
复制代码
为解决这两个距坑问题,费了不少时间和精力,毕竟网上国内外只有零散的引导信息,还有那不靠谱的 GPT 系列。
使用示例代码来自 Taurus.MVC 微服务RPC代码生成(Roslyn 版本):
更多源码:https://github.com/cyq1162/Taurus.MVC/tree/master/src/Taurus.Core/Plugin/MicroService/Client/Proxy/NetCore
  1. /// <summary>
  2. /// Rpc 客户端代理生成类
  3. /// </summary>
  4. internal static class RestProxyCreator
  5. {
  6.     /// <summary>
  7.     /// 构建并保存程序集
  8.     /// </summary>
  9.     /// <param name="assName">程序集名称</param>
  10.     /// <param name="savePath">保存路径</param>
  11.     public static bool BuildAssembly(string assName, string savePath)
  12.     {
  13.         if (string.IsNullOrEmpty(assName)) { assName = "RpcProxy"; }
  14.         if (string.IsNullOrEmpty(savePath))
  15.         {
  16.             savePath = AppConst.WebRootPath + assName + ".dll";
  17.         }
  18.         else if (!savePath.StartsWith(AppConst.WebRootPath))
  19.         {
  20.             savePath = AppConst.WebRootPath + savePath;
  21.         }
  22.         string version;
  23.         var code = RestProxyCoder.CreateCode(assName, out version);
  24.         var title = assName + " for Taurus MicroService, build on .netcore " + Environment.Version.ToString();
  25.         var versionCode = RestProxyCoder.CreateVersionCode(title, title, version);
  26.         SyntaxTree syntaxVersionTree = CSharpSyntaxTree.ParseText(versionCode);
  27.         SyntaxTree syntaxCodeTree = CSharpSyntaxTree.ParseText(code);
  28.         // 定义编译选项
  29.         CSharpCompilationOptions compilationOptions = new CSharpCompilationOptions(OutputKind.DynamicallyLinkedLibrary)
  30.         .WithOptimizationLevel(OptimizationLevel.Release); // 设置优化级别
  31.         // 创建 Compilation
  32.         CSharpCompilation compilation = CSharpCompilation.Create(assName,
  33.             new[] { syntaxVersionTree, syntaxCodeTree },
  34.             references: AddRef(),
  35.             options: compilationOptions);
  36.         // 编译并生成程序集
  37.         using (MemoryStream ms = new MemoryStream())
  38.         {
  39.             using (Stream win32resStream = compilation.CreateDefaultWin32Resources(
  40.                                                                         versionResource: true, // 生成版本号。
  41.                                                                         noManifest: false,
  42.                                                                         manifestContents: null,
  43.                                                                         iconInIcoFormat: null))
  44.             {
  45.                 EmitResult result = compilation.Emit(ms, win32Resources: win32resStream);
  46.                 if (!result.Success)
  47.                 {
  48.                     //foreach (var diagnostic in result.Diagnostics)
  49.                     //{
  50.                     //    Console.WriteLine(diagnostic);
  51.                     //}
  52.                     //Console.WriteLine("fail....");
  53.                     return false;
  54.                 }
  55.                 else
  56.                 {
  57.                     // 保存程序集到文件
  58.                     using (FileStream file = new FileStream(savePath, FileMode.Create))
  59.                     {
  60.                         ms.Seek(0, SeekOrigin.Begin);
  61.                         ms.CopyTo(file);
  62.                     }
  63.                     //Console.WriteLine("OK....");
  64.                 }
  65.             }
  66.         }
  67.         return true;
  68.     }
  69.     /// <summary>
  70.     /// 添加程序集引用
  71.     /// </summary>
  72.     /// <returns></returns>
  73.     private static PortableExecutableReference[] AddRef()
  74.     {
  75.         List<PortableExecutableReference> exeRefs = new List<PortableExecutableReference>();
  76.         string path = typeof(object).Assembly.Location;
  77.         #region 引用路径修正
  78.         path = Path.GetDirectoryName(path);
  79.         if (path.Contains("\\shared\\Microsoft.NETCore.App"))
  80.         {
  81.             // windows 平台,这是nuget 实现程序集路径
  82.             string refPath = path.Replace("\\shared\\Microsoft.NETCore.App", "\\\\packs\\Microsoft.NETCore.App.Ref") + "\\ref";
  83.             if (Directory.Exists(refPath))
  84.             {
  85.                 string[] files = Directory.GetDirectories(refPath);
  86.                 if (files.Length > 0) { path = files[0] + "\"; }
  87.             }
  88.         }
  89.         #endregion
  90.         foreach (string dllFilePath in Directory.GetFiles(path, "*.dll"))
  91.         {
  92.             var dll = Path.GetFileName(dllFilePath);
  93.             if (dll.Split(".").Length > 4) { continue; }
  94.             if (dll.StartsWith("Microsoft.")) { continue; }
  95.             if (dll.StartsWith("System.Drawing.")) { continue; }
  96.             if (dll.StartsWith("System.IO.")) { continue; }
  97.             if (dll.StartsWith("System.Linq.")) { continue; }
  98.             if (dll.StartsWith("System.Net.")) { continue; }
  99.             if (dll.StartsWith("System.Reflection.")) { continue; }
  100.             if (dll.StartsWith("System.Security.")) { continue; }
  101.             if (dll.StartsWith("System.Text.")) { continue; }
  102.             if (dll.StartsWith("System.Threading.")) { continue; }
  103.             if (dll.StartsWith("System.Globalization.")) { continue; }
  104.             if (dll.StartsWith("System.Resources.")) { continue; }
  105.             if (dll.StartsWith("System.Transactions.")) { continue; }
  106.             if (dll.StartsWith("System.Memory.")) { continue; }
  107.             if (dll.StartsWith("System.Formats.")) { continue; }
  108.             if (dll.StartsWith("System.ComponentModel.")) { continue; }
  109.             if (dll.StartsWith("System.Windows.")) { continue; }
  110.             if (dll.StartsWith("System.Diagnostics.")) { continue; }
  111.             if (dll.Contains("VisualBasic")) { continue; }
  112.             exeRefs.Add(MetadataReference.CreateFromFile(dllFilePath));
  113.         }
  114.         //添加引用程序集
  115.         string cyqdata = AppConst.AssemblyPath + "CYQ.Data.dll";
  116.         string taurus = AppConst.AssemblyPath + "Taurus.Core.dll";
  117.         exeRefs.Add(MetadataReference.CreateFromFile(cyqdata));
  118.         exeRefs.Add(MetadataReference.CreateFromFile(taurus));
  119.         return exeRefs.ToArray();
  120.     }
  121. }
复制代码
8、总结:

在本章节中,我们讨论了如何使用 C# Emit 来构建动态程序集,以获得 AssemblyBuilder 这个程序集构建器,开启构建程序集的第一步。
同时我们也讨论了如何使用 C# Emit 来构建动态程序集以及程序集的持久化。
同时还分享了自己的干货,如何使用 CodeDom 和 Roslyn 来构建静态程序集。
通过本章节的内容,读者可以掌握如何利用 C# Emit 技术构建动态程序集和静态程序集,从而实现灵活、动态的程序设计和开发。
动态程序集的应用能够提升代码的模块化性、版本控制和代码复用性,为.NET应用程序的开发提供更多可能性。

来源:https://www.cnblogs.com/cyq1162/p/18085811
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