.NET Core 中插件式开发实现

在 .NET Framework 中，通过AppDomain实现动态加载和卸载程序集的效果；但是.NET Core 仅支持单个默认应用域，那么在.NET Core中如何实现【插件式】开发呢？

一、.NET Core 中 AssemblyLoadContext的使用

1、AssemblyLoadContext简介：

每个 .NET Core 应用程序均隐式使用 AssemblyLoadContext。它是运行时的提供程序，用于定位和加载依赖项。只要加载了依赖项，就会调用 AssemblyLoadContext 实例来定位该依赖项。

• 它提供定位、加载和缓存托管程序集和其他依赖项的服务。

• 为了支持动态代码加载和卸载，它创建了一个独立上下文，用于在其自己的 AssemblyLoadContext 实例中加载代码及其依赖项。

2、AssemblyLoadContext和AppDomain卸载差异：

使用 AssemblyLoadContext 和使用 AppDomain 进行卸载之间存在一个值得注意的差异。对于 Appdomain，卸载为强制执行。

卸载时，会中止目标 AppDomain 中运行的所有线程，会销毁目标 AppDomain 中创建的托管 COM 对象，等等。对于 AssemblyLoadContext，卸载是“协作式的”。

调用 AssemblyLoadContext.Unload 方法只是为了启动卸载。以下目标达成后，卸载完成：

1、没有线程将程序集中的方法加载到其调用堆栈上的 AssemblyLoadContext 中。

2、程序集中的任何类型都不会加载到 AssemblyLoadContext，这些类型的实例本身由以下引用：

• • AssemblyLoadContext 外部的引用，弱引用（WeakReference 或 WeakReference）除外。

  • AssemblyLoadContext 内部和外部的强垃圾回收器 (GC) 句柄（GCHandleType.Normal 或 GCHandleType.Pinned）。

二、.NET Core 插件式方式实现

1、创建可卸载的上下文PluginAssemblyLoadContext

class PluginAssemblyLoadContext : AssemblyLoadContext
{
    private AssemblyDependencyResolver _resolver;
 
    /// <summary>
    /// 构造函数
    /// isCollectible: true 重点，允许Unload
    /// </summary>
    /// <param name=pluginPath></param>
    public PluginAssemblyLoadContext(string pluginPath) : base(isCollectible: true)
    {
        _resolver = new AssemblyDependencyResolver(pluginPath);
    }
 
    protected override Assembly Load(AssemblyName assemblyName)
    {
        string assemblyPath = _resolver.ResolveAssemblyToPath(assemblyName);
        if (assemblyPath != null)
        {
            return LoadFromAssemblyPath(assemblyPath);
        }
        return null;
    }
 
    protected override IntPtr LoadUnmanagedDll(string unmanagedDllName)
    {
        string libraryPath = _resolver.ResolveUnmanagedDllToPath(unmanagedDllName);
        if (libraryPath != null)
        {
            return LoadUnmanagedDllFromPath(libraryPath);
        }
        return IntPtr.Zero;
    }
}

2、创建插件接口及实现

整体项目结构为：

a）添加项目PluginInterface，插件接口：

public interface IPlugin
{
    string Name { get; }
    string Description { get; }
    string Execute(object inPars);
}

b）添加HelloPlugin项目,实现不引用外部dll插件

public class HelloPlugin : PluginInterface.IPlugin
{
    public string Name => "HelloPlugin";
    public string Description { get => "Displays hello message."; }
    public string Execute(object inPars)
    {return ("Hello !!!" + inPars?.ToString());    } }

c）添加JsonPlugin项目，实现引用三方dll插件

public class JsonPlugin : PluginInterface.IPlugin
{
    public string Name => "JsonPlugin";
    public string Description => "Outputs JSON value.";
    private struct Info
    {
        public string JsonVersion;
        public string JsonLocation;
        public string Machine;
        public DateTime Date;
    }
    public string Execute(object inPars)
    {
        Assembly jsonAssembly = typeof(JsonConvert).Assembly;
        Info info = new Info()
        {
            JsonVersion = jsonAssembly.FullName,
            JsonLocation = jsonAssembly.Location,
            Machine = Environment.MachineName,
            Date = DateTime.Now
        };
        return JsonConvert.SerializeObject(info, Formatting.Indented);
    }
}

d）添加PluginsApp项目，实现调用插件方法：

修改窗体界面布局：

添加执行方法

/// <summary>
/// 将此方法标记为noinline很重要，否则JIT可能会决定将其内联到Main方法中。
/// 这可能会阻止成功卸载插件，因为某些实例的生存期可能会延长到预期卸载插件的时间点之外。
/// </summary>
/// <param name="assemblyPath"></param>
/// <param name="inPars"></param>
/// <param name="alcWeakRef"></param>
/// <returns></returns>
[MethodImpl(MethodImplOptions.NoInlining)]
static string ExecuteAndUnload(string assemblyPath, object inPars, out WeakReference alcWeakRef)
{
    string resultString = string.Empty;
    // 创建 PluginLoadContext对象
    var alc = new PluginAssemblyLoadContext(assemblyPath);
 
    //创建一个对AssemblyLoadContext的弱引用，允许我们检测卸载何时完成
    alcWeakRef = new WeakReference(alc);
 
    // 加载程序到上下文
    // 注意:路径必须为绝对路径.
    Assembly assembly = alc.LoadFromAssemblyPath(assemblyPath);
 
    //创建插件对象并调用
    foreach (Type type in assembly.GetTypes())
    {
        if (typeof(IPlugin).IsAssignableFrom(type))
        {
            IPlugin result = Activator.CreateInstance(type) as IPlugin;
            if (result != null)
            {
                resultString = result.Execute(inPars);
                break;
            }
        }
    }
    //卸载程序集上下文
    alc.Unload();
    return resultString;
}

三、效果验证

1、非引用外部dll的插件执行：执行后对应dll成功卸载，程序集数量未增加。

2、引用外部包的插件：执行后对应dll未卸载，程序集数量增加。

通过监视查看对象状态：该上下文在卸载中。暂未找到原因卸载失败（疑问？）

四、总结

虽然微软文档说.NET Core中使用AssemblyLoadContext来实现程序集的加载及卸载实现，但通过验证在加载引用外部dll后，加载后不能正常卸载。或者使用方式还不正确。

源码地址：https://github.com/cwsheng/PluginsApp