• .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)


    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:

    .Net 系列:动态程序集:支持;程序集持久化:支持。
    
    .Net Core 系列:动态程序集:支持;程序集持久化不支持
     

    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。

    AssemblyName assemblyName = new AssemblyName("MyDllName") { Version = new Version("1.0.0.0") };

    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:

    AssemblyBuilder assemblyBuilder = AppDomain.CurrentDomain.DefineDynamicAssembly(assemblyName, AssemblyBuilderAccess.Run);

    AssemblyBuilderAccess 在 .Net 系列中的属性:

    复制代码
    AssemblyBuilderAccess.Run; 表示程序集可被执行,但不能被保存。  
    AssemblyBuilderAccess.Save; 表示程序集可被保存,但不能被执行。  
    AssemblyBuilderAccess.RunAndSave; 表示程序集可被保存并能被执行。
    AssemblyBuilderAccess.ReflectionOnly; 表示程序集只能用于反射上下文环境中,不能被执行。 
    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:

    AssemblyBuilder ab = AssemblyBuilder.DefineDynamicAssembly(assemblyName, AssemblyBuilderAccess.Run);

    AssemblyBuilderAccess 在 .Net Core 系列中的属性:

    AssemblyBuilderAccess.Run; 表示程序集可被执行,但不能被保存。  
    AssemblyBuilderAccess.Collect; 表示程序集可以被卸载并且内存会被回收
     

    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:

    .Net 系列:使用 EmitCodeDom(System.CodeDom.Compiler 系统集成)
    
    .Net Core 系列:Roslyn(Microsoft.CodeAnalysis.CSharp 需要引用组件包)

    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:

    比如:Taurus.MVC 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。

    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:

    复制代码
    internal class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            string dllName = "MyDynamic";
            string title = "This is a dynamic title.";
    
            AssemblyName assemblyName = new AssemblyName(dllName) { Version = new Version("3.0.0.0") };
            AssemblyBuilder assemblyBuilder = AppDomain.CurrentDomain.DefineDynamicAssembly(assemblyName, AssemblyBuilderAccess.RunAndSave);
    
            // 添加自定义属性到程序集
          var titleAttr = new CustomAttributeBuilder(
    typeof(AssemblyTitleAttribute).GetConstructor(new Type[] { typeof(string) }), new object[] { title } ); assemblyBuilder.SetCustomAttribute(titleAttr); assemblyBuilder.DefineVersionInfoResource(); assemblyBuilder.Save(dllName + ".dll"); Console.WriteLine("程序集已生成"); } }
    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:

    assemblyBuilder.DefineVersionInfoResource();

    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

    复制代码
     /// 
     /// Rpc 客户端代理生成类
     /// 
     internal static class RestProxyCreator
     {
         /// 
         /// 构建并保存程序集
         /// 
         /// 程序集名称
         /// 保存路径
         public static bool BuildAssembly(string assName, string savePath)
         {
             if (string.IsNullOrEmpty(assName)) { assName = "RpcProxy"; }
             if (string.IsNullOrEmpty(savePath))
             {
                 savePath = AppConst.WebRootPath + assName + ".dll";
             }
             else if (!savePath.StartsWith(AppConst.WebRootPath))
             {
                 savePath = AppConst.WebRootPath + savePath;
             }
             string version;
             var code = RestProxyCoder.CreateCode(assName, out version);
             var title = assName + " for Taurus MicroService, build on .net " + Environment.Version.ToString();
             var versionCode = RestProxyCoder.CreateVersionCode(title, title, version);
    
             CodeDomProvider provider = CodeDomProvider.CreateProvider("C#");
             CompilerParameters cp = new CompilerParameters();
             cp.ReferencedAssemblies.Add("System.dll");
             cp.ReferencedAssemblies.Add("System.Web.dll");
             cp.ReferencedAssemblies.Add("System.Xml.dll");
             cp.ReferencedAssemblies.Add("System.Data.dll");
             cp.ReferencedAssemblies.Add(AppConst.AssemblyPath + "CYQ.Data.dll");
             cp.ReferencedAssemblies.Add(AppConst.AssemblyPath + "Taurus.Core.dll");
             cp.GenerateExecutable = false;
             cp.GenerateInMemory = false;
             cp.OutputAssembly = savePath;
             CompilerResults cr = provider.CompileAssemblyFromSource(cp, versionCode, code);
             if (cr == null || cr.Errors.Count > 0) { return false; }
             return true;
    
         }
     }
    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、Win32 资源信息如何显示。
    
    2、程序集引用路径错误问题。

    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

    复制代码
    /// 
    /// Rpc 客户端代理生成类
    /// 
    internal static class RestProxyCreator
    {
        /// 
        /// 构建并保存程序集
        /// 
        /// 程序集名称
        /// 保存路径
        public static bool BuildAssembly(string assName, string savePath)
        {
            if (string.IsNullOrEmpty(assName)) { assName = "RpcProxy"; }
            if (string.IsNullOrEmpty(savePath))
            {
                savePath = AppConst.WebRootPath + assName + ".dll";
            }
            else if (!savePath.StartsWith(AppConst.WebRootPath))
            {
                savePath = AppConst.WebRootPath + savePath;
            }
            string version;
            var code = RestProxyCoder.CreateCode(assName, out version);
            var title = assName + " for Taurus MicroService, build on .netcore " + Environment.Version.ToString();
            var versionCode = RestProxyCoder.CreateVersionCode(title, title, version);
    
            SyntaxTree syntaxVersionTree = CSharpSyntaxTree.ParseText(versionCode);
            SyntaxTree syntaxCodeTree = CSharpSyntaxTree.ParseText(code);
    
    
            // 定义编译选项
            CSharpCompilationOptions compilationOptions = new CSharpCompilationOptions(OutputKind.DynamicallyLinkedLibrary)
            .WithOptimizationLevel(OptimizationLevel.Release); // 设置优化级别
    
            // 创建 Compilation
            CSharpCompilation compilation = CSharpCompilation.Create(assName,
                new[] { syntaxVersionTree, syntaxCodeTree },
                references: AddRef(),
                options: compilationOptions);
    
            // 编译并生成程序集
            using (MemoryStream ms = new MemoryStream())
            {
                using (Stream win32resStream = compilation.CreateDefaultWin32Resources(
                                                                            versionResource: true, // 生成版本号。
                                                                            noManifest: false,
                                                                            manifestContents: null,
                                                                            iconInIcoFormat: null))
                {
    
                    EmitResult result = compilation.Emit(ms, win32Resources: win32resStream);
    
                    if (!result.Success)
                    {
                        //foreach (var diagnostic in result.Diagnostics)
                        //{
                        //    Console.WriteLine(diagnostic);
                        //}
                        //Console.WriteLine("fail....");
                        return false;
                    }
                    else
                    {
                        // 保存程序集到文件
                        using (FileStream file = new FileStream(savePath, FileMode.Create))
                        {
                            ms.Seek(0, SeekOrigin.Begin);
                            ms.CopyTo(file);
                        }
                        //Console.WriteLine("OK....");
                    }
                }
            }
    
            return true;
    
        }
    
        /// 
        /// 添加程序集引用
        /// 
        /// 
        private static PortableExecutableReference[] AddRef()
        {
            List exeRefs = new List();
    
            string path = typeof(object).Assembly.Location;
    
            #region 引用路径修正
            path = Path.GetDirectoryName(path);
            if (path.Contains("\\shared\\Microsoft.NETCore.App"))
            {
                // windows 平台,这是nuget 实现程序集路径
                string refPath = path.Replace("\\shared\\Microsoft.NETCore.App", "\\\\packs\\Microsoft.NETCore.App.Ref") + "\\ref";
                if (Directory.Exists(refPath))
                {
                    string[] files = Directory.GetDirectories(refPath);
                    if (files.Length > 0) { path = files[0] + "\\"; }
                }
            }
            #endregion
            foreach (string dllFilePath in Directory.GetFiles(path, "*.dll"))
            {
                var dll = Path.GetFileName(dllFilePath);
    
                if (dll.Split(".").Length > 4) { continue; }
                if (dll.StartsWith("Microsoft.")) { continue; }
                if (dll.StartsWith("System.Drawing.")) { continue; }
                if (dll.StartsWith("System.IO.")) { continue; }
                if (dll.StartsWith("System.Linq.")) { continue; }
                if (dll.StartsWith("System.Net.")) { continue; }
                if (dll.StartsWith("System.Reflection.")) { continue; }
                if (dll.StartsWith("System.Security.")) { continue; }
                if (dll.StartsWith("System.Text.")) { continue; }
                if (dll.StartsWith("System.Threading.")) { continue; }
                if (dll.StartsWith("System.Globalization.")) { continue; }
                if (dll.StartsWith("System.Resources.")) { continue; }
                if (dll.StartsWith("System.Transactions.")) { continue; }
                if (dll.StartsWith("System.Memory.")) { continue; }
                if (dll.StartsWith("System.Formats.")) { continue; }
                if (dll.StartsWith("System.ComponentModel.")) { continue; }
                if (dll.StartsWith("System.Windows.")) { continue; }
                if (dll.StartsWith("System.Diagnostics.")) { continue; }
                if (dll.Contains("VisualBasic")) { continue; }
    
    
                exeRefs.Add(MetadataReference.CreateFromFile(dllFilePath));
            }
    
    
            //添加引用程序集
            string cyqdata = AppConst.AssemblyPath + "CYQ.Data.dll";
            string taurus = AppConst.AssemblyPath + "Taurus.Core.dll";
    
            exeRefs.Add(MetadataReference.CreateFromFile(cyqdata));
            exeRefs.Add(MetadataReference.CreateFromFile(taurus));
            return exeRefs.ToArray();
        }
    }
    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。

    9、补充: Emit 在 .NET 9 开始重新支持持久化程序集:

    示例代码:

    复制代码
    public void CreateAndSaveAssembly(string assemblyPath)
    {
        AssemblyBuilder ab = AssemblyBuilder.DefinePersistedAssembly(
            new AssemblyName("MyAssembly"),
            typeof(object).Assembly
            );
        TypeBuilder tb = ab.DefineDynamicModule("MyModule")
            .DefineType("MyType", TypeAttributes.Public | TypeAttributes.Class);
    
        MethodBuilder mb = tb.DefineMethod(
            "SumMethod",
            MethodAttributes.Public | MethodAttributes.Static,
            typeof(int), [typeof(int), typeof(int)]
            );
        ILGenerator il = mb.GetILGenerator();
        il.Emit(OpCodes.Ldarg_0);
        il.Emit(OpCodes.Ldarg_1);
        il.Emit(OpCodes.Add);
        il.Emit(OpCodes.Ret);
    
        tb.CreateType();
        ab.Save(assemblyPath); // or could save to a Stream
    }
    
    public void UseAssembly(string assemblyPath)
    {
        Assembly assembly = Assembly.LoadFrom(assemblyPath);
        Type type = assembly.GetType("MyType");
        MethodInfo method = type.GetMethod("SumMethod");
        Console.WriteLine(method.Invoke(null, [5, 10]));
    }
    复制代码

    .NET 9 新功能相关链接:https://learn.microsoft.com/zh-tw/dotnet/core/whats-new/dotnet-9/overview?source=recommendations

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/cyq1162/p/18085811