CLR中的程序集加載-創(chuàng)新互聯(lián)

本次來(lái)討論一下基于.net平臺(tái)的CLR中的程序集加載的機(jī)制：

目前創(chuàng)新互聯(lián)已為上千余家的企業(yè)提供了網(wǎng)站建設(shè)、域名、網(wǎng)絡(luò)空間、網(wǎng)站托管、企業(yè)網(wǎng)站設(shè)計(jì)、馬鞍山網(wǎng)站維護(hù)等服務(wù)，公司將堅(jiān)持客戶導(dǎo)向、應(yīng)用為本的策略，正道將秉承"和諧、參與、激情"的文化，與客戶和合作伙伴齊心協(xié)力一起成長(zhǎng)，共同發(fā)展。

【注：由于.net已經(jīng)開(kāi)源，可利用vs2015查看c#源碼的具體實(shí)現(xiàn)】

在運(yùn)行時(shí)，JIT編譯器利用程序集的TypeRef和AssemblyRef元數(shù)據(jù)表來(lái)確定哪一個(gè)程序集定義了所引用的類型。在AssemblyRef元數(shù)據(jù)表的記錄項(xiàng)中，包含構(gòu)成程序集的強(qiáng)名稱的各個(gè)部分。JIT編譯器獲取包括名稱（無(wú)擴(kuò)展名和路徑）、版本、語(yǔ)言文化和公鑰標(biāo)記，將這些連接成一個(gè)字符串。JIT編譯器將該標(biāo)識(shí)匹配的一個(gè)程序集加載到AppDomain中。】

CLR內(nèi)部加載程序集提供了4中方法，在System.Refleetion.Assembly類中：

1. 采用靜態(tài)方法Load()加載程序集，可調(diào)用它顯示的將一個(gè)程序集加載到AppDomain中：

【注：Assembly類的Load()存在兩個(gè)重載版本】

    /// <summary>
    /// 通過(guò)給定的程序集的顯示名稱來(lái)加載程序集，使用提供的證據(jù)將程序集加載到調(diào)用方的域中。
    /// </summary>
    /// <returns>
    /// 加載的程序集。
    /// </returns>
    /// <param name="assemblyString">程序集的顯示名稱。</param>
    <param name="assemblySecurity">用于加載程序集的證據(jù)。</param>
　　<exception cref="T:System.ArgumentNullException"><paramref name="assemblyString"/> 為 null。</exception>
　　<exception cref="T:System.IO.FileNotFoundException"><paramref name="assemblyString"/> 未找到。</exception>
　　<exception cref="T:System.BadImageFormatException"><paramref name="assemblyString"/> 不是有效程序集。-或 -當(dāng)前加載的是 2.0 或更高版本的公共語(yǔ)言運(yùn)行時(shí)，而<paramref name="assemblyString"/> 是用更高版本的公共語(yǔ)言運(yùn)行時(shí)編譯的。</exception>
　　<exception cref="T:System.IO.FileLoadException">發(fā)現(xiàn)一個(gè)未能加載的文件。- 或 -用兩個(gè)不同的證據(jù)將一個(gè)程序集或模塊加載了兩次。</exception>
　　<PermissionSet><IPermission class="System.Security.Permissions.FileIOPermission, mscorlib, Version=2.0.3600.0, Culture=neutral, PublicKeyToken=b77a5c561934e089" version="1" Read="*AllFiles*" PathDiscovery="*AllFiles*"/></PermissionSet>
        [SecuritySafeCritical]
       [Obsolete("This method is obsolete and will be removed in a future release of the .NET Framework. Please use an overload of Load which does not take an Evidence parameter. See http://go.microsoft.com/fwlink/?LinkID=155570 for more information.")]
    [MethodImpl(MethodImplOptions.NoInlining)]
    public static Assembly Load(string assemblyString, Evidence assemblySecurity)
    {
      StackCrawlMark stackMark = StackCrawlMark.LookForMyCaller;
      return (Assembly) RuntimeAssembly.InternalLoad(assemblyString, assemblySecurity, ref stackMark, false);
}
     /// <summary>
    /// 通過(guò)給定程序集的長(zhǎng)格式名稱加載程序集。
    /// </summary>
    ///
    /// <returns>
    /// 加載的程序集。
    /// </returns>
/// <param name="assemblyString">程序集名稱的長(zhǎng)格式。</param>
<exception cref="T:System.ArgumentNullException"><paramref name="assemblyString"/> 為 null。</exception>
<exception cref="T:System.ArgumentException"><paramref name="assemblyString"/> 是零長(zhǎng)度字符串。</exception>
<exception cref="T:System.IO.FileNotFoundException"><paramref name="assemblyString"/> 未找到。</exception>
<exception cref="T:System.IO.FileLoadException">發(fā)現(xiàn)一個(gè)未能加載的文件。</exception>
<exception cref="T:System.BadImageFormatException"><paramref name="assemblyString"/> 不是有效程序集。- 或 -當(dāng)前加載的是 2.0 或更高版本的公共語(yǔ)言運(yùn)行時(shí)，而<paramref name="assemblyString"/> 是用更高版本的公共語(yǔ)言運(yùn)行時(shí)編譯的。</exception>
<PermissionSet><IPermission class="System.Security.Permissions.FileIOPermission, mscorlib, Version=2.0.3600.0, Culture=neutral, PublicKeyToken=b77a5c561934e089" version="1" Read="*AllFiles*" PathDiscovery="*AllFiles*"/></PermissionSet>
    [SecuritySafeCritical]
    [__DynamicallyInvokable]
    [MethodImpl(MethodImplOptions.NoInlining)]
    public static Assembly Load(string assemblyString)
    {
      StackCrawlMark stackMark = StackCrawlMark.LookForMyCaller;
      return (Assembly) RuntimeAssembly.InternalLoad(assemblyString, (Evidence) null, ref stackMark, false);
    }

在內(nèi)部，Load導(dǎo)致CLR向程序集應(yīng)用一個(gè)版本綁定重定向策略，并在GAC（全局程序集緩存）中查找程序集。如果沒(méi)有找到，就接著去應(yīng)用程序的基目錄、私有路徑目錄和codebase位置查找。如果Load找到指定的程序集，會(huì)返回對(duì)代表已加載的那個(gè)程序集的一個(gè)Assembly對(duì)象的引用。如果沒(méi)有找到，則會(huì)拋出一個(gè)異常。

【注：System.AppDomain提供了一個(gè)Load方法，這與Assembly的靜態(tài)Load方法不同，AppDoamin的Load是一個(gè)實(shí)例方法，它允許將一個(gè)程序集加載到一個(gè)指定的AppDoamin中，該方法設(shè)計(jì)供非托管代碼調(diào)用，語(yǔ)序宿主將一個(gè)程序集“注入”一個(gè)特定的AppDoamin?！?/p>

2.采用Assembly的LoadFrom方法，指定路徑名的方式加載程序集：

    /// <summary>
    /// 已知程序集的文件名或路徑，加載程序集。
    /// </summary>
    ///
    /// <returns>
    /// 加載的程序集。
    /// </returns>
    /// <param name="assemblyFile">包含程序集清單的文件的名稱或路徑。</param>
<exception cref="T:System.ArgumentNullException"><paramref name="assemblyFile"/> 為 null。</exception>
<exception cref="T:System.IO.FileNotFoundException">未找到<paramref name="assemblyFile"/>，或者嘗試加載的模塊沒(méi)有指定文件擴(kuò)展名。</exception>
<exception cref="T:System.IO.FileLoadException">發(fā)現(xiàn)一個(gè)未能加載的文件。</exception>
<exception cref="T:System.BadImageFormatException"><paramref name="assemblyFile"/> 不是有效的程序集；例如，64 位進(jìn)程中的 32 位程序集。有關(guān)更多信息，請(qǐng)參見(jiàn)異常主題。- 或 -當(dāng)前加載的是 2.0 或更高版本的公共語(yǔ)言運(yùn)行時(shí)，而<paramref name="assemblyFile"/> 是用更高版本的公共語(yǔ)言運(yùn)行時(shí)編譯的。</exception>
<exception cref="T:System.Security.SecurityException">在沒(méi)有所需<see cref="T:System.Net.WebPermission"/> 的情況下，指定了不以“file://”開(kāi)始的基本代碼。</exception>
<exception cref="T:System.ArgumentException"><paramref name="assemblyFile"/> 參數(shù)是空字符串 ("")。</exception>
<exception cref="T:System.IO.PathTooLongException">程序集名稱的長(zhǎng)度大于 MAX_PATH 個(gè)字符。</exception>
<PermissionSet><IPermission class="System.Security.Permissions.FileIOPermission, mscorlib, Version=2.0.3600.0, Culture=neutral, PublicKeyToken=b77a5c561934e089" version="1" Read="*AllFiles*" PathDiscovery="*AllFiles*"/></PermissionSet>
    [SecuritySafeCritical]
    [MethodImpl(MethodImplOptions.NoInlining)]
    public static Assembly LoadFrom(string assemblyFile)
    {
      StackCrawlMark stackMark = StackCrawlMark.LookForMyCaller;
      return (Assembly) RuntimeAssembly.InternalLoadFrom(assemblyFile, (Evidence) null, (byte[]) null, AssemblyHashAlgorithm.None, false, false, ref stackMark);
}

(1).在內(nèi)部，LoadFrom首先會(huì)調(diào)用Syatem.Reflection.AssemblyName類的靜態(tài)方法GetAssemblyName。該方法打開(kāi)指定的文件，查找AssemblyRef元數(shù)據(jù)表的記錄項(xiàng)，提取程序集標(biāo)識(shí)信息。

（2）.以一個(gè)AssembleName對(duì)象的形式返回這些信息。

（3）.LoadFrom方法內(nèi)部調(diào)用Assembly的Load方法，將Assembly對(duì)象傳遞給他。

（4）.CLR會(huì)為應(yīng)用版本綁定重定向策略，并在各個(gè)位置查找匹配的程序集。

3.采用Assembly的LoadFile方法，這個(gè)方法可以從任意路徑加載一個(gè)程序集，并可將具有相同標(biāo)識(shí)的一個(gè)程序集多次加載到一個(gè)AppDoamin中。

    /// <summary>
    /// 加載指定路徑上的程序集文件的內(nèi)容。
    /// </summary>
    ///
    /// <returns>
    /// 加載的程序集。
    /// </returns>
/// <param name="path">要加載的文件的完全限定路徑。</param>
<exception cref="T:System.ArgumentException"><paramref name="path"/> 參數(shù)不是絕對(duì)路徑。</exception>
<exception cref="T:System.ArgumentNullException"><paramref name="path"/> 參數(shù)為 null。</exception><exception cref="T:System.IO.FileLoadException">發(fā)現(xiàn)一個(gè)未能加載的文件。</exception>
<exception cref="T:System.IO.FileNotFoundException"><paramref name="path"/> 參數(shù)為空字符串 ("") 或不存在。</exception>
<exception cref="T:System.BadImageFormatException"><paramref name="path"/> 不是有效程序集。- 或 -當(dāng)前加載的是 2.0 或更高版本的公共語(yǔ)言運(yùn)行時(shí)，而
<paramref name="path"/> 是用更高版本的公共語(yǔ)言運(yùn)行時(shí)編譯的。</exception>
<PermissionSet><IPermission class="System.Security.Permissions.FileIOPermission, mscorlib, Version=2.0.3600.0, Culture=neutral, PublicKeyToken=b77a5c561934e089" version="1" Unrestricted="true"/>
<IPermission class="System.Security.Permissions.SecurityPermission, mscorlib, Version=2.0.3600.0, Culture=neutral, PublicKeyToken=b77a5c561934e089" version="1" Flags="ControlEvidence"/></PermissionSet>
    [SecuritySafeCritical]
    public static Assembly LoadFile(string path)
    {
      AppDomain.CheckLoadFileSupported();
      new FileIOPermission(FileIOPermissionAccess.Read | FileIOPermissionAccess.PathDiscovery, path).Demand();
      return (Assembly) RuntimeAssembly.nLoadFile(path, (Evidence) null);
    }
 
    /// <summary>
    /// 通過(guò)給定的程序集的路徑來(lái)加載程序集，使用提供的證據(jù)將程序集加載到調(diào)用方的域中。
    /// </summary>
    ///
    /// <returns>
    /// 加載的程序集。
    /// </returns>
/// <param name="path">程序集文件的完全限定路徑。</param>
<param name="securityEvidence">用于加載程序集的證據(jù)。</param>
<exception cref="T:System.ArgumentException"><paramref name="path"/> 參數(shù)不是絕對(duì)路徑。</exception>
<exception cref="T:System.ArgumentNullException"><paramref name="path"/> 參數(shù)為 null。</exception>
<exception cref="T:System.IO.FileNotFoundException"><paramref name="path"/> 參數(shù)為空字符串 ("") 或不存在。</exception>
<exception cref="T:System.IO.FileLoadException">發(fā)現(xiàn)一個(gè)未能加載的文件。</exception>
<exception cref="T:System.BadImageFormatException"><paramref name="path"/> 不是有效程序集。- 或 -當(dāng)前加載的是 2.0 或更高版本的公共語(yǔ)言運(yùn)行時(shí)，而
<paramref name="path"/> 是用更高版本的公共語(yǔ)言運(yùn)行時(shí)編譯的。</exception>
<exception cref="T:System.NotSupportedException"><paramref name="securityEvidence"/> 不是 null。默認(rèn)情況下，舊的 CAS 策略中未啟用 .NET Framework 4； 如果未啟用）， <paramref name="securityEvidence"/> 必須是 null。</exception>
<PermissionSet><IPermission class="System.Security.Permissions.FileIOPermission, mscorlib, Version=2.0.3600.0, Culture=neutral, PublicKeyToken=b77a5c561934e089" version="1" Unrestricted="true"/>
<IPermission class="System.Security.Permissions.SecurityPermission, mscorlib, Version=2.0.3600.0, Culture=neutral, PublicKeyToken=b77a5c561934e089" version="1" Flags="ControlEvidence"/></PermissionSet>
    [SecuritySafeCritical]
    [Obsolete("This method is obsolete and will be removed in a future release of the .NET Framework. Please use an overload of LoadFile which does not take an Evidence parameter. See http://go.microsoft.com/fwlink/?LinkID=155570 for more information.")]
    [SecurityPermission(SecurityAction.Demand, Flags = SecurityPermissionFlag.ControlEvidence)]
    public static Assembly LoadFile(string path, Evidence securityEvidence)
    {
      AppDomain.CheckLoadFileSupported();
      if (securityEvidence != null && !AppDomain.CurrentDomain.IsLegacyCasPolicyEnabled)
        throw new NotSupportedException(Environment.GetResourceString("NotSupported_RequiresCasPolicyImplicit"));
      new FileIOPermission(FileIOPermissionAccess.Read | FileIOPermissionAccess.PathDiscovery, path).Demand();
      return (Assembly) RuntimeAssembly.nLoadFile(path, securityEvidence);
    }

通過(guò)LoadFile加載程序集時(shí)，CLR不會(huì)自動(dòng)解析任何依賴性問(wèn)題，代碼必須向AppDomain的AssemblyReaolve事件登記，并讓事件回調(diào)方法顯示的加載依賴的程序集。

4.如果需要構(gòu)建的一個(gè)工具只是通過(guò)反射來(lái)分析程序集的元數(shù)據(jù)，并希望確保程序集中的任何代碼都不會(huì)執(zhí)行，那么程序集的最佳方式就是使用Assembly的ReflectionOnlyLoadFrom方法或者使用ReflectionOnlyLoad方法。

    /// <summary>
    /// 將給定顯示名稱的程序集加載到只反射上下文中。
    /// </summary>
    ///
    /// <returns>
    /// 加載的程序集。
    /// </returns>
    /// <param name="assemblyString">程序集的顯示名稱，由
<see cref="P:System.Reflection.AssemblyName.FullName"/> 屬性返回。</param>
<exception cref="T:System.ArgumentNullException"><paramref name="assemblyString"/> 為 null。</exception>
<exception cref="T:System.ArgumentException"><paramref name="assemblyString"/> 為空字符串 ("")。</exception>
<exception cref="T:System.IO.FileNotFoundException"><paramref name="assemblyString"/> 未找到。</exception>
<exception cref="T:System.IO.FileLoadException"><paramref name="assemblyString"/> 已找到，但是不能加載。</exception>
<exception cref="T:System.BadImageFormatException"><paramref name="assemblyString"/> 不是有效程序集。- 或 -當(dāng)前加載的是 2.0 或更高版本的公共語(yǔ)言運(yùn)行時(shí)，而<paramref name="assemblyString"/> 是用更高版本的公共語(yǔ)言運(yùn)行時(shí)編譯的。</exception>
<PermissionSet><IPermission class="System.Security.Permissions.FileIOPermission, mscorlib, Version=2.0.3600.0, Culture=neutral, PublicKeyToken=b77a5c561934e089" version="1" Read="*AllFiles*" PathDiscovery="*AllFiles*"/></PermissionSet>
    [SecuritySafeCritical]
    [MethodImpl(MethodImplOptions.NoInlining)]
    public static Assembly ReflectionOnlyLoad(string assemblyString)
    {
      StackCrawlMark stackMark = StackCrawlMark.LookForMyCaller;
      return (Assembly) RuntimeAssembly.InternalLoad(assemblyString, (Evidence) null, ref stackMark, true);
}
    /// <summary>
    /// 將給定路徑的程序集加載到只反射上下文中。
    /// </summary>
    ///
    /// <returns>
    /// 加載的程序集。
    /// </returns>
/// <param name="assemblyFile">包含程序集清單的文件的路徑。</param>
<exception cref="T:System.ArgumentNullException"><paramref name="assemblyFile"/> 為 null。</exception>
<exception cref="T:System.IO.FileNotFoundException">未找到
<paramref name="assemblyFile"/>，或者嘗試加載的模塊沒(méi)有指定文件擴(kuò)展名。</exception>
<exception cref="T:System.IO.FileLoadException"><paramref name="assemblyFile"/> 已找到，但是未能加載。</exception>
<exception cref="T:System.BadImageFormatException"><paramref name="assemblyFile"/> 不是有效程序集。- 或 -當(dāng)前加載的是 2.0 或更高版本的公共語(yǔ)言運(yùn)行時(shí)，而<paramref name="assemblyFile"/> 是用更高版本的公共語(yǔ)言運(yùn)行時(shí)編譯的。</exception>
<exception cref="T:System.Security.SecurityException">在沒(méi)有所需 <see cref="T:System.Net.WebPermission"/> 的情況下，指定了不以“file://”開(kāi)始的基本代碼。</exception>
<exception cref="T:System.IO.PathTooLongException">程序集名稱的長(zhǎng)度大于 MAX_PATH 個(gè)字符。</exception>
<exception cref="T:System.ArgumentException"><paramref name="assemblyFile"/> 為空字符串 ("")。</exception>
<PermissionSet><IPermission class="System.Security.Permissions.FileIOPermission, mscorlib, Version=2.0.3600.0, Culture=neutral, PublicKeyToken=b77a5c561934e089" version="1" Read="*AllFiles*" PathDiscovery="*AllFiles*"/></PermissionSet>
    [SecuritySafeCritical]
    [MethodImpl(MethodImplOptions.NoInlining)]
    public static Assembly ReflectionOnlyLoadFrom(string assemblyFile)
    {
      StackCrawlMark stackMark = StackCrawlMark.LookForMyCaller;
      return (Assembly) RuntimeAssembly.InternalLoadFrom(assemblyFile, (Evidence) null, (byte[]) null, AssemblyHashAlgorithm.None, true, false, ref stackMark);
    }

ReflectionOnlyLoadFrom方法加載有路徑指定的文件，文件的強(qiáng)名稱標(biāo)識(shí)不會(huì)獲取，也不會(huì)在GAC和其他位置搜索文件。ReflectionOnlyLoad方法會(huì)在GAC、應(yīng)用程序基目錄、私有路徑和codebase指定的位置搜索指定的程序集，該方法不會(huì)應(yīng)用版本控制策略，因此在指定的是那個(gè)版本，獲取的就是那個(gè)版本。如果要自行為一個(gè)程序集標(biāo)識(shí)指定版本控制策略，可將字符串傳給AppDoamin的ApplyPolicy方法。

用ReflectionOnlyLoadFrom或ReflectionOnlyLoad方法加載程序集時(shí)，CLR禁止程序集中的任何代碼執(zhí)行，如果試圖執(zhí)行，則會(huì)拋出異常。

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新聞標(biāo)題：CLR中的程序集加載-創(chuàng)新互聯(lián)
標(biāo)題URL：http://jinyejixie.com/article22/ddsejc.html

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