.Net core 的热插拔机制的深入探索及卸载问题求救指南
一.依赖文件*.deps.json的读取.
依赖文件内容如下.一般位于编译生成目录中
{ "runtimeTarget":{ "name":".NETCoreApp,Version=v3.1", "signature":"" }, "compilationOptions":{}, "targets":{ ".NETCoreApp,Version=v3.1":{ "PluginSample/1.0.0":{ "dependencies":{ "Microsoft.Extensions.Hosting.Abstractions":"5.0.0-rc.2.20475.5" }, "runtime":{ "PluginSample.dll":{} } }, "Microsoft.Extensions.Configuration.Abstractions/5.0.0-rc.2.20475.5":{ "dependencies":{ "Microsoft.Extensions.Primitives":"5.0.0-rc.2.20475.5" }, "runtime":{ "lib/netstandard2.0/Microsoft.Extensions.Configuration.Abstractions.dll":{ "assemblyVersion":"5.0.0.0", "fileVersion":"5.0.20.47505" } } ...
使用DependencyContextJsonReader加载依赖配置文件源码查看
using(vardependencyFileStream=File.OpenRead("Sample.deps.json")) { using(DependencyContextJsonReaderdependencyContextJsonReader=newDependencyContextJsonReader()) { //得到对应的实体文件 vardependencyContext= dependencyContextJsonReader.Read(dependencyFileStream); //定义的运行环境,没有,则为全平台运行. stringcurrentRuntimeIdentifier=dependencyContext.Target.Runtime; //运行时所需要的dll文件 varassemblyNames=dependencyContext.RuntimeLibraries; } }
二.Netcore多平台下RID(RuntimeIdentifier)的定义.
安装Microsoft.NETCore.Platforms包,并找到runtime.json运行时定义文件.
{ "runtimes":{ "win-arm64":{ "#import":[ "win" ] }, "win-arm64-aot":{ "#import":[ "win-aot", "win-arm64" ] }, "win-x64":{ "#import":[ "win" ] }, "win-x64-aot":{ "#import":[ "win-aot", "win-x64" ] }, }
NETCoreRID依赖关系示意图
win7-x64win7-x86 |\/| |win7| ||| win-x64|win-x86 \|/ win | any
.Netcore常用发布平台RID如下
- windows(win)
win-x64
win-x32
win-arm
- macos(osx)
osx-x64
- linux(linux)
linux-x64
linux-arm
1..netcore的runtime.json文件由微软提供:查看runtime.json.
2.runtime.json的runeims节点下,定义了所有的RID字典表以及RID树关系.
3.根据*.deps.json依赖文件中的程序集定义RID标识,就可以判断出依赖文件中指向的dll是否能在某一平台运行.
4.当程序发布为兼容模式时,我们出可以使用runtime.json文件选择性的加载平台dll并运行.
三.AssemblyLoadContext的加载原理
publicclassPluginLoadContext:AssemblyLoadContext { privateAssemblyDependencyResolver_resolver; publicPluginLoadContext(stringpluginFolder,paramsstring[]commonAssemblyFolders):base(isCollectible:true) { this.ResolvingUnmanagedDll+=PluginLoadContext_ResolvingUnmanagedDll; this.Resolving+=PluginLoadContext_Resolving; //第1步,解析des.json文件,并调用Load和LoadUnmanagedDll函数 _resolver=newAssemblyDependencyResolver(pluginFolder); //第6步,通过第4,5步,解析仍失败的dll会自动尝试调用主程序中的程序集, //如果失败,则直接抛出程序集无法加载的错误 } privateAssemblyPluginLoadContext_Resolving(AssemblyLoadContextassemblyLoadContext,AssemblyNameassemblyName) { //第4步,Load函数加载程序集失败后,执行的事件 } privateIntPtrPluginLoadContext_ResolvingUnmanagedDll(Assemblyassembly,stringunmanagedDllName) { //第5步,LoadUnmanagedDll加载nativedll失败后执行的事件 } protectedoverrideAssemblyLoad(AssemblyNameassemblyName) { //第2步,先执行程序集的加载函数 } protectedoverrideIntPtrLoadUnmanagedDll(stringunmanagedDllName) { //第3步,先执行的nativedll加载逻辑 } }
微软官方示例代码如下:示例具体内容
classPluginLoadContext:AssemblyLoadContext { privateAssemblyDependencyResolver_resolver; publicPluginLoadContext(stringpluginPath) { _resolver=newAssemblyDependencyResolver(pluginPath); } protectedoverrideAssemblyLoad(AssemblyNameassemblyName) { stringassemblyPath=_resolver.ResolveAssemblyToPath(assemblyName); if(assemblyPath!=null) { //加载程序集 returnLoadFromAssemblyPath(assemblyPath); } //返回null,则直接加载主项目程序集 returnnull; } protectedoverrideIntPtrLoadUnmanagedDll(stringunmanagedDllName) { stringlibraryPath=_resolver.ResolveUnmanagedDllToPath(unmanagedDllName); if(libraryPath!=null) { //加载nativedll文件 returnLoadUnmanagedDllFromPath(libraryPath); } //返回IntPtr.Zero,即null指针.将会加载主项中runtimes文件夹下的dll returnIntPtr.Zero; } }
1.官方这个示例是有问题的.LoadFromAssemblyPath()函数有bug,
该函数并不会加载依赖的程序集.正确用法是LoadFormStream()
2.Load和LoadUnmanagedDll函数实际上是给开发者手动加载程序集使用的,
自动加载应放到Resolving和ResolvingUnmanagedDll事件中
原因是,这样的加载顺序不会导致项目的程序集覆盖插件的程序集,造成程序集加载失败.
3.手动加载时可以根据deps.json文件定义的runtime加载当前平台下的unmanageddll文件.
这些平台相关的dll文件,一般位于发布目录中的runtimes文件夹中.
四.插件项目一定要和主项目使用同样的运行时.
- 如果主项目是.netcore3.1,插件项目不能选择.netcore2.0等,甚至不能选择.netstandard库
- 否则会出现不可预知的问题.
- 插件是.netstandard需要修改项目文件,
netstandard;netcoreapp3.1 - 这样就可以发布为.netcore项目.
- 若主项目中的nuget包不适合当前平台,则会报NotSupportPlatform的异常.这时如果主项目是在windows上,就需要把项目发布目标设置为win-x64.这属于nuget包依赖关系存在错误描述.
五.AssemblyLoadContext.UnLoad()并不会抛出任何异常.
当你调用AssemblyLoadContext.UnLoad()卸载完插件以为相关程序集已经释放,那你可能就错了.官方文档表明卸载执行失败会抛出InvalidOperationException,不允许卸载官方说明。
但实际测试中,卸载失败,但并未报错.
六.反射程序集相关变量的定义为何阻止插件程序集卸载?
插件
namespacePluginSample { publicclassSimpleService { publicvoidRun(stringname) { Console.WriteLine($"HelloWorld!"); } } }
加载插件
namespaceTest { publicclassPluginLoader { pubilcAssemblyLoadContextassemblyLoadContext; publicAssemblyassembly; publicTypetype; publicMethodInfomethod; publicvoidLoad() { assemblyLoadContext=newPluginLoadContext("插件文件夹"); assembly=alc.Load(newAssemblyName("PluginSample")); type=assembly.GetType("PluginSample.SimpleService"); method=type.GetMethod() } } }
1.在主项目程序中.AssemblyLoadContext,Assembly,Type,MethodInfo等不能直接定义在任何类中.
否则在插件卸载时会失败.当时为了测试是否卸载成功,采用手动加载,执行,卸载了1000次,
发现内存一直上涨,则表示卸载失败.
2.参照官方文档后了解了WeakReferece类.使用该类与AssemblyLoadContext关联,当手动GC清理时,
AssemblyLoadContext就会变为null值,如果没有变为null值则表示卸载失败.
3.使用WeakReference关联AssemblyLoadContext并判断是否卸载成功
publicvoidLoad(outWeakReferenceweakReference) { varassemblyLoadContext=newPluginLoadContext("插件文件夹"); weakReference=newWeakReference(pluginLoadContext,true); assemblyLoadContext.UnLoad(); } publicvoidCheck() { WeakReferenceweakReference=null; Load(outweakReference); //一般第二次,IsAlive就会变为False,即AssemblyLoadContext卸载失败. for(inti=0;weakReference.IsAlive&&(i<10);i++) { GC.Collect(); GC.WaitForPendingFinalizers(); } }
4.为了解决以上问题.可以把需要的变量放到静态字典中.在Unload之前把对应的Key值删除掉,即可.
七.程序集的异步函数执行为何会阻止插件程序的卸载?
publicclassSimpleService { //同步执行,插件卸载成功 publicvoidRun(stringname) { Console.WriteLine($"Hello{name}!"); } //异步执行,卸载成功 publicTaskRunAsync(stringname) { Console.WriteLine($"Hello{name}!"); returnTask.CompletedTask; } //异步执行,卸载成功 publicTaskRunTask(stringname) { returnTask.Run(()=>{ Console.WriteLine($"Hello{name}!"); }); } //异步执行,卸载成功 publicTaskRunWaitTask(stringname) { returnTask.Run(async()=>{ while(true) { if(CancellationTokenSource.IsCancellationRequested) { break; } awaitTask.Delay(1000); Console.WriteLine($"Hello{name}!"); } }); } //异步执行,卸载成功 publicTaskRunWaitTaskForCancel(stringname,CancellationTokencancellation) { returnTask.Run(async()=>{ while(true) { if(cancellation.IsCancellationRequested) { break; } awaitTask.Delay(1000); Console.WriteLine($"Hello{name}!"); } }); } //异步执行,卸载失败 publicasyncTaskRunWait(stringname) { while(true) { if(CancellationTokenSource.IsCancellationRequested) { break; } awaitTask.Delay(1000); Console.WriteLine($"Hello{name}!"); } } //异步执行,卸载失败 publicTaskRunWaitNewTask(stringname) { returnTask.Factory.StartNew(async()=>{ while(true) { if(CancellationTokenSource.IsCancellationRequested) { break; } awaitTask.Delay(1000); Console.WriteLine($"Hello{name}!"); } },TaskCreationOptions.DenyChildAttach); } }
1.以上测试可以看出,如果插件调用的是一个常规带wait的async异步函数,则插件一定会卸载失败.
原因推测是返回的结果是编译器自动生成的状态机实现的,而状态机是在插件中定义的.
2.如果在插件中使用Task.Factory.StartNew函数也会调用失败,原因不明.
官方文档说和Task.Run函数是Task.Factory.StartNew的简单形式,只是参数不同.官方说明
按照官方提供的默认参数测试,卸载仍然失败.说明这两种方式实现底层应该是不同的.
八.正确卸载插件的方式
- 任何与插件相关的非局部变量,不能定义在类中,如果想全局调用只能放到Dictionary中,
- 在调用插件卸载之前,删除相关键值.
- 任何通过插件返回的变量,不能为插件内定义的变量类型.尽量使用json传递参数.
- 插件入口函数尽量使用同步函数,如果为异步函数,只能使用Task.Run方式裹所有逻辑.
- 如果有任何疑问或不同意见,请赐教.
NFinal2开源框架。https://git.oschina.net/LucasDot/NFinal2/tree/master
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