.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 (var dependencyfilestream = file.openread("sample.deps.json")) { using (dependencycontextjsonreader dependencycontextjsonreader = new dependencycontextjsonreader()) { //得到对应的实体文件 var dependencycontext = dependencycontextjsonreader.read(dependencyfilestream); //定义的运行环境,没有,则为全平台运行. string currentruntimeidentifier= dependencycontext.target.runtime; //运行时所需要的dll文件 var assemblynames= dependencycontext.runtimelibraries; } }
二.net core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" ] }, }
net core rid依赖关系示意图
win7-x64 win7-x86 | \ / | | win7 | | | | win-x64 | win-x86 \ | / win | any
.net core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. .net core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
public class pluginloadcontext : assemblyloadcontext { private assemblydependencyresolver _resolver; public pluginloadcontext(string pluginfolder, params string[] 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 = new assemblydependencyresolver(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 } private assembly pluginloadcontext_resolving(assemblyloadcontext assemblyloadcontext, assemblyname assemblyname) { //第4步,load函数加载程序集失败后,执行的事件 } private intptr pluginloadcontext_resolvingunmanageddll(assembly assembly, string unmanageddllname) { //第5步,loadunmanageddll加载native dll失败后执行的事件 } protected override assembly load(assemblyname assemblyname) { //第2步,先执行程序集的加载函数 } protected override intptr loadunmanageddll(string unmanageddllname) { //第3步,先执行的native dll加载逻辑 } }
微软官方示例代码如下:示例具体内容
class pluginloadcontext : assemblyloadcontext { private assemblydependencyresolver _resolver; public pluginloadcontext(string pluginpath) { _resolver = new assemblydependencyresolver(pluginpath); } protected override assembly load(assemblyname assemblyname) { string assemblypath = _resolver.resolveassemblytopath(assemblyname); if (assemblypath != null) { //加载程序集 return loadfromassemblypath(assemblypath); } //返回null,则直接加载主项目程序集 return null; } protected override intptr loadunmanageddll(string unmanageddllname) { string librarypath = _resolver.resolveunmanageddlltopath(unmanageddllname); if (librarypath != null) { //加载native dll文件 return loadunmanageddllfrompath(librarypath); } //返回intptr.zero,即null指针.将会加载主项中runtimes文件夹下的dll return intptr.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unmanaged dll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.net core 3.1,插件项目不能选择.net core 2.0等,甚至不能选择.net standard库
- 否则会出现不可预知的问题.
- 插件是.net standard需要修改项目文件,<targetframeworks>netstandard;netcoreapp3.1</targetframeworks>
- 这样就可以发布为.net core项目.
- 若主项目中的nuget包不适合当前平台,则会报not support platform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
namespace pluginsample { public class simpleservice { public void run(string name) { console.writeline($"hello world!"); } } }
加载插件
namespace test { public class pluginloader { pubilc assemblyloadcontext assemblyloadcontext; public assembly assembly; public type type; public methodinfo method; public void load() { assemblyloadcontext = new pluginloadcontext("插件文件夹"); assembly = alc.load(new assemblyname("pluginsample")); type = assembly.gettype("pluginsample.simpleservice"); method=type.getmethod() } } }
1. 在主项目程序中.assemblyloadcontext,assembly,type,methodinfo等不能直接定义在任何类中.
否则在插件卸载时会失败.当时为了测试是否卸载成功,采用手动加载,执行,卸载了1000次,
发现内存一直上涨,则表示卸载失败.
2. 参照官方文档后了解了weakreferece类.使用该类与assemblyloadcontext关联,当手动gc清理时,
assemblyloadcontext就会变为null值,如果没有变为null值则表示卸载失败.
3. 使用weakreference关联assemblyloadcontext并判断是否卸载成功
public void load(out weakreference weakreference) { var assemblyloadcontext = new pluginloadcontext("插件文件夹"); weakreference = new weakreference(pluginloadcontext, true); assemblyloadcontext.unload(); } public void check() { weakreference weakreference=null; load(out weakreference); //一般第二次,isalive就会变为false,即assemblyloadcontext卸载失败. for (int i = 0; weakreference.isalive && (i < 10); i++) { gc.collect(); gc.waitforpendingfinalizers(); } }
4. 为了解决以上问题.可以把需要的变量放到静态字典中.在unload之前把对应的key值删除掉,即可.
七.程序集的异步函数执行为何会阻止插件程序的卸载?
public class simpleservice { //同步执行,插件卸载成功 public void run(string name) { console.writeline($"hello {name}!"); } //异步执行,卸载成功 public task runasync(string name) { console.writeline($"hello {name}!"); return task.completedtask; } //异步执行,卸载成功 public task runtask(string name) { return task.run(() => { console.writeline($"hello {name}!"); }); } //异步执行,卸载成功 public task runwaittask(string name) { return task.run( async ()=> { while (true) { if (cancellationtokensource.iscancellationrequested) { break; } await task.delay(1000); console.writeline($"hello {name}!"); } }); } //异步执行,卸载成功 public task runwaittaskforcancel(string name, cancellationtoken cancellation) { return task.run(async () => { while (true) { if (cancellation.iscancellationrequested) { break; } await task.delay(1000); console.writeline($"hello {name}!"); } }); } //异步执行,卸载失败 public async task runwait(string name) { while (true) { if (cancellationtokensource.iscancellationrequested) { break; } await task.delay(1000); console.writeline($"hello {name}!"); } } //异步执行,卸载失败 public task runwaitnewtask(string name) { return task.factory.startnew(async ()=> { while (true) { if (cancellationtokensource.iscancellationrequested) { break; } await task.delay(1000); console.writeline($"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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