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[ASP.net教程]【C#进阶系列】22 CLR寄宿和AppDomain


关于寄宿和AppDomain

微软开发CLR时,将它实现成包含在一个DLL中的COM服务器。

任何Windows应用程序都能寄宿(容纳)CLR。(简单来讲,就是CLR在一个DLL中,通过引用这个DLL,可以实现包含CLR)

CLR COM服务器初始化会创建一个默认AppDomain,这个AppDomain只有在进程终结时才会被销毁。

然而宿主程序还可以要求CLR创建额外的AppDomain。

因为创建进程开销很大,并且需要大量内存来虚拟化进程的地址空间。

所以人们就像可不可以在一个进程上运行多个程序呢。

于是就在进程上寄宿CLR,并除了AppDomain的概念。AppDomain是为了提供隔离而设计的。

当然原因不止如此,寄宿为应用程序提供了自定义和可扩展性的能力,然而这会导致一些恶意dll去破坏应用程序的数据结构和代码,还能利用安全上下文来访问本来无权访问的资源。

CLR的AppDomain可以解决这个问题,允许第三方的不受信任的代码在现有进程中运行,而CLR保证数据结构、代码和安全上下文不被滥用和破坏

AppDomain,看名字就知道:应用程序域。

以下为AppDomain的具体功能:

  • 一个AppDomain的代码不能访问另一个AppDomain的代码创建的对象。这样就将两个AppDomain隔离开来,这种隔离使AppDomain很容易在进程中卸载,不会影响其它AppDomain正在运行的代码。
  • AppDomain可以卸载。(前面提到过,默认的第一个AppDomain是不能卸载的)
  • AppDomian可以单独保护。(每个AppDomain都会有自己的权限集)
  • AppDomain可以单独配置。(每个AppDomain都会有自己的配置设置,主要影响CLR在AppDomain中的加载方式。涉及搜索路径、版本绑定重定向、卷影复制以及加载器优化)

一个进程上面运行一个CLR COM服务器,然后该CLR管理多个AppDomain,每个AppDomain可以有自己独立的程序。有的程序集是可以在AppDomain中共享的,比如MSCorLib.dll这种与.NET密不可分的类型,在CLR初始化时会被自动加载,有自己独有的loader堆去维护类型对象,且作为"AppDomain"中立的方式为所有AppDomain共享。

跨越AppDomain边界访问对象

前面讲到AppDomain就是为了隔离而设计的,且一个AppDomain的代码不能访问另一个AppDomain的代码。

然而要去做到也不是没有办法,为了实现两个AppDomain之间的通信。

按照AppDomain通信可以将类型分为三种:按引用封送类型,按值封送类型,完全不能封送的类型。

进程中可以有多个线程和多个AppDomain,然而它们不是一一对应的。

虽然一个线程一次只能执行一个AppDomain中的代码,但是一个线程可以执行一个AppDomain的代码后再去执行另一个AppDomain的代码,并且还可以查看自己在哪个AppDomain中。

然而这里由于感觉用不到关系,而且有点小复杂,所以就只领会了中心思想:

按引用封送:实际上就是AppDomain比如B传给另一个AppDomain比如A一个引用对象b,当执行b的函数时,实际上是线程又切回了B,调用完后再切回A。

按值封送:这个实际上就是将一个AppDomain中的对象序列化然后放到另一个AppDomain进行反序列化中。

卸载AppDomain

调用静态方法AppDomain.Unload即可。

卸载AppDomain会卸载其中的所有程序集,释放loader堆。

主要步骤:

  1. CLR挂起进程中执行过托管代码的所有线程
  2. 查看那些线程正在执行要卸载的AppDomain中的代码,有就强迫对应的线程抛出一个ThreadAbortException(线程中止异常)并恢复执行线程,这将导致执行遇到的所有的finally块以清理资源。如果没有代码捕捉到这个异常,那么finally就不会执行,但是线程会终止,但进程可继续运行。(其它所有未处理的异常我们在前面讲过会终止进程,而这里只会终止这个线程.
  3. 执行完第二步,所有的线程都会离开此AppDomain,CLR进入前面垃圾回收类似的标记阶段,标记垃圾。
  4. CLR强制执行垃圾回收,这些对象的Finalize方法被调用来正确清理占用的资源。
  5. CLR恢复所有线程的执行。

任何时候都只会有一个线程来调用Unload方法,不会有多个线程同时调用。

宿主如何使用AppDomain

控制台UI应用程序,NT Service应用程序,Windows窗体应用程序和WPF应用程序都是自寄宿(即自己容纳CLR)的应用程序。

它们都有托管exe文件,托管exe文件初始化进程后,会加载“垫片”(即MSCorEE.dll),垫片检查应用程序集的CLR头信息,决定加载哪个版本的CLR到进程中,CLR加载完后再次检查CLR头去茶砸后Main函数,然后调用该方法后程序才算真正启动起来。

再举一个例子,就拿ASP.NET来说,客户端请求一个Web应用程序时,如果是第一次请求,那么就ASP.NET要求CLR创建新的AppDomain,每个Web应用程序根据虚拟根目录来标识,然后让CLR将包含应用程序所公开类型的程序集加载到新的AppDomain中,创建实例,并调用其中方法。如果不是第一次请求就不会创建新的AppDomain。然而如果客户端请求不同的Web应用程序,也会创建新的AppDomain。貌似就说的是IIS里的那些不同的网站。

 

小总结:

到这一步,还是打算讲一下自己对这个东西的理解。

对于.NET的世界而言,都是在一个进程之上加载CLR(CLR COM服务器),然后在这个CLR上再加载不同的AppDomain。

对于我们平常写的那些简单用.net创建的程序如控制台程序,实际上也是在一个托管exe上再加载CLR,而此时会加载了默认的一个AppDomain。此exe可以作为一个宿主去加载更多的AppDomain,然而这就需要自己手动去加载了。

而对于那些不是.NET的非托管应用程序,也是可以加载CLR,而此时也会加载了默认的一个AppDomain,实际上它也可以作为一个宿主去加载更多的AppDomain。

可能有偏差,还望指正!

PS:

本章内容只择其精要写了一下,具体的AppDomain的玩法需要的时候再进一步深究。(话说回来,总有一种一辈子玩不到这个东西的感觉)