AppDomain一——基本原理

2023-11-19

一、问题的提出

技术一定是为了解决某个应用场景的问题而产生的。很多时候,我们都想使用(开发)USB式(热插拔)的应用,例如,开发一个WinForm应用,并且这个WinForm应用能允许开发人员定制扩展插件，我们不能关闭程序。在把新的dll替换旧dll的时候,错误发生了。

在C++中加载和卸载DLL是一件很容易的事，LoadLibrary和FreeLibrary让你能够轻易的在程序中加载DLL，然后在任何地方卸载。在C#中我们也能使用Assembly.LoadFile实现动态加载DLL，但是当你试图卸载时，你会很惊讶的发现Assembly没有提供任何卸载的方法。这是由于托管代码的自动垃圾回收机制会做这件事情，所以C#不提供释放资源的函数，一切由垃圾回收来做。

这引发了一个问题，用Assembly加载的DLL可能只在程序结束的时候才会被释放，这也意味着在程序运行期间无法更新被加载的DLL。而这个功能在某些程序设计时是非常必要的，考虑你正在用反射机制写一个查看DLL中所有函数详细信息的程序，程序提供一个菜单让用户可以选择DLL文件，这时就需要让程序能够卸载DLL，否则一旦用户重新得到新版本DLL时，必须要重新启动程序，重新选择加载DLL文件，这样的设计是用户无法忍受的。

C#也提供了实现动态卸载DLL的方法，通过AppDomain来实现。AppDomain是一个独立执行应用程序的环境，当AppDomain被卸载的时候，在该环境中的所有资源也将被回收。

二、AppDomain介绍

应用程序域：(Application Domain，简称App Domain)。

以前，每个应用程序都在自己的进程地址空间中运行，由于进程之间是无法直接调用的，这可以保证应用程序的相互隔离，可以防止安全漏洞、数据破坏和其他不可预测的行为，确保应用程序的健壮性。但是在windows中创建进程的开销很大(Win32的CreateProcess函数的速度很慢，而且windows系统需要大量内存来虚拟化一个进程的地址空间)，并且如果要在进程间相互通信是十分麻烦的。

,在.Net以前,每个程序是"封装"在不同的进程中的,这样导致的结果就造就占用资源大,可复用性低等缺点.而AppDomain在同一个进程内划分出多个"域",一个进程可以运行多个应用,提高了资源的复用性,数据通信等.详见应用程序域

CLR在启动的时候会创建系统域(System Domain),共享域(Shared Domain)和默认域(Default Domain),系统域与共享域对于用户是不可见的,默认域也可以说是当前域,它承载了当前应用程序的各类信息(堆栈),所以,我们的一切操作都是在这个默认域上进行."插件式"开发很大程度上就是依靠AppDomain来进行.

具体功能：

隔离，一个AppDomain中的代码创建的对象不能由另一个AppDomain中的代码直接访问。达到隔离应用程序的效果。当然如果要访问别的AppDomain中的内容，可以使用“按引用问封送”或者“按值封送”的语义。
AppDomain可以卸载，但不能卸载单独的程序集或类型，只能卸载整个应用程序域。从而卸载包含在该AppDomain中的所有程序集。
AppDomain可以单独保护，AppDomain在创建后，会应用一答个权限集，它决定了向这个AppDomain中运行的程序集授予的最大权限。从而保护宿主加载的代码不被破坏。
可以单独实施配置，AppDomain在创建后，会关回联一组配置设置。这些设置主要影响CLR在AppDomain中加载程序集的方式。这些设置涉及搜索路答径、版本重定向、卷影复制以及加载器优化。

三、实例

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Net.Http;
using System.Reflection;
using System.Text;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;

namespace ConsoleAppTest
{

    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {


            // Get and display the friendly name of the default AppDomain.
            string callingDomainName = Thread.GetDomain().FriendlyName;//对于默认应用程序域，友好名称是应用程序的可执行文件的名称。
            Console.WriteLine(callingDomainName);

            // Get and display the full name of the EXE assembly.
            string exeAssembly = Assembly.GetEntryAssembly().FullName;
            Console.WriteLine(exeAssembly);
            Console.WriteLine("程序集的名称获取完成！");
            Console.WriteLine();

            // Construct and initialize settings for a second AppDomain.
            AppDomainSetup ads = new AppDomainSetup();
            ads.ApplicationBase = AppDomain.CurrentDomain.BaseDirectory;
            ads.DisallowBindingRedirects = false;
            ads.DisallowCodeDownload = true;
            ads.ConfigurationFile =
                AppDomain.CurrentDomain.SetupInformation.ConfigurationFile;

            // Create the second AppDomain.
            AppDomain ad2 = AppDomain.CreateDomain("SecondDomain", null, ads);

            // Create an instance of MarshalbyRefType in the second AppDomain. 
            // A proxy to the object is returned.
            MarshalByRefType mbrt =
                (MarshalByRefType)ad2.CreateInstanceAndUnwrap(
                    exeAssembly,
                    typeof(MarshalByRefType).FullName
                );

            // Call a method on the object via the proxy, passing the 
            // default AppDomain's friendly name in as a parameter.
            mbrt.SomeMethod(callingDomainName);

            // Unload the second AppDomain. This deletes its object and 
            // invalidates the proxy object.

           // AppDomain.Unload(ad2);//卸载了第二个域，所以会失败，执行catch
            try
            {
                // Call the method again. Note that this time it fails 
                // because the second AppDomain was unloaded.
                mbrt.SomeMethod(callingDomainName);
                Console.WriteLine("Sucessful call.");
            }
            catch (AppDomainUnloadedException)
            {
                Console.WriteLine("Failed call; this is expected.");
            }
            Console.ReadKey();
        }


    }

    // Because this class is derived from MarshalByRefObject, a proxy
    // to a MarshalByRefType object can be returned across an AppDomain 
    // boundary.
    public class MarshalByRefType : MarshalByRefObject
    {
        //  Call this method via a proxy.
        public void SomeMethod(string callingDomainName)
        {
            // Get this AppDomain's settings and display some of them.
            AppDomainSetup ads = AppDomain.CurrentDomain.SetupInformation;
            Console.WriteLine("AppName={0}, AppBase={1}, ConfigFile={2}",
                ads.ApplicationName,
                ads.ApplicationBase,
                ads.ConfigurationFile
            );
            Console.WriteLine();
    

            // Display the name of the calling AppDomain and the name 
            // of the second domain.
            // NOTE: The application's thread has transitioned between 
            // AppDomains.
            Console.WriteLine("Calling from '{0}' to '{1}'.",
                callingDomainName,
                Thread.GetDomain().FriendlyName
            );
        }
    }
}

参考：

https://www.cnblogs.com/rgshare/archive/2013/06/03/3115324.html

https://blog.csdn.net/talent_jian/article/details/54837064

https://blog.csdn.net/cui6864520fei000/article/details/86225421

https://docs.microsoft.com/zh-cn/dotnet/api/system.appdomain?f1url=https%3A%2F%2Fmsdn.microsoft.com%2Fquery%2Fdev15.query%3FappId%3DDev15IDEF1%26l%3DZH-CN%26k%3Dk(System.AppDomain);k(TargetFrameworkMoniker-.NETFramework,Version%3Dv4.5);k(DevLang-csharp)%26rd%3Dtrue&view=netframework-4.8

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