通過應用程序域AppDomain加載和卸載程序集

微軟裝配車的大門似乎只為貨物裝載敞開大門，卻將卸載工人拒之門外。車門的鑰匙只有一把，若要獲得還需要你費一些心思。我在學習Remoting的時候，就遇到一個擾人的問題，就是Remoting為遠程對象僅提供Register的方法，如果你要注銷時，只有另辟蹊徑。細心的開發員，會發現Visual Studio.Net中的反射機制，同樣面臨這個問題。你可以找遍MSDN的所有文檔，在Assembly類中，你永遠只能看到Load方法，卻無法尋覓到Unload的蹤跡。難道我們裝載了程序集后，就不能再將它卸載下來嗎？

想一想這樣一個場景。你通過反射動態加載了一個dll文件，如今你需要在未關閉程序的情況下，刪除或覆蓋該文件，那么結果會怎樣？很遺憾，系統會提示你無法訪問該文件。事實上該文件正處于被調用的狀態，此時要對該文件進行修改，就會出現爭用的情況。

顯然，為程序集提供卸載功能是很有必要的，但為什么微軟在其產品中不提供該功能呢？CLR 產品單元經理(Unit Manager) Jason Zander 在文章 Why isn't there an Assembly.Unload method? 中解釋了沒有實現該功能的原因。Flier_Lu在其博客里（Assembly.Unload）有詳細的中文介紹。文中介紹了解決卸載程序集的折中方法。Eric Gunnerson在文章《AppDomain 和動態加載》中也提到：Assembly.Load() 通常運行良好，但程序集無法獨立卸載（只有 AppDomain 可以卸載）。Enrico Sabbadin 在文章《Unload Assemblies From an Application Domain》也有相關VB.Net實現該功能的相關說明。

尤其是Flier_Lu的博客里已經有了很詳細的代碼。不過，這些代碼沒有詳細地說明。我在我的項目中也需要這一項功能。這段代碼給了我很大的提示。但在實際的實現中，還是遇到一些具體的問題。所以我還是想再談談我的體會。

通過AppDomain來實現程序集的卸載，這個思路是非常清晰的。由于在程序設計中，非特殊的需要，我們都是運行在同一個應用程序域中。由于程序集的卸載存在上述的缺陷，我們必須要關閉應用程序域，方可卸載已經裝載的程序集。然而主程序域是不能關閉的，因此唯一的辦法就是在主程序域中建立一個子程序域，通過它來專門實現程序集的裝載。一旦要卸載這些程序集，就只需要卸載該子程序域就可以了，它并不影響主程序域的執行。

不過現在看來，最主要的問題不是子程序域如何創建，關鍵是我們必須實現一種機制，來達到兩個程序域之間完成通訊的功能。如果大家熟悉Remoting，就會想到這個問題不是和Remoting的機制有幾分相似之處嗎？那么答案就可以呼之欲出了，對了，就是使用代理的方法！不過與Remoting不同的是兩個程序域之間的關系。因為子程序域是在主程序域中建立的，因此對該域的控制顯然就與Remoting不相同了。

我想先用一副圖來表述實現的機制：

說明：
1、Loader類提供創建子程序域和卸載程序域的方法；
2、RemoteLoader類提供裝載程序集方法；
3、Loader類獲得RemoteLoader類的代理對象，并調用RemoteLoader類的方法；
4、RemoteLoader類的方法在子程序域中完成；
5、Loader類和RemoteLoader類均放在AssemblyLoader.dll程序集文件中；

我們再來看代碼：
Loader類：

SetRemoteLoaderObject()方法：

  private AppDomain domain = null;
  private Hashtable domains = new Hashtable();  
  private RemoteLoader rl = null;

public RemoteLoader SetRemoteLoaderObject(string dllName)
{
    AppDomainSetup setup = new AppDomainSetup();            
    setup.ShadowCopyFiles = "true";
    domain = AppDomain.CreateDomain(dllName,null,setup);
            
    domains.Add(dllName,domain);    
    try
    {

                rl = (AssemblyLoader.RemoteLoader)domain.CreateInstanceFromAndUnwrap(
                "AssemblyLoader.dll","AssemblyLoader.RemoteLoader");         
    }
    catch
    {
        throw new Exception();
    }
}

代碼中的變量rl為RemoteLoader類對象，在Loader類中是其私有成員。SetRemoteLoaderObject()方法實際上提供了兩個功能，一是創建了子程序域，第二則是獲得了RemoteLoader類對象。

請大家一定要注意語句：
rl = (AssemblyLoader.RemoteLoader)domain.CreateInstanceFromAndUnwrap("AssemblyLoader.dll","AssemblyLoader.RemoteLoader");

這條語句就是實現兩個程序域之間通訊的關鍵。因為Loader類是在主程序域中，RemoteLoader類則是在子程序域中。如果我們在Loader類即主程序域中顯示實例化RemoteLoader類對象rl，此時調用rl的方法，實際上是在主程序域中調用的。因此，我們必須使用代理的方式，來獲得rl對象，這就是CreateInstanceFromAndUnwrap方法的目的。其中參數一為要創建類對象的程序集文件名，參數二則是該類的類型名。

CreateCreateInstanceFromAndUnwrap方法有多個重載。代碼中的調用方式是當RemoteLoader類為默認構造函數時的其中一種重載。如果RemoteLoader類的構造函數有參數，則方法應改為：

object[] parms = {dllName};
BindingFlags bindings = BindingFlags.CreateInstance |
BindingFlags.Instance | BindingFlags.Public;
rl = (AssemblyLoader.RemoteLoader)domain.CreateInstanceFromAndUnwrap("AssemblyLoader.dll","AssemblyLoader.RemoteLoader",true,bindings,
null,parms,null,null,null);

詳細的調用方式可以參考MSDN。

以下Loader類的Unload方法和LoadAssembly方法():

public Assembly LoadAssembly(string dllName)
{
    try
    {
        SetRemoteLoaderObject(dllName);
        return rl.LoadAssembly(dllName);
    }
    catch (Exception)
    {
        throw new AssemblyLoadFailureException();
    }
}

public void Unload(string dllName)
{
    if (domains.ContainsKey(dllName))
    {
        AppDomain appDomain = (AppDomain)domains[dllName];
        AppDomain.Unload(appDomain);
        domains.Remove(dllName);
    }            
}

當我們調用Unload方法時，則程序域domain加載的程序集也將隨著而被卸載。LoadAssembly方法中的異常AssemblyLoadFailureException為自定義異常：

    public class AssemblyLoadFailureException:Exception
    {
        public AssemblyLoadFailureException():base()
        {            
        }

        public override string Message
        {
            get
            {
                return "Assembly Load Failure";
            }
        }

    }

既然在Loader類獲得的RemoteLoader類實例必須通過代理的方式，因此該類對象必須支持被序列化。所以我們可以令該類派生MarshalByRefObject。RemoteLoader類的代碼：

    public class RemoteLoader:MarshalByRefObject
    {
        public RemoteLoader(string dllName)
        {
            if (assembly == null)
            {
                assembly = Assembly.LoadFrom(dllName);
            }
        }        

        private Assembly assembly = null;

        public Assembly LoadAssembly(string dllName)
        {
            try
            {
                assembly = Assembly.LoadFrom(dllName);                
                return assembly;
            }
            catch (Exception)
            {
                throw new AssemblyLoadFailureException();
            }
        }
    }

通過上述的兩個類，我們就可以實現程序集的加載和卸載。另外，為了保證應用程序域的對象在內存中被清除，應該令這兩個類都實現IDisposable接口，和實現Dispose()方法。

然而在實際的操作過程中，我發現在RemoteLoader類的LoadAssembly方法，是存在遺患的。在我的LoadAssembly方法中，會返回一個Assembly對象。令我百思不得其解的是，雖然都是Assembly對象，但在加載某些程序集并返回Assembly時，在Loader類中會拋出SerializationException異常，并報告反序列化的對象狀態不足。這個異常是在序列化獲反序列化過程中發生的。我反復比較了兩個程序集，一個可以正常加載并序列化，一個會拋出如上異常。會拋出異常的程序集并沒有什么特殊之處，且我在程序中的其他地方也沒有重復加載該程序集。這是一個疑問！！

不過通常我們在RemoteLoader類中，要實現的方法并非返回一個Assembly對象，而是通過反射加載程序集后，創建該程序集的對象。由于類對象都為object類型，此時序列化就不會出現問題。在我的項目中，因為要獲得程序集的版本號，比較版本號在確定是否需要更新，因此我在RemoteLoader類中，只需要在加載程序集后，返回程序集的版本號字符串類型就可以了。字符串類型是絕對支持序列化的。

AssemlbyLoader.Dll的源代碼可以點擊這里獲得。在應用程序中，顯示添加對該程序集的引用，然后實例化Loader類對象，來調用該方法即可。我還做了一個簡單的測試程序，用的是LoadAssembly方法。大家可以測試一下，是否如我所說，對于某些程序集，可能會拋出序列化的異常！？

測試的代碼請點擊這里獲得，測試界面如下：

同時，大家也可以測試一下，直接加載和通過AppDomain加載，刪除程序集文件時會有什么區別？