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了解程序集如何在C#.NET中加载
我们一直在处理库和NuGet软件包。不管是好是坏，高级.NET开发人员都需要了解.NET运行时如何加载程序集。
这些库依赖于其他流行的库，并且有很多共享的依赖项。有了足够大的依赖关系网络，您最终将陷入冲突或困境。处理此类问题的最佳方法是了解该机制在内部的工作方式。
在本文中，您将看到.NET进程如何以及何时加载引用的程序集。
您将了解加载了哪个库版本，当有多个可用版本时会发生什么，以及为什么有时由于版本冲突而出现问题。
您将看到如何调试这些类型的问题，查看程序集绑定日志(融合日志)以及一些解决冲突的方法。
程序集，模块和引用
让我们从围绕.NET流程的一些基本术语开始。
一个装配在.NET是一个DLL或EXE文件。Visual Studio解决方案中的每个项目都被编译为一个程序集。
每个程序集可以包含多个模块，但是实际上，我们几乎总是在一个程序集中有一个模块，该模块的名称与该程序集相同。
在Visual Studio中启动进程或单击F5时，将执行启动项目程序集。除了.NET Framework或.NET Core程序集之外，它将是第一个加载的程序集。
之后，该过程将根据需要在运行时加载其他程序集。仅当需要调用该程序集的方法或使用该程序集的类型时，它才会延迟加载程序集。
这里是为一个简单的“ Hello World” .NET Framework项目加载的模块(出于我们所有的意图和目的，模块和程序集都是相同的)。MyStartup.dll是此处的启动项目：
.NET Core项目启动时加载的模块
当您从另一个项目引用一个项目时，在构建时，被引用项目的DLL或EXE被复制到启动项目的Bin文件夹中。
通常是Bin \ Debug或Bin \ Release。在运行时，当您第一次使用引用的项目中的类型时，CLR在应用程序目录中查找具有与期望的名称和版本相同的DLL文件。然后将程序集加载到流程中。这也称为绑定到装配件。
这是一个例子：
假设我们有一个名为MyStartup的简单控制台应用程序，它引用了另一个名为Lib1的项目。MyStartup使用Lib1程序集中的某些类。
在MyStartup中：
- class Program
- {
- static void Main(string[] args)
- {
- int a = int.Parse(Console.ReadLine());
- int b = int.Parse(Console.ReadLine());
- Console.WriteLine("A + B = " + Add(a, b));
- }
- private static int Add(int a, int b)
- {
- var calculator = new Lib1.Calculator();
- return calculator.Sum(a, b);
- }
- }
在Lib1中：
- public class Calculator
- {
- public int Sum(int a, int b)
- {
- return a + b;
- }
输入Main方法时，尚未加载Lib1程序集。但是，在输入Add方法时，CLR尝试解析Calculator类型，找出它在引用的程序集Lib1中，然后尝试加载该程序集。
.NET中的程序集绑定
当CLR需要加载程序集时，逻辑实际上比在Bin文件夹中查找要复杂一些。这是执行的实际逻辑(有关详细说明，请参见Microsoft文档[1])：
1.根据配置文件(app.config或web.config)确定需要加载的程序集的版本。该配置文件的名称为(在生成之后) [executable name].exe.config或web.config。绑定重定向在这里发挥了作用(稍后会详细介绍)。
2.查看程序集是否已加载。如果加载了其他版本，则将抛出FileLoadException，除非它是一个可以同时加载多个版本的强命名程序集。
3.如果它是强名称程序集，请检查全局程序集缓存[2](GAC)。GAC是机器上共享多个应用程序部件的地方。如果需要的话，程序集会缓存。它只能存储强命名程序集。它可以存储同一程序集的不同版本。您可以使用gacutil.exe[3]自己将其安装到GAC 。
4.如果它是一个强名称的程序集，并且配置文件包含
5.根据启发式算法检查程序集DLL或EXE。此过程称为“探测”。算法如下：
他们为什么要使所有事情变得如此困难，对吗?
实际上，这种逻辑非常有助于我们发展，而不会使事情变得困难。它的存在是为了实现一些重要目标：
在大多数应用程序中，您无需记住程序集加载和探测的复杂逻辑。您无需了解或考虑GAC，全名程序集或操作配置文件。
您几乎根本不需要考虑库的版本，因为可能的冲突通过称为“绑定重定向”的机制自动解决了。
绑定重定向
如果有一件事对于了解这笔交易非常重要，那就是绑定重定向。能够告诉运行时它将实际加载哪个版本，而不管其引用的版本如何。
这是一个示例：您的流程有两个项目(模块)：项目A和项目B。项目A引用log4net.dll v1.1，项目B引用log4net.dll v1.2。两个log4net DLL文件都复制到输出文件夹，但是只能有一个log4net.dll文件。
假设复制到输出文件夹的文件是log4net.dll v1.2。假设到达的第一个代码是Project A中的代码，该代码引用了log4net v1.1。运行时将在输出文件夹中查找，找到不同版本的log4net，并失败FileLoadException。
还有另一种可能。假设首先执行了项目B中的代码，并且在尝试使用log4net时，它成功加载了log4net.dll v1.2。片刻之后，Project A中的代码将尝试使用log4net v1.1，请参见该程序集已经加载了其他版本，并抛出FileLoadException。
如果您知道哪个log4net版本将在输出文件夹中，在这种情况下可以做的就是告诉运行时应该使用哪个版本。只需app.config在该runtime部分的文件中添加以下几行：
- <?xml version="1.0" encoding="utf-8" ?>
- <configuration>
- ...
- <runtime>
- ...
- <assemblyBinding xmlns="urn:schemas-microsoft-com:asm.v1">
- <dependentAssembly>
- <assemblyIdentity name="log4net"
- publicKeyToken="669e0ddf0bb1aa2a" culture="neutral" />
- <bindingRedirect oldVersion="0.0.0.0-5.0.0.0" newVersion="1.2.0" />
- </dependentAssembly>
- </assemblyBinding>
- </runtime>
- ...
- </configuration>
这意味着，只要运行时想绑定到版本范围为0.0.0.0to的程序集log4net 5.0.0.0，它就会尝试绑定到version 1.2.0。
实际上，您不必手动添加这些重定向，因为它们是自动添加的。如果转到启动项目的“属性”，则会看到以下设置：
图片-20200711101325128
默认情况下选中此选项。它会自动检测版本冲突并在.config文件中生成绑定重定向。
当问题开始发生时
乍一看，绑定重定向可能看起来像是对所有问题的答案，但事实并非如此。使用绑定重定向时，基本上使用的库版本与预期不同。如果删除方法怎么办?或方法的签名已更改?在这种情况下，调用该方法时，程序将因运行时错误而失败。毕竟，创建版本是有原因的。
如果确实存在此类问题，则有解决方法。查看我的文章：如何解决.NET引用和NuGet软件包版本冲突[4]。
当您有一个FileLoadException或类似的东西时，我建议做的第一件事是查看Visual Studio中的“模块”窗口。在这里，您将看到所有已加载的模块，并确定您要加载的程序集是否已加载，使用哪个版本以及从哪个路径加载。
除此之外，您还可以查看程序集绑定日志，也称为融合日志。这些日志将显示在程序集绑定尝试过程中到底发生了什么。您将看到运行时查找的程序集版本，运行时查找的文件夹以及故障点。
有几种查看融合日志的方法。首先，您必须启用它们，因为默认情况下它们是禁用的。您可以通过将HKLM\Software\Microsoft\Fusion\ForceLog值设置为1并将HKLM\Software\Microsoft\Fusion\LogPath值设置为来在注册表中手动启用它们C:\FusionLogs。日志将自动出现。或者，您可以使用Fusion Log Viewer，该软件应以方式安装在PC上fuslogvw.exe。我建议使用“一切窗口”搜索之[5]类的程序来查找它。确保以管理员权限运行融合日志查看器，以便能够启用和禁用日志。最近更流行的一种更现代的工具是Fusion ++[6]。
也许您不需要，但是我以前讨厌不得不处理这类问题。例如一个逻辑上的问题，让我构建一些东西，甚至解决一个生产错误，但其他问题都好说，唯独这个……。
在这件事上别无选择，我不得不艰难地学习程序集绑定的内部工作。我发现，就像其他所有内容一样，一旦您理解了某些内容，它就会变得不那么可怕，甚至变得不再那么有趣了。
因此，我希望本文对您有意义，并会在我走过的道路上为您提供快速帮助。
References
[1] Microsoft文档: https://docs.microsoft.com/en-us/dotnet/framework/deployment/how-the-runtime-locates-assemblies
[2] 全局程序集缓存: https://docs.microsoft.com/en-us/dotnet/framework/app-domains/gac
[3] gacutil.exe: https://docs.microsoft.com/en-us/dotnet/framework/tools/gacutil-exe-gac-tool
[4] 如何解决.NET引用和NuGet软件包版本冲突: https://michaelscodingspot.com/how-to-resolve-net-reference-and-nuget-package-version-conflicts/
[5] 一切窗口”搜索之: https://www.voidtools.com/
[6] Fusion ++: https://github.com/awaescher/Fusion/
