从零开始实现ASP.NET Core MVC的插件式开发(九) - 升级.NET 5及启用预编译视图

标题：从零开始实现ASP.NET Core MVC的插件式开发(九) - 如何启用预编译视图

作者：Lamond Lu

地址：https://www.cnblogs.com/lwqlun/p/13992077.html

源代码：https://github.com/lamondlu/Mystique

适用版本：.NET Core 3.1, .NET 5

前景回顾

• 从零开始实现ASP.NET Core MVC的插件式开发(一) - 使用Application Part动态加载控制器和视图
• 从零开始实现ASP.NET Core MVC的插件式开发(二) - 如何创建项目模板
• 从零开始实现ASP.NET Core MVC的插件式开发(三) - 如何在运行时启用组件
• 从零开始实现ASP.NET Core MVC的插件式开发(四) - 插件安装
• 从零开始实现ASP.NET Core MVC的插件式开发(五) - 使用AssemblyLoadContext实现插件的升级和删除
• 从零开始实现ASP.NET Core MVC的插件式开发(六) - 如何加载插件引用
• 从零开始实现ASP.NET Core MVC的插件式开发(七) - 近期问题汇总及部分解决方案
• 从零开始实现ASP.NET Core MVC的插件式开发(八) - Razor视图相关问题及解决方案

简介

在这个项目创建的时候，项目的初衷是使用预编译视图来呈现界面，但是由于多次尝试失败，最后改用了运行时编译视图，这种方式在第一次加载的时候非常的慢，所有的插件视图都要在运行时编译。这个问题困扰我很久。近日，在几位同道的共同努力下，终于实现了这种加载方式。

---

此篇要鸣谢网友 j4587698 和 yang-er 对针对当前项目的支持，你们的思路帮我解决了当前项目针对不能启用预编译视图的2个主要的问题

• 在当前项目目录结构下，启动时加载组件，组件预编译视图不能正常使用
• 运行时加载组件之后，组件中的预编译视图不能正常使用

升级.NET 5

随着.NET 5的发布，当前项目也升级到了.NET 5版本。

整个升级的过程比我预想的简单的多，只是修改了一下项目使用的Target fremework。重新编译打包了一下插件程序，项目就可以正常运行了，整个过程中没有产生任何因为版本升级导致的编译问题。

预编译视图不能使用的问题

在升级了.NET 5之后，我重新尝试在启动时关闭了运行时编译，加载预编译视图View， 借此测试.NET 5对预编译视图的支持情况。

    public static void MystiqueSetup(this IServiceCollection services, IConfiguration configuration)
    {
        ...

        IMvcBuilder mvcBuilder = services.AddMvc();

        ServiceProvider provider = services.BuildServiceProvider();
        using (IServiceScope scope = provider.CreateScope())
        {
            ...

                foreach (ViewModels.PluginListItemViewModel plugin in allEnabledPlugins)
                {
                    CollectibleAssemblyLoadContext context = new CollectibleAssemblyLoadContext(plugin.Name);
                    string moduleName = plugin.Name;

                    string filePath = Path.Combine(AppDomain.CurrentDomain.BaseDirectory, "Modules", moduleName, $"{moduleName}.dll");
                    string viewFilePath = Path.Combine(AppDomain.CurrentDomain.BaseDirectory, "Modules", moduleName, $"{moduleName}.Views.dll");
                    string referenceFolderPath = Path.Combine(AppDomain.CurrentDomain.BaseDirectory, "Modules", moduleName);

                    _presets.Add(filePath);
                    using (FileStream fs = new FileStream(filePath, FileMode.Open))
                    {
                        Assembly assembly = context.LoadFromStream(fs);
                        context.SetEntryPoint(assembly);

                        loader.LoadStreamsIntoContext(context, referenceFolderPath, assembly);

                        MystiqueAssemblyPart controllerAssemblyPart = new MystiqueAssemblyPart(assembly);
                        mvcBuilder.PartManager.ApplicationParts.Add(controllerAssemblyPart);
                        PluginsLoadContexts.Add(plugin.Name, context);

                        BuildNotificationProvider(assembly, scope);
                    }

                    using (FileStream fsView = new FileStream(viewFilePath, FileMode.Open))
                    {
                        Assembly viewAssembly = context.LoadFromStream(fsView);
                        loader.LoadStreamsIntoContext(context, referenceFolderPath, viewAssembly);

                        CompiledRazorAssemblyPart moduleView = new CompiledRazorAssemblyPart(viewAssembly);
                        mvcBuilder.PartManager.ApplicationParts.Add(moduleView);
                    }

                    context.Enable();
                }
            }
        }

        AssemblyLoadContextResoving();

        ...
    }

运行项目之后，你会发现项目竟然会得到一个无法找到视图的错误。

这里的结果很奇怪，因为参考第一章的场景，ASP.NET Core默认是支持启动时加载预编译视图的。在第一章的时候，我们创建了1个组件，在启动时，直接加载到主AssemblyLoadContext中，启动之后，我们是可以正常访问到视图的。

在仔细思考之后，我想到的两种可能性。

• 一种可能是因为我们的组件加载在独立的AssemblyLoadContext中，而非主AssemblyLoadContext中，所以可能导致加载失败
• 插件的目录结构与第一章不符合，导致加载失败

但是苦于不能调试ASP.NET Core的源码，所以这一部分就暂时搁置了。直到前几天，网友j4587698 在项目Issue中针对运行时编译提出的方案给我的调试思路。

在ASP.NET Core中，默认的视图的编译和加载使用了2个内部类DefaultViewCompilerProvider和DefaultViewCompiler。但是由于这2个类是内部类，所以没有办法继承并重写，更谈不上调试了。

j4587698的思路和我不同，他的做法是，在当前主项目中，直接复制DefaultViewCompilerProvider和DefaultViewCompiler2个类的代码，并将其定义为公开类，在程序启动时，替换默认依赖注入容器中的类实现，使用公开的DefaultViewCompilerProvider 和DefaultViewCompiler类，替换ASP.NET Core默认指定的内部类。

根据他的思路，我新增了一个基于IServiceCollection的扩展类，追加了Replace方法来替换注入容器中的实现。

    public static class ServiceCollectionExtensions
    {
        public static IServiceCollection Replace<TService, TImplementation>(this IServiceCollection services)
            where TImplementation : TService
        {
            return services.Replace<TService>(typeof(TImplementation));
        }

        public static IServiceCollection Replace<TService>(this IServiceCollection services, Type implementationType)
        {
            return services.Replace(typeof(TService), implementationType);
        }

        public static IServiceCollection Replace(this IServiceCollection services, Type serviceType, Type implementationType)
        {
            if (services == null)
            {
                throw new ArgumentNullException(nameof(services));
            }

            if (serviceType == null)
            {
                throw new ArgumentNullException(nameof(serviceType));
            }

            if (implementationType == null)
            {
                throw new ArgumentNullException(nameof(implementationType));
            }

            if (!services.TryGetDescriptors(serviceType, out var descriptors))
            {
                throw new ArgumentException($"No services found for {serviceType.FullName}.", nameof(serviceType));
            }

            foreach (var descriptor in descriptors)
            {
                var index = services.IndexOf(descriptor);

                services.Insert(index, descriptor.WithImplementationType(implementationType));

                services.Remove(descriptor);
            }

            return services;
        }

        private static bool TryGetDescriptors(this IServiceCollection services, Type serviceType, out ICollection<ServiceDescriptor> descriptors)
        {
            return (descriptors = services.Where(service => service.ServiceType == serviceType).ToArray()).Any();
        }

        private static ServiceDescriptor WithImplementationType(this ServiceDescriptor descriptor, Type implementationType)
        {
            return new ServiceDescriptor(descriptor.ServiceType, implementationType, descriptor.Lifetime);
        }
    }

并在程序启动时，使用公开的MyViewCompilerProvider类，替换了原始注入类DefaultViewCompilerProvider

    public static void MystiqueSetup(this IServiceCollection services, IConfiguration configuration)
    {
        _serviceCollection = services;

        services.AddSingleton<IHttpContextAccessor, HttpContextAccessor>();
        services.AddSingleton<IMvcModuleSetup, MvcModuleSetup>();
        services.AddScoped<IPluginManager, PluginManager>();
        services.AddScoped<ISystemManager, SystemManager>();
        services.AddScoped<IUnitOfWork, Repository.MySql.UnitOfWork>();
        services.AddSingleton<INotificationRegister, NotificationRegister>();
        services.AddSingleton<IActionDescriptorChangeProvider>(MystiqueActionDescriptorChangeProvider.Instance);
        services.AddSingleton<IReferenceContainer, DefaultReferenceContainer>();
        services.AddSingleton<IReferenceLoader, DefaultReferenceLoader>();
        services.AddSingleton(MystiqueActionDescriptorChangeProvider.Instance);

        ...

        services.Replace<IViewCompilerProvider, MyViewCompilerProvider>();
    }

在MyViewCompilerProvider中, 直接返回了新定义的MyViewCompiler

    public class MyViewCompilerProvider : IViewCompilerProvider
    {
        private readonly MyViewCompiler _compiler;

        public MyViewCompilerProvider(
            ApplicationPartManager applicationPartManager,
            ILoggerFactory loggerFactory)
        {
            var feature = new ViewsFeature();
            applicationPartManager.PopulateFeature(feature);

            _compiler = new MyViewCompiler(feature.ViewDescriptors, loggerFactory.CreateLogger<MyViewCompiler>());
        }

        public IViewCompiler GetCompiler() => _compiler;
    }

PS: 此处只是直接复制了ASP.NET Core源码中DefaultViewCompilerProvider 和DefaultViewCompiler2个类的代码，稍作修改，保证编译通过。

    public class MyViewCompiler : IViewCompiler
    {
        private readonly Dictionary<string, Task<CompiledViewDescriptor>> _compiledViews;
        private readonly ConcurrentDictionary<string, string> _normalizedPathCache;
        private readonly ILogger _logger;

        public MyViewCompiler(
            IList<CompiledViewDescriptor> compiledViews,
            ILogger logger)
        {
            ...
        }

        /// <inheritdoc />
        public Task<CompiledViewDescriptor> CompileAsync(string relativePath)
        {
            if (relativePath == null)
            {
                throw new ArgumentNullException(nameof(relativePath));
            }

            // Attempt to lookup the cache entry using the passed in path. This will succeed if the path is already
            // normalized and a cache entry exists.
            if (_compiledViews.TryGetValue(relativePath, out var cachedResult))
            {

                return cachedResult;
            }

            var normalizedPath = GetNormalizedPath(relativePath);
            if (_compiledViews.TryGetValue(normalizedPath, out cachedResult))
            {

                return cachedResult;
            }

            // Entry does not exist. Attempt to create one.

            return Task.FromResult(new CompiledViewDescriptor
            {
                RelativePath = normalizedPath,
                ExpirationTokens = Array.Empty<IChangeToken>(),
            });
        }

        private string GetNormalizedPath(string relativePath)
        {
            ...
        }
    }

针对DefaultViewCompiler,这里的重点是CompileAsync方法，它会根据传入的相对路径，在加载的编译视图集合中加载视图。下面我们在此处打上断点，并模拟进入DemoPlugin1的主页。

看完这个调试过程，你是不是发现了点什么，当我们访问DemoPlugin1的主页路由/Modules/DemoPlugin/Plugin1/HelloWorld的时候，ASP.NET Core尝试查找的视图相对路径是·

• /Areas/DemoPlugin1/Views/Plugin1/HelloWorld.cshtml
• /Areas/DemoPlugin1/Views/Shared/HelloWorld.cshtml
• /Views/Shared/HelloWorld.cshtml
• /Pages/Shared/HelloWorld.cshtml
• /Modules/DemoPlugin1/Views/Plugin1/HelloWorld.cshtml
• /Views/Shared/HelloWorld.cshtml

而当我们查看现在已有的编译视图映射是，你会发现注册的对应视图路径确是/Views/Plugin1/HelloWorld.cshtml。

下面我们再回过头来看看DemoPlugin1的目录结构

由此我们推断出，预编译视图在生成的时候，会记录当前视图的相对路径，而在主程序加载的插件的过程中，由于我们使用了Area来区分模块，多出的一级目录，所以导致目录映射失败了。因此如果我们将DemoPlugin1的插件视图目录结构改为以上提示的6个地址之一，问题应该就解决了。

那么这里有没有办法，在不改变路径的情况下，让视图正常加载呢，答案是有的。参照之前的代码，在加载视图组件的时候，我们使用了内置类CompiledRazorAssemblyPart, 那么让我们来看看它的源码。

    public class CompiledRazorAssemblyPart : ApplicationPart, IRazorCompiledItemProvider
    {
        /// <summary>
        /// Initializes a new instance of <see cref="CompiledRazorAssemblyPart"/>.
        /// </summary>
        /// <param name="assembly">The <see cref="System.Reflection.Assembly"/></param>
        public CompiledRazorAssemblyPart(Assembly assembly)
        {
            Assembly = assembly ?? throw new ArgumentNullException(nameof(assembly));
        }

        /// <summary>
        /// Gets the <see cref="System.Reflection.Assembly"/>.
        /// </summary>
        public Assembly Assembly { get; }

        /// <inheritdoc />
        public override string Name => Assembly.GetName().Name;

        IEnumerable<RazorCompiledItem> IRazorCompiledItemProvider.CompiledItems
        {
            get
            {
                var loader = new RazorCompiledItemLoader();
                return loader.LoadItems(Assembly);
            }
        }
    }

这个类非常的简单，它通过RazorCompiledItemLoader类对象从程序集中加载的视图, 并将最终的编译视图都存放在一个RazorCompiledItem类的集合里。

    public class RazorCompiledItemLoader
    {
        public virtual IReadOnlyList<RazorCompiledItem> LoadItems(Assembly assembly)
        {
            if (assembly == null)
            {
                throw new ArgumentNullException(nameof(assembly));
            }

            var items = new List<RazorCompiledItem>();
            foreach (var attribute in LoadAttributes(assembly))
            {
                items.Add(CreateItem(attribute));
            }

            return items;
        }

        protected virtual RazorCompiledItem CreateItem(RazorCompiledItemAttribute attribute)
        {
            if (attribute == null)
            {
                throw new ArgumentNullException(nameof(attribute));
            }

            return new DefaultRazorCompiledItem(attribute.Type, attribute.Kind, attribute.Identifier);
        }

        protected IEnumerable<RazorCompiledItemAttribute> LoadAttributes(Assembly assembly)
        {
            if (assembly == null)
            {
                throw new ArgumentNullException(nameof(assembly));
            }

            return assembly.GetCustomAttributes<RazorCompiledItemAttribute>();
        }
    }

这里我们可以参考前面的调试方式，创建出一套自己的视图加载类，代码和当前的实现一模一样

MystiqueModuleViewCompiledItemLoader

    public class MystiqueModuleViewCompiledItemLoader : RazorCompiledItemLoader
    {
        public MystiqueModuleViewCompiledItemLoader()
        {
        }

        protected override RazorCompiledItem CreateItem(RazorCompiledItemAttribute attribute)
        {
            if (attribute == null)
            {
                throw new ArgumentNullException(nameof(attribute));
            }

            return new MystiqueModuleViewCompiledItem(attribute);
        }

    }

MystiqueRazorAssemblyPart

    public class MystiqueRazorAssemblyPart : ApplicationPart, IRazorCompiledItemProvider
    {
        public MystiqueRazorAssemblyPart(Assembly assembly)
        {
            Assembly = assembly ?? throw new ArgumentNullException(nameof(assembly));
            AreaName = areaName;
        }

        public Assembly Assembly { get; }

        public override string Name => Assembly.GetName().Name;

        IEnumerable<RazorCompiledItem> IRazorCompiledItemProvider.CompiledItems
        {
            get
            {
                var loader = new MystiqueModuleViewCompiledItemLoader();
                return loader.LoadItems(Assembly);
            }
        }
    }

MystiqueModuleViewCompiledItem

    public class MystiqueModuleViewCompiledItem : RazorCompiledItem
    {
        public override string Identifier { get; }

        public override string Kind { get; }

        public override IReadOnlyList<object> Metadata { get; }

        public override Type Type { get; }

        public MystiqueModuleViewCompiledItem(RazorCompiledItemAttribute attr, string moduleName)
        {
            Type = attr.Type;
            Kind = attr.Kind;
            Identifier = attr.Identifier;

            Metadata = Type.GetCustomAttributes(inherit: true).ToList();
        }
    }

这里我们在MystiqueModuleViewCompiledItem类的构造函数部分打上断点。

重新启动项目之后，你会发现当加载DemoPlugin1的视图时，这里的Identifier属性其实就是当前编译试图项的映射目录。这样我们很容易就想到在此处动态修改映射目录，为此我们需要将模块名称通过构造函数传入，以上3个类的更新代码如下：

MystiqueModuleViewCompiledItemLoader

    public class MystiqueModuleViewCompiledItemLoader : RazorCompiledItemLoader
    {
        public string ModuleName { get; }

        public MystiqueModuleViewCompiledItemLoader(string moduleName)
        {
            ModuleName = moduleName;
        }

        protected override RazorCompiledItem CreateItem(RazorCompiledItemAttribute attribute)
        {
            if (attribute == null)
            {
                throw new ArgumentNullException(nameof(attribute));
            }

            return new MystiqueModuleViewCompiledItem(attribute, ModuleName);
        }
    }

MystiqueRazorAssemblyPart

    public class MystiqueRazorAssemblyPart : ApplicationPart, IRazorCompiledItemProvider
    {
        public MystiqueRazorAssemblyPart(Assembly assembly, string moduleName)
        {
            Assembly = assembly ?? throw new ArgumentNullException(nameof(assembly));
            ModuleName = moduleName;
        }

        public string ModuleName { get; }

        public Assembly Assembly { get; }

        public override string Name => Assembly.GetName().Name;

        IEnumerable<RazorCompiledItem> IRazorCompiledItemProvider.CompiledItems
        {
            get
            {
                var loader = new MystiqueModuleViewCompiledItemLoader(ModuleName);
                return loader.LoadItems(Assembly);
            }
        }
    }

MystiqueModuleViewCompiledItem

    public class MystiqueModuleViewCompiledItem : RazorCompiledItem
    {
        public override string Identifier { get; }

        public override string Kind { get; }

        public override IReadOnlyList<object> Metadata { get; }

        public override Type Type { get; }

        public MystiqueModuleViewCompiledItem(RazorCompiledItemAttribute attr, string moduleName)
        {
            Type = attr.Type;
            Kind = attr.Kind;
            Identifier = "/Modules/" + moduleName + attr.Identifier;

            Metadata = Type.GetCustomAttributes(inherit: true).Select(o =>
                o is RazorSourceChecksumAttribute rsca
                    ? new RazorSourceChecksumAttribute(rsca.ChecksumAlgorithm, rsca.Checksum, "/Modules/" + moduleName + rsca.Identifier)
                    : o).ToList();
        }
    }

PS: 这里有个容易疏漏的点，就是MystiqueModuleViewCompiledItem中的MetaData, 它使用了Identifier属性的值，所以一旦Identifier属性的值被动态修改，此处的值也要修改，否则调试会不成功。

修改完成之后，我们重启项目，来测试一下。

编译视图的映射路径动态修改成功，页面成功被打开了，至此启动时的预编译视图加载完成。

运行时加载编译视图

最后我们来到了运行加载编译视图的问题，有了之前的调试方案，现在调试起来就轻车熟路。

为了测试，我们再运行时加载编译视图，我们首先禁用掉DemoPlugin1, 然后重启项目，并启用DemoPlugin1

通过调试，很明显问题出在预编译视图的加载上，在启用组件之后，编译视图映射集合没有更新，所以导致加载失败。这也证明了我们之前第三章时候的推断。当使用IActionDescriptorChangeProvider重置Controller/Action映射的时候，ASP.NET Core不会更新视图映射集合，从而导致视图加载失败。

    MystiqueActionDescriptorChangeProvider.Instance.HasChanged = true;
    MystiqueActionDescriptorChangeProvider.Instance.TokenSource.Cancel();

那么解决问题的方式也就很清楚了，我们需要在使用IActionDescriptorChangeProvider重置Controller/Action映射之后，刷新视图映射集合。为此，我们需要修改之前定义的MyViewCompilerProvider, 添加Refresh方法来刷新映射。

    public class MyViewCompilerProvider : IViewCompilerProvider
    {
        private MyViewCompiler _compiler;
        private ApplicationPartManager _applicationPartManager;
        private ILoggerFactory _loggerFactory;

        public MyViewCompilerProvider(
            ApplicationPartManager applicationPartManager,
            ILoggerFactory loggerFactory)
        {
            _applicationPartManager = applicationPartManager;
            _loggerFactory = loggerFactory;
            Refresh();
        }

        public void Refresh()
        {
            var feature = new ViewsFeature();
            _applicationPartManager.PopulateFeature(feature);

            _compiler = new MyViewCompiler(feature.ViewDescriptors, _loggerFactory.CreateLogger<MyViewCompiler>());
        }

        public IViewCompiler GetCompiler() => _compiler;
    }

Refresh方法是借助ViewsFeature来重新创建了一个新的IViewCompiler, 并填充了最新的视图映射。

PS: 这里的实现方式参考了DefaultViewCompilerProvider的实现，该类是在构造中填充的视图映射。

根据以上修改，在使用IActionDescriptorChangeProvider重置Controller/Action映射之后， 我们使用Refresh方法来刷新映射。

    private void ResetControllActions()
    {
        MystiqueActionDescriptorChangeProvider.Instance.HasChanged = true;
        MystiqueActionDescriptorChangeProvider.Instance.TokenSource.Cancel();

        var provider = _context.HttpContext
    					.RequestServices
    					.GetService(typeof(IViewCompilerProvider)) as MyViewCompilerProvider;
        provider.Refresh();
    }

最后，我们重新启动项目，再次在运行时启用DemoPlugin1，进入插件主页面，页面正常显示了。

至此运行时加载与编译视图的场景也顺利解决了。