ASP.NET 5是如何通过XRE实现跨平台的

挡不住的好奇心：ASP.NET 5是如何通过XRE实现跨平台的

 

.NET程序员也有自己的幸福，.NET的跨平台是一种幸福，.NET的开源也是一种幸福，而更幸福的是可以通过开源的.NET了解.NET是如何一步步走向跨平台的，所以幸福是一种过程。

在.NET跨平台的进程中，ASP.NET显然走在了前头，而通过探究ASP.NET 5是如何实现跨平台的，可以稍稍满足一下自己的好奇心。

体验ASP.NET 5跨平台有2种方式：

1）在Mac下，git签出XRE的源代码（前身是KRuntime），然后运行sh build.sh，就能完成整个XRE项目的生成。

2）在Mac下，写一个简单的ASP.NET项目，然后用k kestrel运行，详见不写1行代码，在Mac上体验ASP.NET 5的最简单方法。

这篇博文就从k命令下手，一探ASP.NET 5跨平台的究竟。

运行k kestrel（即将是dotnet kestrel），实际运行的是下面的命令（根据project.json中的commands配置）：

k "Microsoft.AspNet.Hosting --server kestrel --server.urls http://localhost:8002"

Microsoft.AspNet.Hosting是一个.NET控制台程序实现的OWIN Host（源码），kestrel是一个基于libuv用.NET实现的OWIN Server（也是Web Server，源码），kestel是由Microsoft.AspNet.Hosting加载的。

既然Microsoft.AspNet.Hosting是一个托管程序，它自己是无法直接运行的。因为运行一个.NET程序的前提条件是CLR已运行，而CLR自己不能运行自己，CLR运行的前提是有一个host程序将它加载。

如果你在Mac下用过Mono，就你就知道运行一个.NET程序需要用mono命令，mono命令的作用就是创建一个进程，加载Mono Runtime(Mono CLR)，然后由Mono Runtime执行.NET程序。

而在ASP.NET 5中，并没有直接用mono命令，而是k命令，自从KRuntime改名为XRE之后，k命令也将会被dotnet命令取代。

在非Windows平台下，k命令对应的是k.sh。现在改为XRE之后，也就是donet命令对应dotnet.sh。所以ASP.NET 5跨平台的秘密就藏在dotnet.sh中。

下面就直击XRE项目中的scripts/dotnet.sh：

#...
if [ -f "$DIR/mono" ]; then
  exec "$DIR/mono" $MONO_OPTIONS "$DIR/dotnet.mono.managed.dll" "$@"
else
  exec mono $MONO_OPTIONS "$DIR/dotnet.mono.managed.dll" "$@"
fi

毫无悬念，依然用的是mono。但是用了mono，如何加载.NET Core CLR，难道还是用Mono Runtime？

带着这个疑问，顺藤摸瓜，看dotnet.mono.managed.dll干了啥。

dotnet.mono.managed.dll的实现代码就在XRE项目中，是一个简单的C#控制台程序，它干了两件事：1）分析命令行参数；2）调用RuntimeBootstrapper.Execute()：

public class EntryPoint
{
    public static int Main(string[] arguments)
    {
        //...
        arguments = ExpandCommandLineArguments(arguments);
        //...
        return RuntimeBootstrapper.Execute(arguments);
    }
}

继续顺藤摸瓜至 [dotnet.hosting.RuntimeBootstrapper]，[RuntimeBootstrapper.Execute()] 调用了 [RuntimeBootstrapper.ExecuteAsync()]。

而托管的 [RuntimeBootstrapper.ExecuteAsync()] 竟然拐了个弯，执行了非托管的dotnet命令（一个由dotnet.cpp实现的C++程序）。

mono命令(非托管) -> Mono Runtime -> dotnet.mono.managed(托管) -> RuntimeBootstrapper(托管) -> dotnet命令(非托管)，ASP.NET 5 XRE的代码真是十八弯。

千呼万唤始出来，原来真正的主角就藏在十八弯之后。

dotnet.cpp加载了非托管的dotnet.coreclr.dll：

LPCWSTR pwzHostModuleName = L"dotnet.coreclr.dll";

m_hHostModule = ::LoadLibraryExW(pwzHostModuleName, NULL, LOAD_LIBRARY_SEARCH_DEFAULT_DIRS);

pfnCallApplicationMain = (FnCallApplicationMain)::GetProcAddress(m_hHostModule, pszCallApplicationMainName);

而dotnet.coreclr.dll是由XRE中的C++程序dotnet.coreclr.cpp实现的，最终由dotnet.coreclr.cpp加载了coreclr.dll：

hCoreCLRModule = ::LoadLibraryExW(L"coreclr.dll", NULL, 0);

dotnet.coreclr.cpp就是加载CLR的主角。

这不让人产生疑问，这也可以？仅靠一个C++程序就能加载CLR，执行.NET程序，那我们在Windows上为什么要安装一个庞大的.NET Framework？

真的可以！一个非托管的host程序+CLR，就能运行.NET程序，不信你可以看这篇文章震撼一下：Hosting .NET Core Clr in your own process 。

加载CLR的目的是为了执行.NET程序集中的IL代码，而要执行的程序集是由dotnet命令（前身是k命令）的命令行参数所传递过来的，比如dotnet kestrel（之前是k kestrel），对应的程序集是 Microsoft.AspNet.Hosting。CLR调用 Microsoft.AspNet.Hosting.Program.Main() 方法开始执行，ASP.NET 5就开始干活了。

Core CLR被加载、Microsoft.AspNet.Hosting被运行之后，在 RuntimeBootstrapper.ExecuteAsync() 中，还继续加载了一些dotnet.host的相关程序集（注意：这时不是Core CLR，而是Mono Runtime）。

//...
var assembly = Assembly.Load(new AssemblyName("dotnet.host"));
//...
var loaderContainerType = assembly.GetType("dotnet.host.LoaderContainer");
var cachedAssemblyLoaderType = assembly.GetType("dotnet.host.CachedAssemblyLoader");
var pathBasedLoaderType = assembly.GetType("dotnet.host.PathBasedAssemblyLoader");
//...

到这里，不知你有没有被这十八弯给绕晕，如果没被绕晕，请继续往下看。

这时一个大大的问号浮现在眼前，既然dotnet命令能直接加载Core CLR，为什么还要用mono命令中转一下？

百思不得其解。。。

在写这篇博文的过程中，突然产生了一个大胆猜想——

在Core CLR被加载，Microsoft.AspNet.Hosting被执行之后，为什么还要用Mono Runtime加载一些dotnet.host相关的程序集？为什么不直接用Core CLR加载呢？这只能用一个原因来解释，dotnet.host依赖的一些程序集在在.NET Framework中有实现，但是在.NET Core Framework中还没有实现，而Mono是.NET Framework的一个跨平台实现，在Mono中也有对应的实现。完整的.NET Core Framework（github.com/dotnet/corefx）还在紧张开发之中，在它出来之前，微软只能借助Mono。这也是ASP.NET的跨平台走在前面要付出的代价，随着.NET Core Framework的完成，XRE的改进，可以预计ASP.NET的跨平台是会脱离Mono的。

当然，这只是一个猜想，如果你知道真相，欢迎来揭开。

 

 

标签: DotNetCore, ASP.NET5, XRE