C# AppDomain 详解

AppDomain 详解

AppDomain是CLR的运行单元，它可以加载Assembly、创建对象以及执行程序。

AppDomain是CLR实现代码隔离的基本机制。
每一个AppDomain可以单独运行、停止；每个AppDomain有自己默认的异常处理；
一个AppDomain的运行失败不会影响到其他的AppDomain。
CLR在被CLR Host(windows shell or InternetExplorer or SQL Server)加载后，要创建一个默认的AppDomain，程序的入口点
(Main方法)就是在这个默认的AppDomain中执行。
1.AppDomain vs 进程
AppDomain被创建在进程中，一个进程内可以有多个AppDomain。一个AppDomain只能属于一个进程。
2.AppDomain vs 线程
其实两者本来没什么好对比的。AppDomain是个静态概念，只是限定了对象的边界；线程是个动态概念，它可以运行在不同的
AppDomain。
一个AppDomain内可以创建多个线程，但是不能限定这些线程只能在本AppDomain内执行代码。
CLR中的System.Threading.Thread对象其实是个soft thread，它并不能被操作系统识别；操作系统能识别的是hard thread。
一个soft thread只属于一个AppDomain，穿越AppDomain的是hard thread。当hard thread访问到某个AppDomain时,一个
AppDomain就会为之产生一个soft thread。
hard thread有thread local storage(TLS)，这个存储区被CLR用来存储这个hard thread当前对应的AppDomain引用以及soft
thread引用。当一个hard thread穿越到另外一个AppDomain时，TLS中的这些引用也会改变。
当然这个说法很可能是和CLR的实现相关的。
3.AppDomain vs Assembly
Assembly是.Net程序的基本部署单元，它可以为CLR提供用于识别类型的元数据等等。Assembly不能单独执行，它必须被加载到
AppDomain中，然后由AppDomain创建程序集中的对象。
一个Assembly可以被多个AppDomain加载，一个AppDomain可以加载多个Assembly。
每个AppDomain引用到某个类型的时候需要把相应的assembly在各自的AppDomain中初始化。因此，每个AppDomain会单独保持一
个类的静态变量。
4.AppDomain vs 对象
任何对象只能属于一个AppDomain。AppDomain用来隔离对象，不同AppDomain之间的对象必须通过Proxy(reference type)或者
Clone(value type)通信。
引用类型需要继承System.MarshalByRefObject才能被Marshal/UnMarshal(Proxy)。
值类型需要设置Serializable属性才能被Marshal/UnMarshal(Clone)。
5.AppDomain vs Assembly Code
AppDomain和程序集的源代码是什么关系呢？每个程序集的代码会分别装载到各个AppDomain中？
首先我们要把程序集分3类
1.mscorlib，这是每个.net程序都要引用到的程序集。
2.GAC，这个是强命名的公用程序集，可以被所有的.net程序引用。
3.Assembly not in GAC，这是普通的assembly，可以不是强命名，不放到GAC中。
启动CLR，进入entry point时可以设置LoaderOptimization属性：
[LoaderOptimization(LoaderOptimization.MultiDomain]
static void Main()
{...}
LoaderOptimization属性可以设置三个不同的枚举值，来设置针对前面说的三种程序集的代码存放以及访问方式。

1.SingleDomain，由于只启动一个AppDomain，那么code就被直接装载到了AppDomain中，访问静态变量更快捷。
2.MultiDomain，所有的Assembly代码是进程级别的，因此所有的AppDomain只访问一份代码。这大大减少了程序占用的内存，但
是由于程序集的静态变量仍然在各个AppDomain中，因此代码访问静态变量需要先得到AppDomain的引用再进行转换，速度会受到
影响。
3.MultiDomainHost，只有GAC代码是共享的，非GAC的Assembly依然会加载到被使用的AppDomain中，这样提高了静态变量的访问
速度，当然也增加了程序占用的内存。

不管是哪种方式，mscorlib始终是process级别的，即只有一份mscorlib代码在内存中。

C#中动态加载和卸载DLL

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。关于AppDomain的详细资料参考MSDN。下面是使用AppDomain实现动态卸载DLL的代码：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Text;
using System.Threading;
using System.Reflection;
namespace UnloadDll
{
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
string callingDomainName = AppDomain.CurrentDomain.FriendlyName;//Thread.GetDomain().FriendlyName;
Console.WriteLine(callingDomainName);
AppDomain ad = AppDomain.CreateDomain("DLL Unload test");
ProxyObject obj = (ProxyObject)ad.CreateInstanceFromAndUnwrap(@"UnloadDll.exe", "UnloadDll.ProxyObject");
obj.LoadAssembly();
obj.Invoke("TestDll.Class1", "Test", "It's a test");
AppDomain.Unload(ad);
obj = null;
Console.ReadLine();
}
}
class ProxyObject : MarshalByRefObject
{
Assembly assembly = null;
string curPath;
public ProxyObject()
{
curPath = System.Environment.CurrentDirectory;
}
public void LoadAssembly()
{
assembly = Assembly.LoadFile(curPath + @"\TestDLL.dll");
}
public bool Invoke(string fullClassName, string methodName, params Object[] args)
{
if (assembly == null)
return false;
Type tp = assembly.GetType(fullClassName);
if (tp == null)
return false;
MethodInfo method = tp.GetMethod(methodName);
if (method == null)
return false;
Object obj = Activator.CreateInstance(tp);
method.Invoke(obj, args);
return true;
}
}
}

TestDLL代码：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
namespace TestDll
{
public class Class1
{
public void Test(string str)
{
Console.WriteLine(str);
}
}
}

注意：

1. 要想让一个对象能够穿过AppDomain边界，必须要继承MarshalByRefObject类，否则无法被其他AppDomain使用。

2. 每个线程都有一个默认的AppDomain，可以通过Thread.GetDomain()来得到