谈谈.NET程序集（一）

谈谈.NET程序集（一）

The Assembly in .NET

by 唐小崇

http://www.cnblogs.com/tangchong

在.NET出现之前， Windows的程序有一些非常困扰人的问题：

1.当安装一个新的应用程序，有些时候会发现，它莫名其妙地损坏了已安装的应用程序（事实上是在系统的Win32文件夹内添加了与之前重名的dll文件，导致该dll被覆盖）。这种困境被称大家称为“DLL灾难”。

2.大部分的程序安装会影响到所有的系统部件。比如：要在不同的位置拷贝文件，要在注册表中添加信息。这个问题在于不能将应用程序作为一个单一的实体，这同时也导致了程序不便于拷贝/备份/部署。

3.安全问题。我们很难去保证程序的运行不会危害用户。

.NET程序 提出的程序集（Assembly）概念很好的解决了“DLL灾难”和部署难的问题，并且也提供一些安全保障。下面就让我们来谈谈程序集，程序集并不是一个单一的物理单位，它是由一个或者多个 包含元数据（Metadata）的托管模块（Managed Module）、一些资源文件 以及 清单 逻辑组成。

一、托管模块（exe/dll）的相关概念

托管模块一般以.exe/.dll的形式出现，它们由面向CLR的编译器生成。它主要包含以下四个部分：

1、PE32/PE32+ header 。标准windows PE 头文件，主要指定了 该模块是32还是64位文件。还指定了给模块是GUI（exe），CUI（exe）或者DLL 其中的一种。

2、CLR header。CLR header 的定义在CorHdr.h文件中。它主要包含CLR版本、模块入口函数（Main函数）的 MethodDef 元数据、元数据的大小及偏移量、可选的强签名。

 3、Metadata。元数据是以二进制数据组成的块（a block of binary data）。它中包含3类表，分别是：定义表（definition tables）、引用表（reference tables）、清单表（manifest tables）。由于元数据提供如此完备的信息，使得程序集具有自描述的功能，从而解决了博客开头的前两个问题。

·定义表（definition tables）  包含本模块内定义的 类型，方法，字段，参数，属性，事件。

　   ·引用表（reference tables） 包含了本模块所引用的 数据集，模块，类型，方法，字段，属性，事件。

　　·清单表（manifest tables） 是描述整个程序集的表。它包含了程序集中所有文件的名称以及程序集的版本、文化、出版者、公开导出的类型。

托管模块通常包含定义表和引用表，而清单表一般给程序集使用的（下文会说到）。

我们可以用 ILDasm.exe来查看这些元数据。

 4、IL code。中间代码，编译器产生的面向CLR的代码。在运行时，CLR将其转换为本地CPU指令。

二、程序集

我们把一个或者多个托管模块，资源文件 组成一个程序集，同时，它有个专门的文件来保存 清单表元数据，这个清单包含了程序集中所有文件的名称以及程序集的版本、文化、出版者、公开导出的类型。

一定得注意的是：虽然托管模块具有我们常见的exe文件形式，但CLR操作的对象是程序集，而不是托管模块。CLR总是先加载清单文件，然后通过清单文件来获得其他文件的名称。虽然程序集可以只包含一个托管模块文件（exe）但是我们要以程序集为单位来进行操作，而不是一单个托管模块（exe）作为单位。

　　·程序集定义了可复用的类型（供其它程序集/模块 使用）

·程序集以版本号来标识

　　  ·程序集里包含安全相关的策略信息。

　 CLR区分单个托管模块是否是程序集的方法是：查看它是否包含清单元数据表。

不用单个托管模块而用程序集做个一个执行单位 的好处是：

1、我们可以把不同作用的类型放在不同的文件（托管模块）中，在互联网中，可以以增量的形式下载文件。即需要用的时候再下载该部分文件。

2、我们可以添加各种的资源、数据文件通过连接器链接到程序集中，比如Excel表，然后再程序里做好读取即可。

3、我们可以用不同的语言来生成不同功能的托管模块，这样每个语言的优势就体现出来了。

由于程序集有良好的自描述性，我们在部署（或者用户拷贝）程序集时，都非常方便。只要直接将程序集的文件拷贝到用户的磁盘中就好了，CLR会通过清单文件来找到各个所需文件。这样就避免在win32，注册表中放置文件，照成风险了。下图为一个程序集的示例：

图：程序集示例