使用.NET框架簡(jiǎn)化公布與處理DLL Hell問(wèn)題(2)

DLL Hell 一個(gè)主要目的就是共享當(dāng)前在基于組件的系統(tǒng)中使用的模型。默認(rèn)情況下，單獨(dú)的軟件組件由機(jī)器上的多個(gè)應(yīng)用程序共享。例如，每次一個(gè)安裝程序復(fù)制一個(gè) DLL 到系統(tǒng)目錄或在 COM 注冊(cè)表中注冊(cè)一個(gè)類，該代碼將潛在地影響其他運(yùn)行在機(jī)器上的應(yīng)用程序。實(shí)際上，如果一個(gè)已存在的應(yīng)用程序使用共享組件的前一個(gè)版本，那么該應(yīng)用程序?qū)⒆詣?dòng)使用新版本。如果共享組件是嚴(yán)格向后兼容的這當(dāng)然更好，但如果不可能，在許多情況下維護(hù)向后兼容是很困難的。如果沒(méi)有維持向后兼容或不能維持，作為其他應(yīng)用程序安裝時(shí)的側(cè)面影響經(jīng)常導(dǎo)致應(yīng)用程序中斷。

.NET 設(shè)計(jì)方針的一個(gè)原則就是隔離組件（或匯編）。隔離一個(gè)匯編的意思是一個(gè)匯編只能由一個(gè)應(yīng)用程序訪問(wèn)—不是由機(jī)器上的多個(gè)應(yīng)用程序共享并且不可能因其他應(yīng)用程序?qū)ο到y(tǒng)的改變而影響。隔離賦予開(kāi)發(fā)者對(duì)應(yīng)用程序所用代碼的絕對(duì)控制。隔離，或應(yīng)用程序?qū)Ｓ脜R編期望在 .NET 應(yīng)用程序中是默認(rèn)的。隔離組件的趨勢(shì)在 Microsoft Windows 2000 中隨著 .local 文件的引入已經(jīng)開(kāi)始。該文件用于努力定位所需組件時(shí)使 OS Loader 和 COM 首先從應(yīng)用程序目錄查找。（請(qǐng)參閱 MSDN Library 中的相關(guān)文檔，Implementing Side-by-Side Component Sharing in Applications（英文）。）

然而，有些情況下在應(yīng)用程序之間共享匯編是必要的。很明顯每個(gè)應(yīng)用程序都有自己的 System.Winforms、System.ASP 或公用的 Web 表格控件的副本是沒(méi)有意義的。

在 .NET 中，在應(yīng)用程序之間共享代碼是明確的決定。共享匯編需要一些附加的需求。特別是，共享匯編應(yīng)該支持相同的匯編并排多個(gè)版本安裝和運(yùn)行在相同的機(jī)器上，或者甚至在相同的進(jìn)程中，在相同的時(shí)間。另外，共享匯編有更嚴(yán)格的命名需要。例如，一個(gè)共享的匯編必須有一個(gè)全局唯一的名稱。

隔離和共享的需要導(dǎo)致我們考慮兩種匯編。這是個(gè)相當(dāng)松散的集合，在這兩種匯編之間沒(méi)有實(shí)際的結(jié)構(gòu)，但它們?nèi)绾问褂檬遣煌�的：專用于某個(gè)應(yīng)用程序或與許多應(yīng)用程序共享。

應(yīng)用程序?qū)Ｓ脜R編

應(yīng)用程序?qū)Ｓ脜R編是只對(duì)某個(gè)應(yīng)用程序可視的匯編。我們期望這是 .NET 應(yīng)用程序最普通的情況，因?yàn)?.NET 框架幫助建立從其它應(yīng)用程序引起的系統(tǒng)變化中隔離的應(yīng)用程序。

專用匯編的命名需求很簡(jiǎn)單：匯編名稱必須在應(yīng)用程序中是唯一的。沒(méi)必要起全局唯一的名稱。保持名稱唯一不是問(wèn)題因?yàn)閼?yīng)用程序開(kāi)發(fā)者完全控制哪個(gè)匯編與應(yīng)用程序隔離。

應(yīng)用程序?qū)Ｓ脜R編部署在使用它們的應(yīng)用程序目錄結(jié)構(gòu)中。專用匯編可以直接放在應(yīng)用程序的目錄或它的子目錄中。通用語(yǔ)言運(yùn)行時(shí)間通過(guò)稱為 probing 的進(jìn)程查找這些匯編。"Probing" 是匯編名稱到包含清單的文件名稱之間的簡(jiǎn)單映射。

特別地，通用語(yǔ)言運(yùn)行時(shí)間把匯編的名稱記錄在匯編引用中，追加“.dll” 并在應(yīng)用程序的目錄中查找該文件。該方案中有一些變量，在那里運(yùn)行時(shí)間會(huì)訪問(wèn)匯編命名的子目錄中或匯編的風(fēng)格命名的子目錄。例如，某個(gè)開(kāi)發(fā)者會(huì)選擇將包含定位于德國(guó)的資源的匯編部署在稱為“de”的子目錄中，并將西班牙的資源部署在稱為“es”的子目錄中。

如前所述，每個(gè)匯編清單包括有關(guān)其關(guān)系的版本信息。該版本信息沒(méi)有為專用匯編而加強(qiáng)，因?yàn)殚_(kāi)發(fā)人員完全控制了部署到應(yīng)用程序目錄的匯編。

共享匯編

.NET 框架還支持共享匯編的概念。共享匯編是在機(jī)器上由多個(gè)應(yīng)用程序使用的。使用 .NET，共享應(yīng)用程序之間的代碼是明確的決定。共享匯編有些額外的需求用于解決現(xiàn)在我們經(jīng)歷的共享問(wèn)題。除了支持早先描述的并列之外，共享匯編還有許多嚴(yán)格的命名需求。例如，共享匯編必須有一個(gè)全局唯一的名稱。而且系統(tǒng)必須提供“名稱保護(hù)”—更確切的說(shuō),防止有人再使用編寫(xiě)者的匯編名稱。例如，假設(shè)您是一個(gè)網(wǎng)格控件的廠家，并且發(fā)布了您的匯編版本 1。做為編寫(xiě)您需要確信沒(méi)有其他人能發(fā)布聲稱為版本 2 的匯編或您的網(wǎng)格控件。.NET 框架支持通過(guò)稱為共享名的技術(shù)支持支持這些命名需求。（在下一節(jié)詳細(xì)說(shuō)明）。

通常，應(yīng)用程序編寫(xiě)者不對(duì)應(yīng)用程序使用的共享匯編有同等程度的控制。結(jié)果，在每次引用共享匯編時(shí)都檢查版本信息。另外，.NET 框架允許應(yīng)用程序和管理員通過(guò)指定版本策略重載應(yīng)用程序使用的共享匯編版本。

共享匯編通常部署到全局匯編庫(kù)。全局匯編庫(kù)是供多個(gè)應(yīng)用程序使用的機(jī)器范圍的匯編庫(kù)。使用該庫(kù)不是必要條件，但這樣做有很多好處。例如，自動(dòng)提供多個(gè)版本的匯編并行存儲(chǔ)。而且，管理員能使用該庫(kù)部署他們需要的每個(gè)機(jī)器上的應(yīng)用程序要使用的缺陷修復(fù)或安全補(bǔ)丁。在該方案中，配置匯編到全局匯編存儲(chǔ)能影響機(jī)器上的多個(gè)應(yīng)用程序。.NET 框架利用版本政策（稍候描述）的概念解決了現(xiàn)在出現(xiàn)在系統(tǒng)中共享區(qū)域的問(wèn)題，例如 %windir%\system32。

在庫(kù)中添加匯編需要明確的管理員操作—實(shí)際上，安裝過(guò)程必須有“管理員權(quán)限”。匯編從不在存儲(chǔ)結(jié)束作為運(yùn)行一個(gè)應(yīng)用程序的側(cè)面影響，也不是當(dāng)前工作的共享匯編的任何存儲(chǔ)。在 Visual Studo .NET 時(shí)間框架中，Windows 安裝程序?qū)⒏�新為理解匯編和匯編庫(kù)。這意味著可以使用 Windows 安裝程序的所有功能，例如使用 .NET 應(yīng)用程序選擇安裝和應(yīng)用程序恢復(fù)。

.NET SDK 包括兩個(gè)用于匯編庫(kù)的工具。第一個(gè)是稱為 AL 的工具，它允許在庫(kù)中添加匯編。AL 使開(kāi)發(fā)和測(cè)試方案變得方便，它不需要?jiǎng)?chuàng)建整個(gè) Windows 安裝程序包在庫(kù)中添加一個(gè)匯編。使用 /install 開(kāi)關(guān)在庫(kù)中添加匯編：

Al /install:myassembly.dll
第二個(gè)工具是 Windows Shell Extension，它允許您使用 Windows Explorer 操作庫(kù)。圖 4 表示全局匯編庫(kù)的視圖。

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圖 4. 全局匯編庫(kù)

共享名

共享名用于使嚴(yán)格的命名需求與共享匯編結(jié)合起來(lái)。共享名有三個(gè)目標(biāo)：

名稱唯一：共享匯編必須具有全局唯一的名稱。

防止名稱冒充：作為開(kāi)發(fā)人員，不希望有人發(fā)布您的匯編的后繼版本并假稱它是您發(fā)布的，無(wú)論是意外還是故意的。

提供引用標(biāo)識(shí)：當(dāng)涉及引用一個(gè)匯編時(shí)，共享名用于保證載入的匯編來(lái)自所期望的發(fā)行者。
共享名使用公共密鑰加密實(shí)現(xiàn)。通常，過(guò)程如下所示：匯編的編寫(xiě)者產(chǎn)生一對(duì)密鑰（或使用已有的），標(biāo)記包含專有密鑰清單的文件，并給調(diào)用者提供公共密鑰。當(dāng)引用匯編時(shí)，調(diào)用者記錄生成強(qiáng)名稱專有密鑰相應(yīng)的公共密鑰。圖 5 略述了該過(guò)程在開(kāi)發(fā)期間如何工作，包括密鑰如何存儲(chǔ)在元數(shù)據(jù)中及如何生成簽名。

該方案是稱為“Main”的匯編，它引用一個(gè)稱為“MyLib”的匯編。MyLib 具有共享名。重要的步驟如下所述。

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圖 5. 實(shí)現(xiàn)共享名的過(guò)程

開(kāi)發(fā)者調(diào)用在密鑰對(duì)中傳遞的編譯器和一組匯編的源文件。密鑰對(duì)通常由稱為 SN 的 SDK 工具生成的。例如，下面的命令生成一個(gè)新的密鑰對(duì)并保存的文件中：
Sn 杒 MyKey.snk
多數(shù)的編譯器將匯編作為編輯步驟的一部分。下面是一個(gè) C# 命令的例子，它接受密鑰對(duì)并給匯編簽名：

Csc /t:library math.cs /a.keyfile:MyKey.snk /a.version:1.0.0.0
當(dāng)編譯器生成匯編時(shí)，公共密鑰作為匯編標(biāo)識(shí)的一部分保存在清單中。包括公共密鑰作為標(biāo)識(shí)的一部分給匯編提供了全局唯一的名稱。

匯編生成后，包含清單的文件由專有密鑰標(biāo)記。結(jié)果簽名保存在文件中。

當(dāng)編譯器生成 Main 匯編時(shí)，MyLib 匯編的公共密鑰就作為引用 MyLib 的一部分保存在 Main 的清單中。
在運(yùn)行時(shí)，.NET 框架中有兩個(gè)步驟保證共享名給予開(kāi)發(fā)人員所需的利益。首先，在匯編安裝到全局匯編庫(kù)時(shí)，驗(yàn)證 MyLib 的共享名簽名。（沒(méi)有配置到庫(kù)中的驗(yàn)證簽名的選項(xiàng)也是可用的。）驗(yàn)證簽名保證 MyLib 的內(nèi)容從匯編建立以來(lái)沒(méi)有改變。第二步是驗(yàn)證作為 Main 引用 MyLib 的一部分保存的公共密鑰與 MyLib 身份的一部分的公共密鑰相匹配。如果這些密鑰相同，Main 的作者就能保證載入的 MyLib 版本來(lái)自同一個(gè)的發(fā)布者，該發(fā)布者編寫(xiě)了建立 Main 的 MyLib 版本。當(dāng)涉及 Main 引用 MyLib 時(shí)，該密鑰等效檢查在運(yùn)行時(shí)完成。

術(shù)語(yǔ)“簽名”常常聯(lián)想到 Microsoft Authenticode。理解共享名和 Authenticode 沒(méi)有任何關(guān)系是非常重要的。這兩個(gè)技術(shù)有不同的目標(biāo)。實(shí)際上，Authenticode 意味著對(duì)發(fā)行者信任的水平，而共享名不是。沒(méi)有與強(qiáng)名稱相關(guān)聯(lián)的授權(quán)許可或第三方簽名授權(quán)。另外，共享名簽名通常由編譯器本身作為編譯過(guò)程的一部分進(jìn)行。但是，也有實(shí)用程序用于在 SDK 中簽名。

另一個(gè)值得考慮的是“測(cè)試簽名”工程。匯編的編寫(xiě)者經(jīng)常不能訪問(wèn)需要完全簽名的專有密鑰。大多數(shù)公司很好的保護(hù)這些密鑰的存儲(chǔ)它只能被少數(shù)人訪問(wèn)。結(jié)果，.NET 框架提供少量在開(kāi)發(fā)中的“測(cè)試簽名”技術(shù)，然后再“真實(shí)簽名”。

版本策略

如剛剛所描述的，每個(gè)匯編清單記錄它創(chuàng)建所依賴的每個(gè)關(guān)系的版本信息。但是，有一些方案應(yīng)用程序的編寫(xiě)者或管理員需要在運(yùn)行時(shí)以關(guān)系的不同版本運(yùn)行。例如，管理員應(yīng)該能發(fā)布故障排除版本而不需要重新編譯每個(gè)應(yīng)用程序以便得到該修改。而且，管理員必須能列出因發(fā)現(xiàn)安全漏洞或服務(wù)故障從沒(méi)有使用的匯編的詳細(xì)版本。.NET 框架通過(guò)版本策略在版本綁定中啟用了該靈活性。

匯編版本號(hào)

每個(gè)匯編都有四個(gè)部分組成的版本號(hào)作為它標(biāo)識(shí)的一部分（就是說(shuō)，一些匯編的版本 1.0.0.0 和 版本 2.1.0.2 是完全不同的與類裝載器有關(guān)的標(biāo)識(shí))。包括作為標(biāo)識(shí)的一部分的版本主要用來(lái)區(qū)分用于并行目的的匯編的版本。

開(kāi)發(fā)人員和管理員必須理解版本號(hào)的結(jié)構(gòu)，因?yàn)樗�是通用語(yǔ)言運(yùn)行時(shí)間如何加強(qiáng)匯編之間的版本關(guān)系的關(guān)鍵。

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圖 6. 匯編版本號(hào)的四個(gè)部分

版本號(hào)的幾個(gè)部分是主要版本、次要版本、內(nèi)部版本和修訂版本。主要版本或次要版本的改變可認(rèn)為是不可兼容的改變。例如，開(kāi)發(fā)人員改變了一些方法參數(shù)的類型或徹底刪除了一些類型。類裝載器使用該信息使所依賴匯編的不兼容版本不默認(rèn)載入。

另一方面，僅改變版本號(hào)中的建立和版本部分可認(rèn)為是兼容的。這些改變一般是故障排除或安全補(bǔ)丁，在這種情況下類型定義沒(méi)有在某種程度上中斷調(diào)用者的改變，這是兼容的。這些兼容的變化經(jīng)常稱為 Quick Fix Engineering (QFE) 修復(fù)或動(dòng)態(tài)修復(fù)。

默認(rèn)的版本策略

當(dāng)通用語(yǔ)言運(yùn)行時(shí)間遇到在代碼中引用匯編時(shí)，它決定載入所依賴匯編的版本。默認(rèn)情況下，載入解決引用的匯編必須有與引用中的記錄相同的主版本號(hào)和次版本號(hào)。如果這些號(hào)碼不同，該匯編認(rèn)為是不兼容的，并且不會(huì)默認(rèn)載入。相反，通用語(yǔ)言運(yùn)行時(shí)間會(huì)用最高的號(hào)碼得到 QFE (或動(dòng)態(tài)修復(fù))。

例如，如果 Main 以 MyLib 的 1.0.0.0 版本編譯，當(dāng)運(yùn)行發(fā)現(xiàn) MyLib 的 1.0.1.1 版本時(shí)，將載入 1.0.1.1。

總是取最新的編譯和版本的策略稱為“自動(dòng) QFE 策略”。該原則的主要目的是允許管理員在不重新創(chuàng)建所有應(yīng)用程序的情況下發(fā)布故障排除版本。

定制版本策略

有些時(shí)候前面描述的默認(rèn)策略并不是您所要的。例如，也許應(yīng)用程序被所安裝的 QFE 不經(jīng)意地中斷了。

默認(rèn)的版本策略能通過(guò)使用 XML 配置文件修改。關(guān)于版本，有兩個(gè)文件：一個(gè)應(yīng)用程序說(shuō)明文件和一個(gè)機(jī)器范圍或管理員文件。應(yīng)用程序說(shuō)明文件保存在與應(yīng)用程序相同的目錄中。該文件中的策略描述只影響該應(yīng)用程序。機(jī)器范圍策略文件當(dāng)前保存在 Windows 目錄。該文件被管理員用來(lái)描述影響本機(jī)器上所有應(yīng)用程序的策略。例如，也許某個(gè)管理員確定了某個(gè)匯編的詳細(xì)的版本具有一些安全漏洞，并且他確保該匯編將不再被使用。

自定義策略的示例包括：

綁定指定的版本

有時(shí)需要綁定一個(gè)與清單記錄的版本完全不同的匯編。通過(guò)在配置文件中的<BindingPolicy>標(biāo)簽提供對(duì)該方案的支持。該策略用于映射某個(gè)關(guān)系指定版本的引用或某個(gè)關(guān)系所有版本的引用。

下面例子映射某個(gè)稱為 Calcr 的匯編 6.0.0.0 版本的引用：

<BindingPolicy>
<BindingRedir Name="Calcr"
Originator="32ab4ba45e0a69a1"
Version="*" VersionNew="6.0.0.0"
UseLatestBuildRevision="yes"/>
</BindingPolicy>

關(guān)閉自動(dòng) QFE 策略

該策略允許停止“自動(dòng) QFE 策略”引用已提供的匯編。 <BindingPolicy> 標(biāo)簽也用在這里，但 UseLatestBuildRevision 屬性設(shè)置為 No，如下面例子所示：

<BindingPolicy>
<BindingRedir Name="Calcr"
Originator="32ab4ba45e0a69a1"
Version="*" VersionNew="6.1.1212.14"
UseLatestBuildRevision="no"/>
</BindingPolicy>

安全模式

安全模式（或編譯運(yùn)行）策略用于恢復(fù)編譯配置。啟用該策略將使通用語(yǔ)言運(yùn)行時(shí)間載入記錄在清單中的關(guān)系的一個(gè)精確版本。大概應(yīng)用程序在它創(chuàng)建、測(cè)試并第一次發(fā)布時(shí)工作。安全模式是用于恢復(fù)到該狀態(tài)安全的網(wǎng)絡(luò)。下面的 XML 代碼為具體的應(yīng)用程序打開(kāi)安全模式：

<BindingMode>
<AppBindingMode Mode="safe"/>
</BindingMode>

如果某個(gè)具體的關(guān)系不符合版本規(guī)則或不經(jīng)意引入一個(gè)錯(cuò)誤，“安全模式”和“關(guān)閉自動(dòng) QFE 原則”可用于恢復(fù)應(yīng)用程序到某個(gè)工作的狀態(tài)。

策略解決方案中的階段

本文已經(jīng)介紹了幾個(gè)版本和發(fā)布的概念，包括應(yīng)用程序?qū)Ｓ脜R編、共享的匯編、全局匯編存儲(chǔ)和用于指定版本策略的 XML 文件。本節(jié)通過(guò)描述通用語(yǔ)言運(yùn)行時(shí)間查找匯編和應(yīng)用版本策略經(jīng)歷的階段將這些概念連接起來(lái)。

當(dāng)通用語(yǔ)言運(yùn)行時(shí)間遇到引用存儲(chǔ)在元數(shù)據(jù)中的另一個(gè)匯編時(shí)，開(kāi)始載入?yún)R編的過(guò)程。根據(jù)引用，下面的步驟決定載入那個(gè)匯編的哪個(gè)版本：

參考應(yīng)用程序說(shuō)明文件查看是否指定了策略。如果是，以策略的信息修改原始文件。例如，如果引用指定版本 1.0.0.0 而應(yīng)用程序說(shuō)明策略文件指定版本 2.0.0.0，通用語(yǔ)言運(yùn)行時(shí)間將按照如同初始指定版本 2.0.0.0 一樣處理。

在應(yīng)用程序目錄（和子目錄）中查找匹配的匯編�！捌ヅ洹倍�義為精確的主版本號(hào)和次版本號(hào)（除非 QFE 策略被禁止）。

不管通過(guò)查找是否發(fā)現(xiàn)一個(gè)匹配項(xiàng)，全局匯編庫(kù)都將由 QFE 引用。這使管理員發(fā)布每個(gè)人都應(yīng)該得到的故障排除。

最后，參考管理員策略文件。最后參考該文件是因?yàn)楣芾韱T最后決定載入哪個(gè)版本。

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發(fā)布

發(fā)布包含至少兩個(gè)不同的方面：包裝代碼和將這些包裝分布給運(yùn)行該應(yīng)用程序的客戶端和服務(wù)器。.NET 框架主要的目標(biāo)是通過(guò)毫無(wú)影響的安裝簡(jiǎn)化發(fā)布和復(fù)制發(fā)布的可行性。匯編自描述的天性使我們擺脫對(duì)注冊(cè)表的依賴，因此使安裝、卸載和復(fù)制變得相當(dāng)簡(jiǎn)單。但是，有幾種場(chǎng)合下復(fù)制作為發(fā)布機(jī)制并不充分。在這些情況下，.NET 框架提供擴(kuò)展代碼下載服務(wù)并集成在 Windows 安裝程序中。

包裝

在 .NET 框架的第一個(gè)版本中有三個(gè)包裝選項(xiàng)可用：

As-built（DLL 和 EXE）。在許多場(chǎng)合，不需要特別的包裝。應(yīng)用程序以發(fā)布工具制造的格式發(fā)布，即 DLL 和 EXE 的集合。

Cab 文件。為了更有效地下載，Cab 文件可用于壓縮應(yīng)用程序。

Windows 安裝程序包。 Microsoft Visual Studio.NET 和其他安裝工具允許建立 Windows 安裝程序包（.msi 文件）。Windows 安裝程序允許利用應(yīng)用程序修復(fù)、選擇安裝以及其他 Microsoft Windows 2000 應(yīng)用程序管理功能。
分布方案

.NET 應(yīng)用程序能以多種方式發(fā)布，包括復(fù)制、代碼下載以及通過(guò) Windows 安裝程序。

對(duì)于許多應(yīng)用程序，包括 Web 應(yīng)用程序和 Web 服務(wù)，發(fā)布和復(fù)制一組文件到磁盤(pán)并運(yùn)行一樣簡(jiǎn)單。卸載和復(fù)制就像刪除這些文件或復(fù)制它們一樣容易。

.NET 框架提供使用 Web 瀏覽器下載代碼的支持。該部分有幾個(gè)重要問(wèn)題，包括：

零影響：沒(méi)有注冊(cè)表項(xiàng)添加到機(jī)器上。

增量下載：匯編的許多分塊只有在引用時(shí)才下載。

下載與應(yīng)用程序隔離：代表某個(gè)應(yīng)用程序的下載代碼不影響機(jī)器上其它的應(yīng)用程序。支持代碼下載的主要目的是：防止用戶下載新版本的某個(gè)共享的組件影響瀏覽具體的 Web 站點(diǎn)和影響其他應(yīng)用程序。

No Authenticode 對(duì)話框：訪問(wèn)安全系統(tǒng)的代碼用于允許可移動(dòng)代碼以部分信任程度運(yùn)行。將不再出現(xiàn)對(duì)話框詢問(wèn)用戶選擇是否信任該代碼。
最后，.NET 完全集成到 Windows 安裝程序和 Windows 2000 應(yīng)用程序管理功能中。