生成、打包、部署和管理应用程序及类型（3）：将模块合并成程序集

Program.exe并非只是含有元数据的PE文件，它还是程序集。程序集是一个或多个类型定义文件及资源文件的集合。在程序集的所有文件中，有一个文件容纳了清单(manifest)。清单也是一个元数据表集合。表中主要包含作为程序集组成部分的那些文件名称。此外，还描述了程序集的版本、语言文化、发布者、公开导出的类型以及构成程序集的所有文件。

CLR操作的是程序集。也就是说，CLR总是首先加载包含“清单”元数据表的文件，再根据“清单”获取程序集中的其他文件的没名称。程序集的特点如下：

●定义了可重用的类型

●用一个版本号标记

●可以关联安全信息

这些特点是包含清单的元数据表的文件才具备的。

使用程序集，可重用类型的逻辑表示和物理表示就可以分开。例如，程序集可能包含多个类型，可以将常用类型放到一个文件中，不常用类型放到另一个文件中。如果程序集要从Internet下载并且部署，那么对于含有不常用类型的文件，加入客户端永远不适用那些类型，该文件就永远不会下载到客户端。

总结一下使用多文件程序集的理由：

●不同的类型用不同的文件，使文件以“增量”下载。另外，将类型划分到不同文件中，可以对购买和安装的应用程序部分或分批打包、部署。

●可在程序集中添加资源或数据文件。例如，假定一个类型的作用是计算保险信息，需要访问精度表才能完成计算。在这种情况下，不必在自己的源码中嵌入精度表。相反，可以使用一个工具，使数据文件成为程序集的一部分。BTW，数据文件可以是任意格式，只要程序知道如何解析。

●程序集包含的各个类型可以用不同的编程语言来实现。编译不同语言类型的时候会生成不同的模块，然后可以用工具将所有模块合并成单个程序集。

生成程序集要么选择现有的PE文件作为“清单”的宿主，要么创建单独的PE文件并只在其中包含清单。由于有了清单的存在，程序集的用户不必关心程序集的划分细节。此外，清单也使程序集具有了自描述性。另外，在包含清单的文件中，一些元数据信息描述了哪些文件是程序集的一部分。但是，那些文件本身并不包含元数据来指出他们是程序集的一部分。

 可以通过很多方式将模块添加到程序集。这里使用/addmodule开关。现在有两个源代码：

Program.cs:

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;


namespace Project_1
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            System.Console.WriteLine("HaHa");
            Class1 C1 = new Class1();
            C1.printHaha();
        }
    }
}

 

Class1.cs:

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace Project_1
{
    public class Class1
    {
        public void printHaha (){
            System.Console.WriteLine("Class1 Haha");
        }
    }
}

先将不常用的类型都编译到一个模块：

 

此时生成一个Class1.netmodule文件。这是一个PE文件，但是不能被CLR加载。

 接着将Program.cs编译到另一个模块。该模块将成为程序集清单的宿主。将该模块命名为MultiFileLibrary.dll：

上述命令行指示C#编译器编译Program.cs来生成MultiFileLibrary.dll。由于制定了/t:library开关，所以生成的是含有清单元数据表的DLL PE文件。/addmodule:Class1.netmodule 告诉编译器将文件添加到FIleD二分清单源数据表，并将Class1.netmodule的公开导出类型添加到ExportedTypes Def清单元数据表。

Class1.netmodule文件包含编译Class1.cs所生成的IL代码。该文件还包含一些定义源数据表，描述了Class1.cs定义的类型、方法、字段、属性、事件等。还包含一些引用元数据表，描述了Class1.cs引用的类型、方法等。

MultiFileLibrary.dll是一个单独的文件。和Class1.netmodule相似，MultiFileLibrary.dll包含编译Program.cs所生成的IL代码以及类似的定义与引用元数据表。此外，MultiFileLibrary.dll还包含额外的清单元数据表，这使得MultiFileLibrary.dll成为程序集。清单元数据表描述了程序集的所有文件（MultiFileLibrary.dll本身和Class1.netmodule）。清单元数据表还包含从Class1.netmodule和MultiFileLibrary.dll导出的所有公共类型。

可用ILDasm检查元数据清单表（摘取部分）：

File #1 (26000001)
-------------------------------------------------------
    Token: 0x26000001
    Name : Class1.netmodule
    HashValue Blob : 06 f0 35 e1 e5 70 9e a4  6c 9d 4c dc 6b 40 6f c0  9e b5 09 56 
    Flags : [ContainsMetaData]  (00000000)


ExportedType #1 (27000001)
-------------------------------------------------------
    Token: 0x27000001
    Name: Project_1.Class1
    Implementation token: 0x26000001
    TypeDef token: 0x02000002
    Flags     : [Public] [AutoLayout] [Class] [AnsiClass] [BeforeFieldInit]  (00100001)


User Strings
-------------------------------------------------------

从中可以看出，Class1.netmodule文件已经被看成是程序集的一部分。token是0x26000001。在ExportedType 可以看到一个公开导出的类型（只有public会显示在这个数据表中）

客户端执行代码时会调用方法。一个方法首次被调用时，CLR检测作为参数、返回值或者局部变量而被方法引用的类型。然后，CLR尝试加载所引用程序及中含有的清单文件。如果要访问的类型恰好出现在这个文件中，CLR会执行内部登记工作，允许使用该类型。如果清淡指出被引用的类型在不同文件中，CLR会尝试加载需要的文件，同样执行内部登记，并允许使用该类型。只有在调用方法确实引用了未加载程序集中的类型时，才会加载程序集。

使用VS IDE将程序集添加到项目中

这个路径要与生成MultiFileLibrary.dll的路径一致。

使用程序集链接器

除了使用C#编译器，还可以使用“程序集链接器”实用程序AL.exe来创建程序集。如果程序集要包含由不同编译器生成的模块，或者生成时不清楚程序集的打包要求，程序集链接器就显得相当有用。还可以使用AL.exe生成只含资源的程序集，也就是附属程序集，通常用于本地化。

首先，有三个源代码：

Program.cs:

 

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace Project_1
{
    public class Program
    {
        public static void Main(string[] args)
        {
            System.Console.WriteLine("HaHa");
            Class1 C1 = new Class1();
            C1.printHaha();
            Class2 C2 = new Class2();
            C2.printHaha();
        }
    }
}

 

Class1.cs:

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace Project_1
{
    public class Class1
    {
        public void printHaha (){
            System.Console.WriteLine("Class1 Haha");
        }
    }
}

Class2.cs:

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace Project_1
{
    public class Class2
    {
        public void printHaha()
        {
            System.Console.WriteLine("Class2 Haha");
        }
    }
}

 

为了理解AL.exe的工作原理，先改变MultiFileLibrary.dll的生成方式：

 生成MultiFileLibrary.dll：

指定入口并得到EXE PE文件：

（这里在操作的时候，出现了一个问题：指定main函数的时候报错“找不到Program.main”,后来才发现原因有两个：第一个是没有加命名空间Project_1,以及代码中main函数没有写错public，当然现在都加上了。需要指定作用域是因为程序集有可能有多个作用域，所以要指定是哪个作用域下的。但是public这个到现在都没有搞清楚具体原因，不知道有没有懂的大佬解释一下，我只知道和.exe的执行过程有关，但是main是在哪里发生了“外部调用”这个具体的过程还有些模糊）

可以执行Program.exe:

为程序集添加资源文件：

AL.exe创建程序集时，可以用/embed将文件作为资源添加到程序集。该开关获取任意文件，并将文件内容嵌入最终的PE文件。清单中的ManifestResourceDef表会更新以反映资源的存在。

与AL.exe相似，C#编译器CSC.exe也允许将资源合并到编译器生成的程序集中。/resource开关将指定的资源文件嵌入最终生成的程序集PE中，并更新ManifestResourceDef表。/linkresource开关ManifestResourceDef和FileDef清单表中添加记录项来引用独立存在的资源文件。