C#插件开发简单模型

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一、前言

插件模型指应用程序由一些动态的独立模块构成，每个模块均具有一个或多个服务，并满足一定的插件协议，能够借助主程序实现主程序－插件，插件－插件之间的通讯。它定义了一套公共的接口，通过接口与插件进行通信，主要是通过反射来获取相关的属性和方法，然后再执行指定的操作。其实，它也可以理解为定义一套通用的解决方案，通过反射来获取相应的程序集的相关类型，然后执行这些指定类型的相关操作。它是一种即插即用的方案，更新及维护简便。

本文仅仅是描述插件开发的大体模型，设计比较简单，主要的步骤如下：

（1）、定义公共的接口以及抽象类。

（2）、定义和实现相关组件。

（3）、实现通用程序集反射操作类。

其中，公共的接口和抽象类定义在组件Jasen.Framework.Core中，该组件中提供通用程序集反射操作类AssemblyUtility；具体实现的相关组件为Jasen.Framework.Oracle、Jasen.Framework.Access和Jasen.Framework.SqlServer，它们都实现了Jasen.Framework.Core中的公共接口。客户端可以根据实际情况来进行相应的操作。相关组件图如下：

二、公共接口和抽象类的定义以及相关组件的定义和实现

首先，定义公共的接口以及抽象类，如下类图所示，定义一个公共的接口IDataTable，定义一个抽象类DataTable，这些公共的类型放置在最顶端的程序集中。而其他组件将分别重新创建，实现相对应的功能，如SqlServerDataTable、OracleDataTable和AccessDataTable实现各自的功能。注意：Assembly.LoadFile(file)动态加载程序集时，该程序集在当前的运行环境中必须不存在的，否则可能会出现意想不到的数据异常，因此相关组件的实现必须是独立的（仅仅是实现公共的接口）。

三、通用程序集反射操作类的实现

下面的AssemblyUtility主要是对程序集操作的通用类，可以根据指定目录以及文件列表动态获取相应的程序集。同时，也可以通过目录，文件以及程序集获取相关的类型集合和对象集合。其中需要注意的是，实现的子类必须提供默认构造函数。客户端可以通过该类获取相应的类型和对象集合，然后再执行相应的操作。这些操作都是通过动态加载程序集来实现的，代码如下所示：

    public static class AssemblyUtility
    {
        public static IEnumerable<Type> GetImplementdTypesByDirectory<T>(string baseDirectory)
        {
           IList<Assembly> assemblies= GetAssemblies(baseDirectory);
           List<Type> types = new List<Type>();
           foreach (Assembly assembly in assemblies)
           {
               types.AddRange(GetImplementdTypes<T>(assembly));
           }

           return types;
        }

        public static IEnumerable<Type> GetImplementdTypes<T>(string assemblyFile)
        {
            if (!File.Exists(assemblyFile))
            {
                return null;
            }
            try
            {
                return GetImplementdTypes<T>(Assembly.LoadFile(assemblyFile));
            }
            catch (Exception ex)
            {
                return null;
            }
        }

        public static IEnumerable<Type> GetImplementdTypes<T>(Assembly assembly)
        {
            if (assembly == null)
            {
                return null;
            }

            return assembly.GetExportedTypes().Where(p =>
               p.IsSubclassOf(typeof(T)) && (!p.IsAbstract) && (!p.IsInterface));
        }

        public static IList<T> GetImplementedObjectsByDirectory<T>(string baseDirectory)
        {
            IList<Assembly> assemblies = GetAssemblies(baseDirectory);
            List<T> entities = new List<T>();
            foreach (Assembly assembly in assemblies)
            {
                entities.AddRange(GetImplementedObjects<T>(assembly));
            }

            return entities;
        }

        public static IList<T> GetImplementedObjects<T>(string assemblyFile)
        {
            if (!File.Exists(assemblyFile))
            {
                return null;
            }
            try
            {
                return GetImplementedObjects<T>(Assembly.LoadFile(assemblyFile));
            }
            catch (Exception ex)
            {
                return null;
            }
        }

        public static IList<T> GetImplementedObjects<T>(Assembly assembly)
        {
            if (assembly == null)
            {
                return null;
            }

            IEnumerable<Type> types = GetImplementdTypes<T>(assembly);
            var result = new List<T>();

            foreach (Type type in types)
            {
                ConstructorInfo constructor = type.GetConstructor(new Type[0]);
                if (constructor == null)
                {
                    continue;
                }

                object instance = Activator.CreateInstance(type);
                if (instance is T)
                {
                    result.Add((T)instance);
                }
            }

            return result;
        }

        public static IList<Assembly> GetAssemblies(string baseDirectory)
        {
            if (!Directory.Exists(baseDirectory))
            {
                return new List<Assembly>();
            }

            string[] files = Directory.GetFiles(baseDirectory, "*.dll");

            return GetAssemblies(files);
        }

        public static IList<Assembly> GetAssemblies(string[] assemblyFiles)
        {
            IList<Assembly> assemblies = new List<Assembly>();
            try
            {
                foreach (string file in assemblyFiles)
                {
                    if (!File.Exists(file)||(!file.EndsWith(".dll",StringComparison.InvariantCultureIgnoreCase)))
                    {
                        continue;
                    }
                    assemblies.Add(Assembly.LoadFile(file));
                }
            }
            catch (Exception ex)
            {
                return new List<Assembly>();
            }

            return assemblies;
        }
    }

public static IEnumerable<Type> GetImplementdTypesByDirectory<T>(string baseDirectory)
public static IEnumerable<Type> GetImplementdTypes<T>(string assemblyFile)
public static IList<T> GetImplementedObjects<T>(Assembly assembly)

以上3个方法根据不同的参数（目录、地址、程序集）来动态获取程序集中的特定类型集合，这些类型为类型T的类或者子类（非抽象类和接口）。

public static IList<T> GetImplementedObjectsByDirectory<T>(string baseDirectory)
public static IList<T> GetImplementedObjects<T>(string assemblyFile)
public static IList<T> GetImplementedObjects<T>(Assembly assembly)
而以上3个方法根据不同的参数（目录、地址、程序集）来动态获取程序集中的特定对象集合，这些对象为类型T的类或者子类（非抽象类和接口）的实例。当组件中子类存在有参构造函数时，必须实现默认构造函数。从如下代码可以看出：如果默认构造函数不存在，将不会添加该对象实例。

                ConstructorInfo constructor = type.GetConstructor(new Type[0]);
                if (constructor == null)
                {
                    continue;
                }

                object instance = Activator.CreateInstance(type);
                if (instance is T)
                {
                    result.Add((T)instance);
                }

四、通用程序集反射操作类的单元测试

AssemblyUtility类主要的单元测试如下，仅验证了正确的情况，代码如下：

    public class AssemblyUtilityTest
    {
        [TestMethod()]
        public void GetAssembliesTest()
        {
            string assemblyPath = AppDomain.CurrentDomain.BaseDirectory+"\\Files\\";
            IList<Assembly> result = AssemblyUtility.GetAssemblies(assemblyPath);

            Assert.IsNotNull(result);
            Assert.AreEqual(3, result.Count);
        }

        [TestMethod()]
        public void GetAssembliesByFilesTest()
        {
            string[] assemblyFiles = new string[] { AppDomain.CurrentDomain.BaseDirectory + "\\Jasen.Framework.Core.dll",
                      AppDomain.CurrentDomain.BaseDirectory + "\\Jasen.Framework.Core.Test.dll",
                      "www",
                      "ww.dll"};
            IList<Assembly> result = AssemblyUtility.GetAssemblies(assemblyFiles);

            Assert.IsNotNull(result);
            Assert.AreEqual(2, result.Count);
        }

        [TestMethod()]
        public void GetImplementedObjectsByDirectoryTest()
        {
            string assemblyDir = AppDomain.CurrentDomain.BaseDirectory + "\\Files\\";
            IList<DataTable> result = AssemblyUtility.GetImplementedObjectsByDirectory<DataTable>(assemblyDir);
            Assert.IsNotNull(result);
            Assert.AreEqual(3, result.Count);
        }

        [TestMethod()]
        public void GetImplementedObjectsTest()
        {
            string assemblyFile =AppDomain.CurrentDomain.BaseDirectory + "\\Files\\Jasen.Framework.Oracle.dll";
            IList<DataTable> result = AssemblyUtility.GetImplementedObjects<DataTable>(assemblyFile);
            Assert.IsNotNull(result);
            Assert.AreEqual(1, result.Count);
        }

        [TestMethod()]
        public void GetImplementedTypesTest()
        {
            string assemblyFile = AppDomain.CurrentDomain.BaseDirectory + "\\Files\\Jasen.Framework.Oracle.dll";
            IEnumerable<Type> types = AssemblyUtility.GetImplementdTypes<DataTable>(assemblyFile);
            Assert.IsNotNull(types);
            int count = 0;
            foreach (var type in types)
            {
                Assert.IsTrue(type.IsSubclassOf(typeof(DataTable)));
                Assert.IsFalse(type.IsAbstract);
                Assert.IsFalse(type.IsInterface);
                count++;
            }
            Assert.AreEqual(1, count);
        }

        [TestMethod()]
        public void GetImplementdTypesByDirectoryTest()
        {
            string assemblyDir = AppDomain.CurrentDomain.BaseDirectory + "\\Files\\";
            IEnumerable<Type> types = AssemblyUtility.GetImplementdTypesByDirectory<DataTable>(assemblyDir);
            Assert.IsNotNull(types);
            int count = 0;
            foreach (var type in types)
            {
                Assert.IsTrue(type.IsSubclassOf(typeof(DataTable)));
                Assert.IsFalse(type.IsAbstract);
                Assert.IsFalse(type.IsInterface);
                count++;
            }
            Assert.AreEqual(3, count);
        }
    }

五、总结

全文中主要围绕AssemblyUtility通用类来进行讲解的，仅仅是插件开发的一个思路。具体应用的话，应该相对来说比较直接，在客户端获取相应的类型集合以及对象集合，然后再执行这些集合的具体操作即可。其中，实现的组件（插件）放置在指定的目录下，通过AssemblyUtility类即可动态加载目录下的程序集，从而获取到指定类型的数据。具体执行什么操作，实现什么功能，这些都是在组件（插件）中实现即可。

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