Natasha 4.0 探索之路系列(三) 基本的动态编译

admin 2022年 01月 22 日

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Natasha 的设计

动态编译

Roslyn 为开发者提供了动态编译的接口, 允许我们以 C# 代码来编写 Emit 或表达式树生成的程序集, 但是完成一个编译需要诸多步骤, 用户参与的操作也很多, 例如: 格式化整理语法树, 创建编译选项, 填充对应的引用程序集来支持语义检查和编译, 控制输出流等. 其中除了第一个语法树相对简单, 后面都需要开发者摸索完成. 毕竟 Roslyn 的文档不全, 甚至关于它的文档散落在其他边角章节, 比七龙珠都散. 那么在这种情况下使用 Natasha 无疑是非常好的选择.

Natasha 的便捷之处

Natasha 自发版以来,便集成有引用管理, 全局 Using 管理, 域管理, 这让开发者极大的减少了开发前的准备工作, 在便捷编译过程中, Natasha 支持引用覆盖, Using 覆盖,编译流到域的输出, 有了这三大保证, 开发者可更多的关注于动态功能逻辑的开发.

新版 Natasha 新增了语义过滤委托 API 以方便用户根据语义信息定制/重组自己的语法树, 并提供方法支持开发者管理引用版本, 另外保证了3种流的对外输出,即

dll : 程序集输出文件
pdb : 元数据调试信息
xml : 元数据结构及注释

整个编译过程中将会分3阶段抛出异常:

语法构建阶段,如果出错则抛出异常;
编译阶段, 如果编译失败则会抛出异常;
元数据转换阶段, 有些 API 是支持从 Assembly 到其他元数据获取和转换的, 转换失败则抛出异常.

Natasha 基本编译单元

Natasha 的基本编译单元为 AssemblyCSharpBuilder , 该单元整合了编译流程所需要的基本功能, 相比 Natasha 的模板而言, 它则是轻量级,底层的工作单元.

以下是使用方法:

首先引入 DotNetCore.Natasha.CSharp

最基本的编译操作


//Natasha 预热
NatashaInitializer.Preheating(/*...引用添加过滤器...例如:(item, name) => name!.Contains("IO")*/);

string code = @"public class A{public string Name=""HelloWorld"";}";

//在花括号范围内圈定域,using 内的方法锁定了域的作用范围.
//Natasha 所有关于 Name 的 Api 如果不指定,默认为 GUID.
using (DomainManagement.Create(domainName)/Random().CreateScope())
{
AssemblyCSharpBuilder builder = new( /*....assenblyName....*/ );
builder.Add(code);
var type = builder.GetTypeFromShortName("A");
//...do sth...
}

//手动指定域
AssemblyCSharpBuilder builder = new();
builder.Domain = DomainManagement.Random();
builder.Add(code);
var assembly = builder.GetAssembly();
//...do sth...        

//直接定位到委托
string code = @"public class A{public string Name=""HelloWorld""; public static string Get(){  return (new A()).Name; }}";
using (DomainManagement.Create("myDomain").CreateScope())
{
AssemblyCSharpBuilder builder = new("myAssembly");
builder.Add(code);
var func = builder.GetDelegateFromShortName>("A","Get");
Assert.Equal("HelloWorld", func()); // √
}

其他 API

//设置输出 dll 文件路径
builder.SetDllFilePath(mydll);
//设置输出 pdb 文件路径
builder.SetPdbFilePath(mypdb);
//设置输出 xml 文件路径
builder.SetXmlFilePath(myxml);
//使用 Natasha 自带的输出路径(请在域和程序集名确定之后调用).
builder.UseNatashaFileOut();

//配置编译选项
builder.ConfigCompilerOption(opt=>opt);
//配置语法树选项
builder.ConfigSyntaxOptions(opt=>opt);

//给编译单元添加语义过滤
builder.AddSemanticAnalysistor();
//启/禁用语义过滤
builder.Enable/DisableSemanticCheck();

//添加日志事件
builder.LogCompilationEvent += (log) => { if(log.HasError) Console.WriteLine(log.ToString()); };

//编译事件
builder.CompileSucceedEvent //编译成功触发事件
builder.CompileFailedEvent //编译失败触发事件

//引用行为与程序集加载行为控制
var assembly = builder

     //委托过滤: 如果发现默认域的引用与定制域中的引用有同名情况,则进入委托处理. 返回一个枚举结果给程序处理.
//PassToNextHandler 结果表示将进入到引用版本行为控制继续处理
.CompileWithReferencesFilter((defaultAssemblyName,domainAssemblyName)=> LoadVersionResultEnum.PassToNextHandler)

     //引用行为控制, None/UseHighVersion/UseLowVersion/UseDefault(默认使用)/UseCustom 四种控制方法
.CompileWithReferenceLoadBehavior(referenceLoadBehavior)

     //程序集编译成功后,在域中加载的行为控制,默认为 LoadBehaviorEnum.None (全加载);
.CompileWithAssemblyLoadBehavior(LoadBehaviorEnum.UseDefault)

    .GetAssembly();

注意: 主域的引用文件和自己创建域的引用文件可能存在同名,但不同版本,此时编译需要 CompileWithReferenceLoadBehavior 来控制引用加载的行为, 举例: RefA(v1.0) 和 RefA(v2.0) 相比, v2.0 中比 v1.0 多了几个功能,几个类,几个接口.... 那么在管理引用的时候, 你就要根据自身的代码情况进行管理, 比如你的代码用到了 v2.0 的新类,新功能, 那么就要屏蔽掉 v1.0.

覆盖全局 using

//-------------------主域 using -------------------- 定制域 using ------------------------------- 代码脚本 ---------------
string code = DefaultUsing.UsingScript +  builder.Domain.UsingRecorder.ToString() + "namespace{ public class xx.....  }";

域中的 UsingRecorder 会记录编译之后产生的 using, 自动管理.

结尾

大家在使用动态编译时, 要尽可能做到"隔离", 一旦依赖和引用版本多了, 对于动态开发来讲,就是一场灾难.

以上是使用 Natasha 关于动态编译的最基本使用方法, 下一篇将讲解 Natasha 高级 API 的使用.