文章標題： .NET Conf 2020 - 基於ASP.NET Core構建可熱插拔的插件化系統
作者： Lamond Lu
項目地址：https://github.com/lamondlu/CoolCat
博客：http://www.cnblogs.com/lwqlun
以下是2020.12.19日的演講文稿和視頻：
大家好，我是陸楠，我來自北京盛安德科技發展有限公司青島分公司，很高興能參加本次.NET開發者大會，今天我分享的主題是《基於ASP.NET Core構建可熱插拔的插件化系統》。
插件化架構，又稱微核架構，指的是軟件的內核相對較小，主要功能和業務邏輯都通過插件實現的架構。
插件化架構一般有兩個核心概念：
- 內核
- 插件
內核通常只包含系統運行的最小功能，以及定義插件必須符合的接口；插件則是互相獨立的模塊，一般只包含單一的功能。
插件化技術並不是一個新興的技術，早期很多基於COM開發的WIN32程序其實都是插件化的系統。在.NET/.NET Core中，也有許多插件化的實現方案，例如，開源框架ABP, 開源的內容管理系統DotNetNuke, 電子商務框架NopCommerce。
在設計插件化方案的時候，我們需要考慮一下幾個問題：
- 如何隔離插件
- 如何實現插件之間的通訊
- 如何實現熱插拔
在.NET Framework時代，我們最常用的方案是使用AppDomain應用程序域來封裝插件。使用AppDomain, 我們可以將不同的插件隔離在不同的應用程序域中。至於插件與插件之間的通訊，我們可以藉助MarshalByRefObject類來實現。至於熱插拔，我們可以通過AppDomain自帶的Load/Unload方法來完成，非常的簡單。
但是到了.NET Core中，情況大不相同了。主要的原因是.NET Core中已經將AppDomain的概念移除了，那麼我們該如何實現插件化呢？
這裏我們首先要介紹的是ASP.NET Core中新引入的功能AssemblyLoadContext, 簡稱ALC, ALC提供了一個類似AppDomain的隔離區域，你可以通過ALC來加載程序集，每個ALC加載的程序及之間互不干擾。
這裏請注意，正是由於這種設計，如果將一個程序集引入到兩個不同ALC中，運行時會認爲他們是不同的程序集。
除了自定義的ALC, 在每個ASP.NET Core應用啓動的時候，運行時都會創建一個默認的ALC, 這裏我們需要了解自定義ALC和默認ALC的加載順序
- 當自定義
ALC中的某個插件使用某個程序集的時候，會優先查找當前插件所在的自定義的ALC，如果找不到該程序集，則會進一步查找默認ALC， 所以ALC的程序集加載會優先於默認ALC
我們前面說過，不同的ALC應用相同的程序集，運行時會認爲他們是不同的程序集，所以當兩個插件使用相同程序集的，我們最好將這個程序集加載到默認ALC中，否則在插件交互的時候可能會出現類型衝突。
除了AssemblyLoadContext, 爲了實現插件化，微軟在ASP.NET Core中還提供了另外一個高級特性Application Part - 應用組件。
Application Part並不算一個新特性，因爲在它在.NET Core 2.x版本中就已經被引入了，但是可能部分開發人員沒有過或瞭解過它。Application Part爲ASP.NET Core提供了強大的複用能力，使用Application Part, ASP.NET Core可以從程序集中發現控制器、視圖組件、Razor預編譯視圖、Tag Helper等功能，再借助Application Part Manager， 這些已經編譯好的功能組件就可以在其它項目中直接複用了，這就極大提高了ASP.NET Core功能組件的可複用行。
基於AssemblyLoadContext和Application Part, 你就可以輕鬆的實現ASP.NET Core的插件化了，但是如果想要在ASP.NET Core中實現一個可熱插拔的插件化組件系統，我們還需要針對ASP.NET Core解決很多適配性問題，例如：
- 如果在運行時加載預編譯視圖？
- 如果在運行時刷新路由和Controler/Action的映射關係？
- 一個組件如何從另外一個組件拉取數據
- 一個組件如何向另外一個組件發送消息通知，完成進一步的業務操作
爲了簡化這一部分的複雜度，我搭建了一個開源項目CoolCat, CoolCat默認支持.NET Core 3.1和.NET 5。
CoolCat已經實現了一下的特性
- 插件的安裝升級
- 運行時熱插拔插件
- 插件間通訊
- 類Swagger的插件文檔
- 支持容器化
以下是CoolCat的整體架構圖：
這裏主程序爲CoolCat, 所有的插件都通過ALC加載到主程序中，主程序中定義了通知中心、文檔中心、查詢中心
- 通知中心負責跨插件的消息通知
- 文檔中心負責生成插件的文檔
- 查詢中心負責跨插件的數據查詢
並且爲了簡化創建插件項目，我創建了一個CoolCat插件模板，你可以通過dotnet new命令來安裝插件模板，並安裝模板項目。
dotnet new –i `CoolCat`Module
dotnet new `CoolCat`Module –n {projectName}
這裏創建出的插件項目和一個普通MVC項目相差無幾，比較特殊的是項目會自動生成一個plugin.json文件，裏面包含了當前插件的基本信息。
如果這個項目的生成文件打包，那麼它就是一個可移動的插件安裝包了。
下面呢，我們就通過一個簡單的Demo, 給大家演示一下CoolCat項目的基本功能。
這裏我們首先使用dotnet run命令啓動當前CoolCat, 當程序第一次啓動的時候，會自動建表。這裏呢，我使用了FluentMigrator作爲數據庫遷移工具，所以在項目啓動時，可以進行自動的腳本遷移。
項目啓動之後，我們就可以從瀏覽器打開這個項目了。項目的默認界面是安裝界面，我們可以在這個界面上選擇一些預定義的插件，完成安裝
當然也不僅限於此，如果你想自定義一個其他的預安裝插件，你可以將這些插件放置在項目下的PresetModules目錄中。
這裏呢，我們就選擇默認的2個插件，完成安裝。
安裝完成之後，我們就會自動進入CoolCat的主界面。這裏我們可以通過System菜單下的Plugins子菜單來管理插件。
現在呢，我們來模擬一個場景，假設我們當前開發了2個插件，一個是圖書庫存插件，一個是圖書租借插件。租借插件的數據來源是庫存插件。並且當某本圖書從租借插件租出之後，庫存插件中的當前圖書的狀態也應該變爲出庫狀態。
這裏我們首先通過CoolCat來安裝這2個插件。安裝完成之後，我們啓用插件，這裏大家會發現，當我們啓動插件之後，頂部導航欄中會自動出現這個插件的菜單，這說明我們的熱插拔功能正確的引導並加載的插件。
下一步，我們進入庫存插件，添加一本圖書C#， 添加完成之後，我們會發現這本書的默認狀態是入庫狀態。
現在我們打開圖書租借功能，我們會發現入庫狀態的圖書，正確的顯示在了可租借圖書列表界面，這說明我們的跨插件拉取數據成功。
這時候，我們選擇租出這本書，點擊Rent按鈕，操作完成之後，這本書就從可租借列表中消失了。
下面我們回到圖書庫存插件，你會發現圖書庫存的狀態已經變爲出庫，這是說明我們的跨插件消息傳輸成功了，當圖書租出之後，後續的出庫操作自動完成。
至此，我們就完成了這個簡單的Demo
如果大家感興趣的話，可以下載CoolCat項目自行體驗一下，針對整個框架的研究過程和其中遇到的問題，我都寫在了我的博客園站點中，大家可以自行查看。如果遇到問題或者想參與到本項目中，可以給我發郵件，也可以在博客園給我留言。
以上就是我今天分享的全部內容，謝謝大家。