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.NET Framework——用Coding证明Application Domain的隔离性
作者:Artech    阅读人次:……    文章来源:Artech的Blog    发布时间:2007/9/4    网友评论()条
 

Application Domain可以看作是一个Assembly的逻辑容器。在程序执行过程中,如果遇到需要的Type并没有定义在已经加载的Assemblies中,CLR会把相应的Assembly加载的该Application Domain中。每个Application Domain都有一个属于自己的加载器堆(Loader Heap),用于维护从Application Domain创建以后所用到的所有的Type,以及这些Type对应的方法表——维护这样一个Mapping:定义在Type中的所有方法和经过JIT编译后x86代码(只考虑32bit处理器)。

Application Domain之间是相互隔离,互不干扰。在一个Application Domain创建的对象不能被另一个Application Domain直接调用,反映在内存分配上面——就是各个Application Domain使用各个独立的内存地址空间。一个对象根据他所对应的类型(如System.MarshalByRefObject通过传递引用的方式)或者属性(比如对于定义了System. SerializableAttribute的Type采用传递值得方式)以两种不同的方式在Application Domain之间传递——By Reference 和By Value。

这些都是地球人都知道的.NET的基本原理,但是相信很多人没有尝试过通过Coding的方式证明这种机制。

那么现在我们就先来看看我们的Sample: 


using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Text;
using System.Runtime.Remoting;
using System.Reflection;
using Artech.AppDomainIsolation;

namespace Artech.AppDomainIsolation
{
    
public class GeneralType
    
{
        AppDomain GetAppDomain()
        
{
            
return AppDomain.CurrentDomain;
        }

    }


    [Serializable]
    
public class MarshalByValueType
    
{
        
public AppDomain GetAppDomain()
        
{
            
return AppDomain.CurrentDomain;
        }

    }


    
public class MarshalByRefType : MarshalByRefObject
    
{
        
public AppDomain GetAppDomain()
        
{
            
return AppDomain.CurrentDomain;
        }

    }

     
class Program
    
{
         
        
static void Main(string[] args)
        
{
            AppDomain appDomain 
= AppDomain.CreateDomain("newAppDomain");

            
string assemblyName = "Artech.AppDomainIsolation";
            
try
            
{
                GeneralType generalObject 
= (GeneralType)appDomain.CreateInstanceAndUnwrap(assemblyName, "Artech.AppDomainIsolation.GeneralType");
            }

            
catch (Exception ex)
            
{
                Console.WriteLine(
"Fail to pass a general type instance created in another application domain to default appliction domain,beacuse \"{0}\"", ex.Message);
            }


            MarshalByValueType marshalByValueObject 
= (MarshalByValueType)appDomain.CreateInstanceAndUnwrap(assemblyName, "Artech.AppDomainIsolation.MarshalByValueType");
            MarshalByRefType marshalByRefObject 
= (MarshalByRefType)appDomain.CreateInstanceAndUnwrap(assemblyName, "Artech.AppDomainIsolation.MarshalByRefType");

            Console.WriteLine(
"\nmarshalByValueObject is a transparent proxy? {0}.",RemotingServices.IsTransparentProxy(marshalByValueObject)?"Yes":"No");
            Console.WriteLine(
"marshalByRefObject is a transparent proxy? {0}.", RemotingServices.IsTransparentProxy(marshalByRefObject) ? "Yes" : "No");

            AppDomain appDomain_MarshalByValueType 
= marshalByValueObject.GetAppDomain();
            AppDomain appDomain_MarshalByRefType 
= marshalByRefObject.GetAppDomain();

            Console.WriteLine(
"\nThe method of marshalByValueObject is executed in the default application domain?\"{0}\"",
                
object.ReferenceEquals(AppDomain.CurrentDomain, appDomain_MarshalByValueType) ? "Yes" : "No");
            Console.WriteLine(
"The method of marshalByRefObject is executed in the default application domain?\"{0}\"",
               
object.ReferenceEquals(AppDomain.CurrentDomain, appDomain_MarshalByRefType) ? "Yes" : "No");

            AppDomain.Unload(appDomain_MarshalByRefType);
            marshalByValueObject.GetAppDomain();

            
try
            
{
                marshalByRefObject.GetAppDomain();
            }

            
catch (Exception ex)
            
{
                Console.WriteLine(
"\nAn exception is thorwn when calling the method of marshalByRefObject because \"{0}\"", ex.Message);
            }

            Console.Read();
        }

    }

}


下面是运行结果的Screen Shot。


接下来我们来分析这段代码。

1. 我们首先定义个3个不同的Type,他们都一个相同的方法——GetAppDomain()用于获取执行该方法的真正的Application Domain。

  • GeneralType:一般的Type, 没有什么特别。
  • MarshalByValueType:定义了一个System. SerializableAttribute(你也可以通过使它实现System.Runtime.Serialization.ISerializable Interface来模拟这个Sample),它将以By Value的方式在不同的Application Domain之间传递。
  • MarshalByRefType:继承自System. MarshalByRefObject。该类型的对象它将以By Reference的方式在不同的Application Domain之间传递。

public class GeneralType
    
{
        AppDomain GetAppDomain()
        
{
            
return AppDomain.CurrentDomain;
        }

    }


    [Serializable]
    
public class MarshalByValueType
    
{
        
public AppDomain GetAppDomain()
        
{
            
return AppDomain.CurrentDomain;
        }

    }


    
public class MarshalByRefType : MarshalByRefObject
    
{
        
public AppDomain GetAppDomain()
        
{
            
return AppDomain.CurrentDomain;
        }

 }

2. 在Main()中我们首先创建一个新的Application Domain,并为他指定一个Friendly Name——newAppDomain。

AppDomain appDomain = AppDomain.CreateDomain("newAppDomain");

3. 接着我们分别在这个新建的Appliation Domain中创建我们在1中定义的3个类型的对象——generalObject,marshalByValueObject,marshalByRefObject,并试着把它传递到当前的Application Domain——Default Application Domain。从运行的结果我们可以看出,当我们传递generalObject的时候,一个Exception被抛出,从Error Message可以开出原因——“Type 'Artech.AppDomainIsolation.GeneralType' in assembly 'Artech.AppDomainIsolation, Version=1.0.0.0, Culture=neutral, PublicKeyToken=null' is not marked as serializable.”从而我们可以看出,一般的Type是不能在不同的Application之间传递的。

try
            
{
                GeneralType generalObject 
= (GeneralType)appDomain.CreateInstanceAndUnwrap(assemblyName, "Artech.AppDomainIsolation.GeneralType");
            }

            
catch (Exception ex)
            
{
                Console.WriteLine(
"Fail to pass a general type instance created in another application domain to default appliction domain,beacuse \"{0}\"", ex.Message);
            }


            MarshalByValueType marshalByValueObject 
= (MarshalByValueType)appDomain.CreateInstanceAndUnwrap(assemblyName, "Artech.AppDomainIsolation.MarshalByValueType");
            MarshalByRefType marshalByRefObject 
= (MarshalByRefType)appDomain.CreateInstanceAndUnwrap(assemblyName, "Artech.AppDomainIsolation.MarshalByRefType");

4. 通过3,证明了标记的System. SerializableAttribute属性和继承自System. MarshalByRefObject的Type对应的对象是可以在不同的Application Domain之间传递呢。但是他们之间又会有怎样的差异呢?他们是真正的对象呢?还仅仅是位于新建Application Domain中的对象一个代理(Proxy)?我们通过调用定义在System.Runtime.Remoting中的静态方法: IsTransparentProxy。了解Remoting的人相信对这个方法不会感到陌生。他用于判断某个对象是否是一个Transparent Proxy(在当我们跨Application Domain远程调用一个Remote Object的时候,实际上我们并非直接调用Remote Object的方法,而是通过一个同Client处在同一个Application Domain的Transparent Proxy对象间接地调用远程对象——Transparent Proxy具有一个Remote Object的Reference,可以轻易地找到这个Remote Object。其实在真正的场景中,Client调用Transparent Proxy,Transparent Proxy再去调用Real Proxy,Real Proxy最终才去调用Remote Object——如果你想进一步地了解Remoting,你可以参照MSDN)

Console.WriteLine("\nmarshalByValueObject is a transparent proxy? {0}.",RemotingServices.IsTransparentProxy(marshalByValueObject)?"Yes":"No");
            Console.WriteLine(
"marshalByRefObject is a transparent proxy? {0}.", RemotingServices.IsTransparentProxy(marshalByRefObject) ? "Yes" : "No");

通过运行结果,我们可以看到:MarshalByValueType对象marshalByValueObject,IsTransparentProxy方法返回False。而对于MarshalByRefType对象marshalByRefObject则返回True。这就充分证明了,标记了System. SerializableAttribute属性的Type所对应的对象是一个真正意义上的对象,而对于继承自MarshalByRefObject Type,当该Type对应的对象从一个Application Domain传递到另一个Application Domain后,另一个Application Domain获得的仅仅是原来对象的Proxy而已。

我们可以从传递的机制来解释这种差异。当你把System. SerializableAttribute属性运用要某个Type,或者让某个Class实现System.Runtime.Serialization.ISerializable Interface的时候,你实际上是给该Type赋予了一种能力——一种可以序列化成XML的能力(XMLSerializer负责把对象序列化成XML)。当这种对象从一个Application Domain传递到另一个Application Domain的时候,Object先被序列化成XML,接着把XML传递到另一个Application Domain中,在新的Application Domain中,通过反序列化重新生成一个新的Object——这个新的Object和处于另一个Application Domain已经没有任何关系。

而对于而对于继承自MarshalByRefObject Type的对象,虽然他不能够序列化成XML,但是可以通过传递Reference的方式在Application Domain之间 传递。当这种传递实质上是通过在另一个Application创建一个拥有该对象引用的一个Proxy。而这个Proxy依赖一这个处理另一个Application Domain的真正对象。

5. 上面我们实际上已经说清楚了两个对象传递的差异——By Value 和By Reference。现在我们来进一步验证前面我们说的。我们继续来看看我们的代码:

AppDomain appDomain_MarshalByValueType = marshalByValueObject.GetAppDomain();
AppDomain appDomain_MarshalByRefType 
= marshalByRefObject.GetAppDomain();

            Console.WriteLine(
"\nThe method of marshalByValueObject is executed in the default application domain?\"{0}\"",
                
object.ReferenceEquals(AppDomain.CurrentDomain, appDomain_MarshalByValueType) ? "Yes" : "No");
            Console.WriteLine(
"The method of marshalByRefObject is executed in the default application domain?\"{0}\"",
               
object.ReferenceEquals(AppDomain.CurrentDomain, appDomain_MarshalByRefType) ? "Yes" : "No");

我们通过调用连个对象的GetAppDomain()方法,从而获得真正执行该方法的Application Domain。然后再和当前的Application Domain进行比较。我们发现对于MarshalByValueType对象marshalByValueObject,真正执行操作是在当前的Application Domain中进行的。而对于MarshalByRefType对象marshalByRefObject,则是我们新建立的Application Domain。这充分证明了当marshalByValueObject传递到新的Application后,生成一个和原来对象一模一样的对象,这个对象具有执行自身操作的能力。而对于marshalByRefObject,由于它只是一个Proxy而已,他只有把对对象的操作请求发送给真正的,位于另一个Application Domain的真正对象(同时他也负责把远程对象的执行结果返回给调用者),真正的操作实际上是发生在远程对象的Application Domain。

由于marshalByRefObject,依赖于远程对象,所以当我们卸载掉Host远程对象的Application Domain,对marshalByRefObject的任何调用将变得无效。所以这里可以对下面这段代码作出解释。

AppDomain.Unload(appDomain_MarshalByRefType);
marshalByValueObject.GetAppDomain();

            
try
            
{
                marshalByRefObject.GetAppDomain();
            }

            
catch (Exception ex)
            
{
                Console.WriteLine(
"\nAn exception is thorwn when calling the method of marshalByRefObject because \"{0}\"", ex.Message);
            }

注:在分布式开发中,我们会大量接触到By Value 和By Refernce传递。一般而言,By Value用于商业实体的传递(Business Entity),而By Reference用于远程调用(RPC)或者是调用Service。

 

 
文章录入:编辑01    责任编辑:编辑01 
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