从零开始实现ASP.NET Core MVC的插件式开发(九) - 升级.NET 5及启用预编译视图
标题：从零开始实现ASP.NET Core MVC的插件式开发(九) - 如何启用预编译视图
作者：Lamond Lu
地址：https://www.cnblogs.com/lwqlun/p/13992077.html
源代码：https://github.com/lamondlu/Mystique
适用版本：.NET Core 3.1,.NET 5
前景回顾
- 从零开始实现ASP.NET Core MVC的插件式开发(一) - 使用Application Part动态加载控制器和视图
- 从零开始实现ASP.NET Core MVC的插件式开发(二) - 如何创建项目模板
- 从零开始实现ASP.NET Core MVC的插件式开发(三) - 如何在运行时启用组件
- 从零开始实现ASP.NET Core MVC的插件式开发(四) - 插件安装
- 从零开始实现ASP.NET Core MVC的插件式开发(五) - 使用AssemblyLoadContext实现插件的升级和删除
- 从零开始实现ASP.NET Core MVC的插件式开发(六) - 如何加载插件引用
- 从零开始实现ASP.NET Core MVC的插件式开发(七) - 近期问题汇总及部分解决方案
- 从零开始实现ASP.NET Core MVC的插件式开发(八) - Razor视图相关问题及解决方案
简介
在这个项目创建的时候，项目的初衷是使用预编译视图来呈现界面，但是由于多次尝试失败，最后改用了运行时编译视图，这种方式在第一次加载的时候非常的慢，所有的插件视图都要在运行时编译。这个问题困扰我很久。近日，在几位同道的共同努力下，终于实现了这种加载方式。
此篇要鸣谢网友 j4587698 和 yang-er 对针对当前项目的支持，你们的思路帮我解决了当前项目针对不能启用预编译视图的2个主要的问题
- 在当前项目目录结构下，启动时加载组件，组件预编译视图不能正常使用
- 运行时加载组件之后，组件中的预编译视图不能正常使用
升级.NET 5
随着.NET 5的发布，当前项目也升级到了.NET 5版本。
整个升级的过程比我预想的简单的多，只是修改了一下项目使用的Target fremework。重新编译打包了一下插件程序，项目就可以正常运行了，整个过程中没有产生任何因为版本升级导致的编译问题。
预编译视图不能使用的问题
在升级了.NET 5之后，我重新尝试在启动时关闭了运行时编译，加载预编译视图View， 借此测试.NET 5对预编译视图的支持情况。
public static void MystiqueSetup(this IServiceCollection services, IConfiguration configuration)
{
...
IMvcBuilder mvcBuilder = services.AddMvc();
ServiceProvider provider = services.BuildServiceProvider();
using (IServiceScope scope = provider.CreateScope())
{
...
foreach (ViewModels.PluginListItemViewModel plugin in allEnabledPlugins)
{
CollectibleAssemblyLoadContext context = new CollectibleAssemblyLoadContext(plugin.Name);
string moduleName = plugin.Name;
string filePath = Path.Combine(AppDomain.CurrentDomain.BaseDirectory, "Modules", moduleName, $"{moduleName}.dll");
string viewFilePath = Path.Combine(AppDomain.CurrentDomain.BaseDirectory, "Modules", moduleName, $"{moduleName}.Views.dll");
string referenceFolderPath = Path.Combine(AppDomain.CurrentDomain.BaseDirectory, "Modules", moduleName);
_presets.Add(filePath);
using (FileStream fs = new FileStream(filePath, FileMode.Open))
{
Assembly assembly = context.LoadFromStream(fs);
context.SetEntryPoint(assembly);
loader.LoadStreamsIntoContext(context, referenceFolderPath, assembly);
MystiqueAssemblyPart controllerAssemblyPart = new MystiqueAssemblyPart(assembly);
mvcBuilder.PartManager.ApplicationParts.Add(controllerAssemblyPart);
PluginsLoadContexts.Add(plugin.Name, context);
BuildNotificationProvider(assembly, scope);
}
using (FileStream fsView = new FileStream(viewFilePath, FileMode.Open))
{
Assembly viewAssembly = context.LoadFromStream(fsView);
loader.LoadStreamsIntoContext(context, referenceFolderPath, viewAssembly);
CompiledRazorAssemblyPart moduleView = new CompiledRazorAssemblyPart(viewAssembly);
mvcBuilder.PartManager.ApplicationParts.Add(moduleView);
}
context.Enable();
}
}
}
AssemblyLoadContextResoving();
...
}
运行项目之后，你会发现项目竟然会得到一个无法找到视图的错误。
这里的结果很奇怪，因为参考第一章的场景，ASP.NET Core默认是支持启动时加载预编译视图的。在第一章的时候，我们创建了1个组件，在启动时，直接加载到主AssemblyLoadContext中，启动之后，我们是可以正常访问到视图的。
在仔细思考之后，我想到的两种可能性。
- 一种可能是因为我们的组件加载在独立的
AssemblyLoadContext中，而非主AssemblyLoadContext中，所以可能导致加载失败 - 插件的目录结构与第一章不符合，导致加载失败
但是苦于不能调试ASP.NET Core的源码，所以这一部分就暂时搁置了。直到前几天，网友j4587698 在项目Issue中针对运行时编译提出的方案给我的调试思路。
在ASP.NET Core中，默认的视图的编译和加载使用了2个内部类DefaultViewCompilerProvider和DefaultViewCompiler。但是由于这2个类是内部类，所以没有办法继承并重写，更谈不上调试了。
j4587698的思路和我不同，他的做法是，在当前主项目中，直接复制DefaultViewCompilerProvider和DefaultViewCompiler2个类的代码，并将其定义为公开类，在程序启动时，替换默认依赖注入容器中的类实现，使用公开的DefaultViewCompilerProvider 和DefaultViewCompiler类，替换ASP.NET Core默认指定的内部类。
根据他的思路，我新增了一个基于IServiceCollection的扩展类，追加了Replace方法来替换注入容器中的实现。
public static class ServiceCollectionExtensions
{
public static IServiceCollection Replace<TService, TImplementation>(this IServiceCollection services)
where TImplementation : TService
{
return services.Replace<TService>(typeof(TImplementation));
}
public static IServiceCollection Replace<TService>(this IServiceCollection services, Type implementationType)
{
return services.Replace(typeof(TService), implementationType);
}
public static IServiceCollection Replace(this IServiceCollection services, Type serviceType, Type implementationType)
{
if (services == null)
{
throw new ArgumentNullException(nameof(services));
}
if (serviceType == null)
{
throw new ArgumentNullException(nameof(serviceType));
}
if (implementationType == null)
{
throw new ArgumentNullException(nameof(implementationType));
}
if (!services.TryGetDescriptors(serviceType, out var descriptors))
{
throw new ArgumentException($"No services found for {serviceType.FullName}.", nameof(serviceType));
}
foreach (var descriptor in descriptors)
{
var index = services.IndexOf(descriptor);
services.Insert(index, descriptor.WithImplementationType(implementationType));
services.Remove(descriptor);
}
return services;
}
private static bool TryGetDescriptors(this IServiceCollection services, Type serviceType, out ICollection<ServiceDescriptor> descriptors)
{
return (descriptors = services.Where(service => service.ServiceType == serviceType).ToArray()).Any();
}
private static ServiceDescriptor WithImplementationType(this ServiceDescriptor descriptor, Type implementationType)
{
return new ServiceDescriptor(descriptor.ServiceType, implementationType, descriptor.Lifetime);
}
}
并在程序启动时，使用公开的MyViewCompilerProvider类，替换了原始注入类DefaultViewCompilerProvider
public static void MystiqueSetup(this IServiceCollection services, IConfiguration configuration)
{
_serviceCollection = services;
services.AddSingleton<IHttpContextAccessor, HttpContextAccessor>();
services.AddSingleton<IMvcModuleSetup, MvcModuleSetup>();
services.AddScoped<IPluginManager, PluginManager>();
services.AddScoped<ISystemManager, SystemManager>();
services.AddScoped<IUnitOfWork, Repository.MySql.UnitOfWork>();
services.AddSingleton<INotificationRegister, NotificationRegister>();
services.AddSingleton<IActionDescriptorChangeProvider>(MystiqueActionDescriptorChangeProvider.Instance);
services.AddSingleton<IReferenceContainer, DefaultReferenceContainer>();
services.AddSingleton<IReferenceLoader, DefaultReferenceLoader>();
services.AddSingleton(MystiqueActionDescriptorChangeProvider.Instance);
...
services.Replace<IViewCompilerProvider, MyViewCompilerProvider>();
}
在MyViewCompilerProvider中, 直接返回了新定义的MyViewCompiler
public class MyViewCompilerProvider : IViewCompilerProvider
{
private readonly MyViewCompiler _compiler;
public MyViewCompilerProvider(
ApplicationPartManager applicationPartManager,
ILoggerFactory loggerFactory)
{
var feature = new ViewsFeature();
applicationPartManager.PopulateFeature(feature);
_compiler = new MyViewCompiler(feature.ViewDescriptors, loggerFactory.CreateLogger<MyViewCompiler>());
}
public IViewCompiler GetCompiler() => _compiler;
}
PS: 此处只是直接复制了ASP.NET Core源码中
DefaultViewCompilerProvider和DefaultViewCompiler2个类的代码，稍作修改，保证编译通过。
public class MyViewCompiler : IViewCompiler
{
private readonly Dictionary<string, Task<CompiledViewDescriptor>> _compiledViews;
private readonly ConcurrentDictionary<string, string> _normalizedPathCache;
private readonly ILogger _logger;
public MyViewCompiler(
IList<CompiledViewDescriptor> compiledViews,
ILogger logger)
{
...
}
/// <inheritdoc />
public Task<CompiledViewDescriptor> CompileAsync(string relativePath)
{
if (relativePath == null)
{
throw new ArgumentNullException(nameof(relativePath));
}
// Attempt to lookup the cache entry using the passed in path. This will succeed if the path is already
// normalized and a cache entry exists.
if (_compiledViews.TryGetValue(relativePath, out var cachedResult))
{
return cachedResult;
}
var normalizedPath = GetNormalizedPath(relativePath);
if (_compiledViews.TryGetValue(normalizedPath, out cachedResult))
{
return cachedResult;
}
// Entry does not exist. Attempt to create one.
return Task.FromResult(new CompiledViewDescriptor
{
RelativePath = normalizedPath,
ExpirationTokens = Array.Empty<IChangeToken>(),
});
}
private string GetNormalizedPath(string relativePath)
{
...
}
}
针对DefaultViewCompiler,这里的重点是CompileAsync方法，它会根据传入的相对路径，在加载的编译视图集合中加载视图。下面我们在此处打上断点，并模拟进入DemoPlugin1的主页。
看完这个调试过程，你是不是发现了点什么，当我们访问DemoPlugin1的主页路由/Modules/DemoPlugin/Plugin1/HelloWorld的时候，ASP.NET Core尝试查找的视图相对路径是·
/Areas/DemoPlugin1/Views/Plugin1/HelloWorld.cshtml/Areas/DemoPlugin1/Views/Shared/HelloWorld.cshtml/Views/Shared/HelloWorld.cshtml/Pages/Shared/HelloWorld.cshtml/Modules/DemoPlugin1/Views/Plugin1/HelloWorld.cshtml/Views/Shared/HelloWorld.cshtml
而当我们查看现在已有的编译视图映射是，你会发现注册的对应视图路径确是/Views/Plugin1/HelloWorld.cshtml。
下面我们再回过头来看看DemoPlugin1的目录结构
由此我们推断出，预编译视图在生成的时候，会记录当前视图的相对路径，而在主程序加载的插件的过程中，由于我们使用了Area来区分模块，多出的一级目录，所以导致目录映射失败了。因此如果我们将DemoPlugin1的插件视图目录结构改为以上提示的6个地址之一，问题应该就解决了。
那么这里有没有办法，在不改变路径的情况下，让视图正常加载呢，答案是有的。参照之前的代码，在加载视图组件的时候，我们使用了内置类CompiledRazorAssemblyPart, 那么让我们来看看它的源码。
public class CompiledRazorAssemblyPart : ApplicationPart, IRazorCompiledItemProvider
{
/// <summary>
/// Initializes a new instance of <see cref="CompiledRazorAssemblyPart"/>.
/// </summary>
/// <param name="assembly">The <see cref="System.Reflection.Assembly"/></param>
public CompiledRazorAssemblyPart(Assembly assembly)
{
Assembly = assembly ?? throw new ArgumentNullException(nameof(assembly));
}
/// <summary>
/// Gets the <see cref="System.Reflection.Assembly"/>.
/// </summary>
public Assembly Assembly { get; }
/// <inheritdoc />
public override string Name => Assembly.GetName().Name;
IEnumerable<RazorCompiledItem> IRazorCompiledItemProvider.CompiledItems
{
get
{
var loader = new RazorCompiledItemLoader();
return loader.LoadItems(Assembly);
}
}
}
这个类非常的简单，它通过RazorCompiledItemLoader类对象从程序集中加载的视图, 并将最终的编译视图都存放在一个RazorCompiledItem类的集合里。
public class RazorCompiledItemLoader
{
public virtual IReadOnlyList<RazorCompiledItem> LoadItems(Assembly assembly)
{
if (assembly == null)
{
throw new ArgumentNullException(nameof(assembly));
}
var items = new List<RazorCompiledItem>();
foreach (var attribute in LoadAttributes(assembly))
{
items.Add(CreateItem(attribute));
}
return items;
}
protected virtual RazorCompiledItem CreateItem(RazorCompiledItemAttribute attribute)
{
if (attribute == null)
{
throw new ArgumentNullException(nameof(attribute));
}
return new DefaultRazorCompiledItem(attribute.Type, attribute.Kind, attribute.Identifier);
}
protected IEnumerable<RazorCompiledItemAttribute> LoadAttributes(Assembly assembly)
{
if (assembly == null)
{
throw new ArgumentNullException(nameof(assembly));
}
return assembly.GetCustomAttributes<RazorCompiledItemAttribute>();
}
}
这里我们可以参考前面的调试方式，创建出一套自己的视图加载类，代码和当前的实现一模一样
MystiqueModuleViewCompiledItemLoader
public class MystiqueModuleViewCompiledItemLoader : RazorCompiledItemLoader
{
public MystiqueModuleViewCompiledItemLoader()
{
}
protected override RazorCompiledItem CreateItem(RazorCompiledItemAttribute attribute)
{
if (attribute == null)
{
throw new ArgumentNullException(nameof(attribute));
}
return new MystiqueModuleViewCompiledItem(attribute);
}
}
MystiqueRazorAssemblyPart
public class MystiqueRazorAssemblyPart : ApplicationPart, IRazorCompiledItemProvider
{
public MystiqueRazorAssemblyPart(Assembly assembly)
{
Assembly = assembly ?? throw new ArgumentNullException(nameof(assembly));
AreaName = areaName;
}
public Assembly Assembly { get; }
public override string Name => Assembly.GetName().Name;
IEnumerable<RazorCompiledItem> IRazorCompiledItemProvider.CompiledItems
{
get
{
var loader = new MystiqueModuleViewCompiledItemLoader();
return loader.LoadItems(Assembly);
}
}
}
MystiqueModuleViewCompiledItem
public class MystiqueModuleViewCompiledItem : RazorCompiledItem
{
public override string Identifier { get; }
public override string Kind { get; }
public override IReadOnlyList<object> Metadata { get; }
public override Type Type { get; }
public MystiqueModuleViewCompiledItem(RazorCompiledItemAttribute attr, string moduleName)
{
Type = attr.Type;
Kind = attr.Kind;
Identifier = attr.Identifier;
Metadata = Type.GetCustomAttributes(inherit: true).ToList();
}
}
这里我们在MystiqueModuleViewCompiledItem类的构造函数部分打上断点。
重新启动项目之后，你会发现当加载DemoPlugin1的视图时，这里的Identifier属性其实就是当前编译试图项的映射目录。这样我们很容易就想到在此处动态修改映射目录，为此我们需要将模块名称通过构造函数传入，以上3个类的更新代码如下：
MystiqueModuleViewCompiledItemLoader
public class MystiqueModuleViewCompiledItemLoader : RazorCompiledItemLoader
{
public string ModuleName { get; }
public MystiqueModuleViewCompiledItemLoader(string moduleName)
{
ModuleName = moduleName;
}
protected override RazorCompiledItem CreateItem(RazorCompiledItemAttribute attribute)
{
if (attribute == null)
{
throw new ArgumentNullException(nameof(attribute));
}
return new MystiqueModuleViewCompiledItem(attribute, ModuleName);
}
}
MystiqueRazorAssemblyPart
public class MystiqueRazorAssemblyPart : ApplicationPart, IRazorCompiledItemProvider
{
public MystiqueRazorAssemblyPart(Assembly assembly, string moduleName)
{
Assembly = assembly ?? throw new ArgumentNullException(nameof(assembly));
ModuleName = moduleName;
}
public string ModuleName { get; }
public Assembly Assembly { get; }
public override string Name => Assembly.GetName().Name;
IEnumerable<RazorCompiledItem> IRazorCompiledItemProvider.CompiledItems
{
get
{
var loader = new MystiqueModuleViewCompiledItemLoader(ModuleName);
return loader.LoadItems(Assembly);
}
}
}
MystiqueModuleViewCompiledItem
public class MystiqueModuleViewCompiledItem : RazorCompiledItem
{
public override string Identifier { get; }
public override string Kind { get; }
public override IReadOnlyList<object> Metadata { get; }
public override Type Type { get; }
public MystiqueModuleViewCompiledItem(RazorCompiledItemAttribute attr, string moduleName)
{
Type = attr.Type;
Kind = attr.Kind;
Identifier = "/Modules/" + moduleName + attr.Identifier;
Metadata = Type.GetCustomAttributes(inherit: true).Select(o =>
o is RazorSourceChecksumAttribute rsca
? new RazorSourceChecksumAttribute(rsca.ChecksumAlgorithm, rsca.Checksum, "/Modules/" + moduleName + rsca.Identifier)
: o).ToList();
}
}
PS: 这里有个容易疏漏的点，就是
MystiqueModuleViewCompiledItem中的MetaData, 它使用了Identifier属性的值，所以一旦Identifier属性的值被动态修改，此处的值也要修改，否则调试会不成功。
修改完成之后，我们重启项目，来测试一下。
编译视图的映射路径动态修改成功，页面成功被打开了，至此启动时的预编译视图加载完成。
运行时加载编译视图
最后我们来到了运行加载编译视图的问题，有了之前的调试方案，现在调试起来就轻车熟路。
为了测试，我们再运行时加载编译视图，我们首先禁用掉DemoPlugin1, 然后重启项目，并启用DemoPlugin1
通过调试，很明显问题出在预编译视图的加载上，在启用组件之后，编译视图映射集合没有更新，所以导致加载失败。这也证明了我们之前第三章时候的推断。当使用IActionDescriptorChangeProvider重置Controller/Action映射的时候，ASP.NET Core不会更新视图映射集合，从而导致视图加载失败。
MystiqueActionDescriptorChangeProvider.Instance.HasChanged = true;
MystiqueActionDescriptorChangeProvider.Instance.TokenSource.Cancel();
那么解决问题的方式也就很清楚了，我们需要在使用IActionDescriptorChangeProvider重置Controller/Action映射之后，刷新视图映射集合。为此，我们需要修改之前定义的MyViewCompilerProvider, 添加Refresh方法来刷新映射。
public class MyViewCompilerProvider : IViewCompilerProvider
{
private MyViewCompiler _compiler;
private ApplicationPartManager _applicationPartManager;
private ILoggerFactory _loggerFactory;
public MyViewCompilerProvider(
ApplicationPartManager applicationPartManager,
ILoggerFactory loggerFactory)
{
_applicationPartManager = applicationPartManager;
_loggerFactory = loggerFactory;
Refresh();
}
public void Refresh()
{
var feature = new ViewsFeature();
_applicationPartManager.PopulateFeature(feature);
_compiler = new MyViewCompiler(feature.ViewDescriptors, _loggerFactory.CreateLogger<MyViewCompiler>());
}
public IViewCompiler GetCompiler() => _compiler;
}
Refresh方法是借助ViewsFeature来重新创建了一个新的IViewCompiler, 并填充了最新的视图映射。
PS: 这里的实现方式参考了
DefaultViewCompilerProvider的实现，该类是在构造中填充的视图映射。
根据以上修改，在使用IActionDescriptorChangeProvider重置Controller/Action映射之后， 我们使用Refresh方法来刷新映射。
private void ResetControllActions()
{
MystiqueActionDescriptorChangeProvider.Instance.HasChanged = true;
MystiqueActionDescriptorChangeProvider.Instance.TokenSource.Cancel();
var provider = _context.HttpContext
.RequestServices
.GetService(typeof(IViewCompilerProvider)) as MyViewCompilerProvider;
provider.Refresh();
}
最后，我们重新启动项目，再次在运行时启用DemoPlugin1，进入插件主页面，页面正常显示了。
至此运行时加载与编译视图的场景也顺利解决了。
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