.NET Core分析程序集最优美的方法，不用Assembly.LoadFile()，超越ReflectionOnlyLoad

Posted 2022-02-09 杨中科

在编写.NET程序的时候，如果需要对一个程序集文件进行分析，我们可以使用Assembly.LoadFile()来加载这个程序集，然后对LoadFile()方法返回的Assembly对象进行进一步的分析。但是Assembly.LoadFile()方法会以执行为目的把程序集加载到程序中，因此它对于被加载的程序集文件有严格的要求，比如，如果被程序集所依赖的程序集不存在，那么LoadFile()会抛出异常，再比如，在.NET Core中加载.NET Framework的程序集，LoadFile()也会抛出异常。如果我们只想分析程序集，但是并不需要执行程序集，那么我们就需要一种单纯地分析程序集文件的方式。

.NET Framework提供了Assembly.ReflectionOnlyLoad()来实现类似的效果，但是这个方法由于依赖于AppDomain，因此在.NET Core中不被支持。微软曾经在实验室项目中提出过一个在.NET Core中实现这个功能的System.Reflection.TypeLoader，但不知道什么原因，没有在.NET Core的正式版中提供这个类。

我们知道，.NET程序集是PE格式的文件，.NET中提供了用来分析PE文件的类PEReader（位于System.Reflection.Metadata这个NuGet包中），因此我们可以用PEReader来分析程序集文件。

在PEReader中，我们可以通过TypeDefinitions获取到程序集中的所有类，我们可以用GetMethods()获取某个类中定义的所有方法。为了提升效率，TypeDefinitions、GetMethods()等成员获得到的对象都是TypeDefinitionHandle、MethodDefinitionHandle等句柄类型的，这些对象只包含地址信息，并不包含类型的名字、方法的名字、方法的参数等详细信息，要获取这些信息，我们需要调用MetadataReader的GetTypeDefinition()、GetMethodDefinition()等方法来获取。如下的代码用来加载一个程序集，并且输出程序集中所有的类型信息以及类型中定义的方法：

//Install-Package System.Reflection.Metadata
using System.Reflection.Metadata;
using System.Reflection.PortableExecutable;

string file = @"E:\\Microsoft.AspNetCore.Components.Web.dll";
using FileStream fileStream = File.OpenRead(file);
using PEReader peReader = new PEReader(fileStream);
if(!peReader.HasMetadata)

    Console.WriteLine($"file doesn\'t contain CLI metadata.");
    return;

var mdReader = peReader.GetMetadataReader();
if (!mdReader.IsAssembly)

    Console.WriteLine($"file is not an assembly.");
    return;

foreach (var typeHandler in mdReader.TypeDefinitions)

    var typeDef = mdReader.GetTypeDefinition(typeHandler);
    string name = mdReader.GetString(typeDef.Name);
    string nameSpace = mdReader.GetString(typeDef.Namespace);
    Console.WriteLine($"***********nameSpace.name***********");
    foreach (var methodHandler in typeDef.GetMethods())
    
        var methodDef = mdReader.GetMethodDefinition(methodHandler);
        Console.WriteLine(mdReader.GetString(methodDef.Name));
    

使用PEReader的时候，我们需要先获得XXXHandler，然后再调用MetadataReader获取句柄的详细信息，这样做尽管性能比较高，但是代码比较繁琐，而且在实现某些高级操作的时候比较麻烦。比如，如果我们要获取一个程序集的CustomAttribute信息，PEReader并没有提供比较简单的方法，需要我们对PE格式非常精通，才能编写出来对应的代码。
我们可以使用AsmResolver.DotNet这个第三方Nuget包来简化程序集文件的读取分析，它是对PEReader的一个高级封装。如下的代码用来加载一个程序集，输出程序集的公司信息，并且输出程序集中所有的类型信息以及类型中定义的方法：

string file = @"E:\\Microsoft.AspNetCore.Components.Web.dll";
var moduleDef = AsmResolver.DotNet.ModuleDefinition.FromFile(file);//用的不是System.Reflection.Metadata命名空间下的ModuleDefinition类
var asmCompanyAttr = moduleDef.Assembly.CustomAttributes.FirstOrDefault(c => c.Constructor.DeclaringType.FullName == "System.Reflection.AssemblyCompanyAttribute");
var utf8Value = (Utf8String?)asmCompanyAttr.Signature.FixedArguments[0].Element;
var strValue = (string?)utf8Value;
Console.WriteLine($"company name:strValue");
foreach(var typeDef in moduleDef.GetAllTypes())

    string name = typeDef.Name;
    string nameSpace = typeDef.Namespace;
    Console.WriteLine($"***********nameSpace.name***********");
    foreach (var methodDef in typeDef.Methods)
    
        Console.WriteLine(methodDef.Name);
    

总之，如果我们需要分析一个程序集并且要运行其中的代码，我们可以使用Assembly.LoadFile()；如果我们不需要运行程序集，只是想分析程序集，那么使用PEReader是更好的选择，当然我们也可以选择对PEReader进行封装的AsmResolver.DotNet这个NuGet包。本文作者杨中科在Zack.Commons这个开源项目中实现“判断一个程序集是否是微软开发的”这个功能的时候就用到了AsmResolver.DotNet，大家可以查看这个项目的GitHub代码仓库来查看源代码。