第三章 共享程序集和强命名程序集

Posted 2020-10-21 走过的路 填过的坑

1、本章重点：如何创建可由多个应用程序共享的程序集。Microsoft .NET Framework随带的程序集就是典型的全局部署程序集，因为所以托管应用程序都要使用Microsoft在.NET Framework Class Library(FCL)中定义的类型。

2、CLR支持两种程序集：弱命名程序集(weakly named assembly)和强命名程序集(strongly named assembly).

弱命名和强命名程序集结构完全相同，二者真正区别在于，强命名程序集使用发布者的公钥/私钥进行了签名。这一个密钥允许对程序集进行唯一性的标识、保护和版本控制，并允许程序集部署到用户机器的任何地方。由于程序集被唯一性地标识，所以当应用程序绑定到强命名程序集时，CLR可以应用一些已知安全的策略。

3、强命名程序集具有4个重要特性，它们共同对程序集进行唯一标识：文件名(不计扩展名)、版本号、语言文化和公钥。创建强命名程序集第一步是用.NET Framework SDK和Microsoft Visual Studio随带的Strong Name实用程序(SN.exe)获取密钥。

SN -k MyCompany.snk

这告诉SN.exe创建MyCompany.snk文件，文件中包含二进制形式的公钥和私钥。公钥太大，人们设计了公钥标记(public key token)。公钥标记是公钥的64位哈希值。

4、全局程序集缓存

由多个应用程序访问的程序集必须放到公认的目录，而且CLR在检测到对该程序集的引用时，必须知道检查该目录。这个公认位置就是全局程序集缓存(Global Assembly Cache,GAC)。

GAC目录是结构化的：其中包含许多子目录，子目录名称用算法生成。永远不要讲程序集文件手动复制到GAC目录；相反，要用工具完成这项任务，常用的工具是GACUtil.exe。

向GACUtil.exe传递弱命名程序集的文件名会报错：“将程序集添加到缓存失败：尝试安装没有强名称的程序集。”

GACUtil.exe的/i开关将程序集安装到GAC,/u开关从GAC卸载程序集。

为什么要在GAC中“注册”程序集？

假定两家公司都生成了名为OurLibrary的程序集，两个程序集都由一个OurLibrary.dll文件构成。这两个文件显然不能存储到同一个目录，否则最后一个安装的会覆盖第一个，造成应用程序被破坏。相反，将程序集安装到GAC，就会在%SystemRoot%\\Microsoft.NET\\Assembly目录下创建专门的子目录，程序集文件会复制到其中一个子目录。

5、强命名程序集能防篡改

用私钥对程序集进行签名，并将公钥和签名嵌入程序集，CLR就可验证程序集未被修改或破坏。程序集安装到GAC时，系统对包含清单的那个文件的内容进行哈希处理，将哈希值与PE文件中嵌入的RSA数字签名进行比较(在用公钥解除了签名之后)。如果两个值完全一致，表明文件内容未被篡改。此外，系统还对程序集的其他文件的内容进行哈希处理，并将哈希值与清单文件的FileDef表中存储的哈希值进行比较。任何一个哈希值不匹配，表明程序集至少有一个文件被篡改，程序集将无法安装到GAC。

应用程序需要绑定到程序集时，CLR根据被引用程序集的属性(名称、版本、语言文化、公钥)在GAC中定位该程序集。找到被引用的程序集就返回包含它的子目录，并加载清单所在的文件。如果在任何位置都找不到程序集，那么绑定失败，抛出System.IO.FileNotFoundException异常。

6、"运行时"如何解析类型引用

解析引用的类型时，CLR可能在以下三个地方找到类型：

相同文件；不同文件，相同程序集；不同文件，不同程序集。

下图说明了对于引用了方法或类型的IL代码 CLR是怎样通过元数据来定位定义了类型的程序集文件。

对于CLR，所有程序集都根据名称、版本、语言文化、公钥来识别。但GAC根据名称、版本、语言文化、公钥和CPU架构来识别。在GAC中搜索程序集时，CLR判断应用程序当前在什么类型的进程中运行，是32位x64(可能使用WoW64技术)，64位x64，还是32位ARM。然后，在GAC中搜索程序集时，CLR首先搜索程序集的CPU架构专用版本。如果没有找到符合要求的，就搜索不区分CPU的版本。