Частные и общие модули
До настоящего момента нам приходилось иметь дело только с частными моду-
лями — т е . модулями, устанавливаемыми в качестве составной части единствен-
ного приложения. В .NET имеются специальные средства, позволяющие создавать
общие модули, которые могут использоваться несколькими программами одновре-
менно.
Частные модули
По умолчанию модуль является частным по отношению к проекту. Частные мо-
дули обязательно должны располагаться в той же директории, что и само прило-
жение.
Модуль shapes.dll является частным; для того чтобы ссылаться на него из
проекта shapes, нам пришлось на предыдущем этапе строить оба проекта в одной
и той же директории, в противном случае потребовалось бы осуществлять поиск
по директории разработки проекта shapes из проекта shapeuser при добавлении
ссылки в VS; в этом случае VS создает частную копию shapes.dll и размещает
ее В директории ShapeUser.
Создание копии shapes.dll позволяет гарантировать, что приложение shapeuser
будет работать, даже если оригинальный файл shapes.dll окажется недоступным
из-за продолжающегося процесса разработки. Однако подход с созданием копий
каждой динамически загружаемой библиотеки для широко используемых компо-
нентов оказывается не слишком эффективным, поэтому в .NET Framework преду-
смотрено использование общих модулей.
Общие модули
Общие модули оказываются доступными для использования всеми программа-
ми, выполняющимися на данной системе. От программы не требуется, чтобы она
располагала информацией о местоположении общего модуля, поскольку все общие
модули хранятся в специальной системной директории .NET, которая называется
Global Assembly Cache (GAC — кэш глобальных модулей). Поскольку эти моду-
ли доступны по всей системе, то на систему выполнения программ .NET налагается
обязанность выполнения нескольких дополнительных проверок, касающихся общих
модулей и позволяющих определить допустимость их использования программой,
которая к ним обращается, например, по вопросам обеспечения безопасности
и совместимости версий.
Безопасность и строгие имена
Любой общий модуль должен обеспечивать гарантию того, что он не был заме-
нен на какой-либо другой модуль, обладающий теми же именем и номером версии,
но в который были внесены те или иные изменения, например, вследствие зара-
жения вирусом. Это достигается за счет того, что для общего модуля существует
дополнительное требование — он должен быть помечен зашифрованным ключом,
прежде чем он будет загружен в глобальный кэш модулей. Такой ключ обеспечи-
вает защиту не только от нарушения системы обеспечения безопасности, но и от
обычных коллизий, связанных с тем, что у двух компонентов оказываются одина-
ковые имя и номер версии. Если значения ключей у компонентов оказываются
различными, то такие компоненты не считаются одинаковыми, даже несмотря на
то, что они обладают идентичными именами. Уникальное сочетание, состоящее из
имени модуля, номера его версии и его ключа, называется строгим именем.
Модули .NET 607
Кэш глобальных модулей
Кэш глобальных модулей представляет собой специальную директорию, кото-
рая располагается в директории winNT\assembly. Все общие создаваемые компа-
нией Microsoft модули, включая модули System .NET Framework, хранятся в этой
директории и загружаются именно оттуда. Если вы попытаетесь просмотреть эту
директорию с помощью Windows Explorer, то вы увидите специальное внешнее
расширение Windows, в котором выводятся различные свойства модулей, в том
числе и ключ, входящий в состав строгого имени каждого из них.
Внешнее расширение Windows (называемое shfusion.dll) встроено в Windows
Explorer и призвано расширить его возможности по сравнению с обычным выво-
дом файлов. На следующем рисунке изображен тот вид, который GAC имеет
в Windows Explorer. При этом осуществляется вывод имени, номера версии, ключа
и других свойств модулей:
1 ; { ф
! I h
'. i lift
•1 •
•и еедмф
""' • iiJ
123 HMM
[ffia •• •
sU System t * s ^
a
O^Wt?* f Sib Sy«*-T t*«rt*KI
rfntiiH» ituiiw» n<g—m
sib Sy$?«»~ Kir*)r*8-S^ristea
X о Э«
Ik**
if,
9
.о.ги
.0.243
AJ4
.O..g41
.0.241
Mti
.0.24J
.0.241
4MNI
L.0.241
«O.?4
.0,211
0.Г4
—. -
j .0 bowseM s,sa*scs3
;.$ MefVMtiiia^
5,0 bOSf^iTf i 1 dSGdS*
; A faommiMXMSi
t.0 bQ3f S?7f i 1й5Оа^4
5.0 bO3^SF 3f 3 кШаЗа
;
Q
1
- J
Внешнее расширение Windows делает обязательным применение политики
обеспечения безопасности для 1тюбальных модулей, позволяя копировать модули
в эту директорию посредством простого переноса мышью только в том случае,
если соблюдены все необходимые правила.
Чтобы иметь доступ к кэшу глобальных модулей, необходимо
обладать правами локального администратора.
Создание общего модуля
Чтобы создать общий модуль со строгим именем, требуется сгенерировать два
ключа — общий и частный, которыми будет помечен этот модуль. Асимметричные
системы шифрования на основе общих/частных ключей используют частный ключ,
известный только отправителю закодированного сообщения, и общий ключ, кото-
рый открыт для всех. В среде .NET используется такой же механизм, чтобы гаран-
тировать, что общий модуль, на который делается ссылка,— это действительно тот
модуль, который требуется (модули, создаваемые различными компаниями, могут
обладать одинаковыми именами и номерами версий, а то какой-нибудь хакер по-
пытается "вскрыть" программу, создав модуль с теми же именем и номером вер-
сии или испортив содержимое существующего модуля). Ключи, содержащиеся
в вызове модуля и непосредственно в (помеченном) модуле, сравниваются, и если
они не совпадают, то загрузка общего модуля не производится.
608 Глава 21
Сочетание имени модуля, номера его версии и общего ключа гарантированно
является уникальным; такое сочетание называется строгим именем.
В .NET Framework предусмотрен специальный инструмент sn.exe, предназна-
ченный для создания строгих имен (sn расшифровывается как Strong Name —
строгое имя). К сожалению, этот инструмент может использоваться только из
командной строки, и придется настроить переменную среды PATH перед тем, как вы
сможете воспользоваться им (инструкции содержатся в приложении А).
Запустите командную строку с помощью VS Command Prompt (выбрав пункт
меню View | Other Windows | Command Window) или откройте окно командной стро-
ки непосредственно в Windows. Для того чтобы создать ключ, потребуется задать
некоторое имя файла (обычно с расширением .snk), к которому вы собираетесь^
обращаться из своего модуля:
sn -k shapes.snk
Это приведет к созданию файла с именем shapes.snk в текущей директории.
Для того, чтобы пометить модуль с помощью данного ключа, модифицируйте атри-
бут AssemblyKeyFile, Находящийся В последней ЧЭСТИ файла Assemblylnfo.cs ва-
шего проекта:
[assembly: AssemblyKeyFileС shapes.snk•)]
В VS местонахождение ключа является относительным к директории вашего
проекта obj\debug или obj\reiease; если вы помещаете файл в какую-либо другую
директорию, например, в корневую директорию проекта, то необходимо задать
п у т ь К Э Т ОЙ Д и р е к т о р и и : [ a s s e m b l y : A s s e m b l y K e y F i l e (@и . . \ . . \ s h a p e s . s n k " ) ] .
Обратите внимание на то, что при использовании
компилятора командной строки следует просто добавить
Строку AssemblyKeyFile в начало вашего файла shapes, cs,
перед которой должны располагаться соответствующие
директивы using.
using System.Reflection;
using System.Runtime.CompilerServices;
[assembly: AssemblyKeyFile("shapes.snk")J
Теперь необходимо заново откомпилировать модуль shapes.dll. Если VS ока-
зывается не в состоянии обнаружить файл shapes.snk, то проект не компилирует-
ся и выдается сообщение об ошибке следующего вида:
Cryptographic failure while signing assembly
(Ошибка шифрования при попытке пометить файл)
'C:\BegCSharp\Chapter21\Shapes\obj\Debug\Shapes.dH' — 'Error reading key file 'shapes.snk'
('C:\BegCSharp\Chapter2l\Shapes\obj\Debug\Shapes.dll' — 'Ошибка при попытке
прочитать файл 'shapes.snk')
— The system cannot find the file specified.
(— Система не в состоянии обнаружить указанный файл.)
В этом сообщении содержится точная информация относительно того, где
именно VS осуществляет поиск файла с ключом, и вы можете либо перенести туда
требуемый файл, либо указать путь к директории, в которой он на самом деле рас-
положен.
Модули .NET 609
сuston in
cwstan in'
a t«*scQflibisysten-R«riection
( ^ y s f c e n . R e f l e c t i o n
void jW>carlitj]Systpn.Reflection
void [rescorHbjSybteiKReflection
t l r t i b l $ t K n U
a imcQrlib]$l><iti>tt.Reflection
d [ascorlibJSysten.Reflection
[ l l b j s f c R f l t i
custo*
imtinei
Mil .
// *• — The following c^tH'
// .cu-iton inst«nc* ueid
.pubiickfy • <Й8 2h BO 88 №1» 88 08 88 9h 88 B8 88 06 82 Be 88 // .$
ibut
utei
t
iptionftttril:
».Rcfl«tid»».
is added autofSiitically, do not
ibvi
{
88 2A вв 00 S2 $3
85 *Z
31 06 6* as 68 »! U 81
78 1С E2 £f 6? 12
ВС »9 f t $8 ?1 « t Гв Ж tft 82 £9 I f 1С AC ftE ft9 // -.
3Z 5f 8% г« 8Й «f 8C 79 CC 96 56 *6 55 7« Й? 1С // 2_
at i r 19 as эс 3f 6? ев за о% вг ft os м 6? a* / / I I
•50 £t £« 99 65 £3 «0 SO 92 78 At 95 DC IE ОС 13 // я,
as *8 5ft »6 96 70 CB SO 83 0? ?ft FO CC «SF 5» CS ) // 58
t;8:594J2e«/J»
После того как проект будет успешно постро-
ен заново, модуль будет считаться помеченным.
Если теперь внимательно посмотреть на мани-
фест МОДУЛЯ shapes.dll С ПОМОЩЬЮ ildasm, TO
можно обнаружить вновь созданный общий ключ
и встроенный внутрь модуля (см. рис. слева).
Обратите внимание на то, что если вы прямо
сейчас попытаетесь запустить shapeuser.exe, не
откомпилировав его заново, то вы получите при-
веденное ниже сообщение об ошибке, поскольку
модуль shapes.dll больше не соответствует об-
ращению к нему (внешняя ссылка указывает на
частный модуль, a shapes теперь является общим
модулем):
Unhandled Exception: System.lO.FileLoadException: The located assembly's manifest
(Необрабатываемая исключительная ситуация: System.IO.FileLoadException:
Имеющееся определение)
definition with name 'shapes' does not match the assembly reference. File name: "shapes"
(манифеста модуля с именем 'shapes' не соответствует ссылке на этот модуль.
Имя файла: "shapes")
at ShapeUser.ShapeUser.MainQ
Этой Ошибки Не ПроиЗОШЛО бы, если бы МЫ СОЗдали ShapeUser
с помощью VS, поскольку VS создает частную копию модуля,
а эта копия не претерпевает никаких изменений.
Теперь необходимо ПОВТОРНО Откомпилировать файл shapeuser.es, ЧТО ПОЗВОЛИТ
обновить ссылку на внешний модуль, находящуюся в shapeuser.exe в соответствии
с помеченной версией shapes.dll. После повторной компиляции все будет рабо-
тать как прежде, поскольку при этом используется локальная копия shapes.dll.
В завершение необходимо скопировать модуль, который теперь обладает стро-
гим именем, в кэш глобальных модулей (winNT\assembiy). В качестве альтернати-
вы можно воспользоваться специальным инструментом командной строки .NET,
который называется gacutii (Global Assembly Cache Utility — утилита для работы
с кэшем глобальных модулей). Чтобы инсталлировать shapes.dll в этот глобаль-
ный кэш, следует воспользоваться инструментом gacutii с флагом /i из команд-
ной строки Visual Studio.NET:
gacutii /i shapes.dll
Полученное сообщение "Assembly successfully added to the cache" свидетельст-
вует об успешной инсталляции данного модуля.
При установке коммерческого приложения наиболее предпочтительным спосо-
бом включения общего модуля в глобальный кэш является использование Windows
Installer.
Чтобы убедиться в том, что shapes.dll занесен в кэш, попробуйте удалить ко-
пию shapes.dll ИЗ текущей Директории. Запустите файл shapeuser.exe, И ВЫ ПОЛу-
чите следующее сообщение:
Area of Circle(1.0) is 3.141596
610 Глава 21
Программа по-прежнему работает, несмотря на отсутствие shapes.dll, посколь-
ку загрузка модуля shapes осуществляется из GAC. Для продолжения тестирова-
ния ВОСПОЛЬЗуемСЯ gacutil ДЛЯ Обратной ИНСТаЛЛЯЦИИ shapes."
gacutil /using shapes
Обратите внимание на то, что для команды обратной инсталляции расширение
.dii опускается.
Теперь попробуйте еще раз запустить shapeuser:
C:\shapes>shapeuser
Unhandled Exception: System. 10.FileNotFoundException: File or assembly name shapes, or one of
(Необрабатываемая исключительная ситуация: System.IO. FileNotFoundException:
Имя файла или модуля shapes, либо файла)
its dependencies, was not found.
(или модуля, на которые они ссылаются, обнаружить не удалось.)
Это свидетельствует о том, что shapes.dll был предварительно загружен из GAC.
Поиск модулей
Система выполнения программ .NET следует набору предварительно описан-
ных правил для определения местонахождения внешнего модуля, если на него име-
ется ссылка. Мы только что познакомились с тем, каким образом осуществляется
поиск общих модулей сначала в локальной директории, а затем в GAC.
Для частных модулей поиск сначала выполняется в локальной директории,
а затем система осуществляет поиск в поддиректории с тем же именем, что и сам
модуль. Система выполнения программ также осуществляет поиск файла DLL или
ЕХЕ, который носит то же имя, что и искомый модуль. Для класса shapes сочета-
ние этих правил дает следующий перечень просматриваемых директорий:
./shapes.DLL
./shapes/shapes.dll
./shapes/shapes.exe
./shapes.exe '••:• '••' ••••["[ '• ' : , , : [ '.'• ' ' \ . . V : ; : 7 ,••'.:'V : ' : ' • • ••'
Дополнительные области поиска и даже адреса URL, по которым данный модуль
может быть найден и загружен с удаленного местонахождения, могут задаваться
посредством файла конфигурации. Файлы конфигурации для модулей представля-
ют собой файлы в формате XML, определяющие правила, которые система выпол-
нения программ .NET должна применять при поиске модуля. Файлы конфигурации
также позволяют предопределять поведение, реализующееся при проверке номеров
версий. Детальное описание файлов конфигурации и XML оказывается достаточно
сложным и выходит за рамки настоящей книги. Для получения такой информации
можно обратиться к документации по .NET Framework, доступной в режиме он-
лайн, по теме "файлы конфигурации модуля".
Итоги
Программы на С# и библиотеки классов распространяются в виде модулей,
которые обладают большим количеством возможностей, облегчающих распростра-
нение компонентов Microsoft .NET Framework. Компоненты предоставляют возмож-
ность повторного использования двоичных объектов. Очень важной особенностью
.NET-компонентов является их самоописательность; это их самое главное их отли-
чие от исторических предшественников (например, от СОМ-компонентов).
Модули .NET 611
Свойство самоописательности обладает определенными преимуществами, среди
которых простота инсталляции и совместного использования с Common Language
Runtime (CLR — единая система выполнения программ), что позволяет одновре-
менно с программированием на С# использовать различные другие языки про-
граммирования и унаследованные программы.
Нами был создан компонент, представляющий собой написанную на С# биб-
лиотеку классов, который был затем откомпилирован в модуль с использованием
как инструментария командной строки .NET, так и Visual Studio.NET. После этого
мы создали приложение на С#, в котором данный компонент использовался,
а также познакомились с тем, каким образом можно просматривать содержимое
модулей с помощью iidasm. Это позволило нам лучше понять структуру модулей.
Мы рассмотрели различные составные части модуля, включая манифест, номер
версии и другие атрибуты модуля. Кроме лучшего понимания структуры модулей,
это позволило нам научиться выполнять сравнение номеров версий в ссылках на
внешние модули с целью отладки программ.
Модули могут быть либо частными, относящимися только к некоторому конк-
ретному приложению, либо общими, которые доступны всем приложениям, рабо-
тающим в данной системе. Мы познакомились с тем, каким образом можно
генерировать общие модули, создавая ключ файла и помечая этим ключом данный
модуль, в результате чего создается строгое имя модуля. Мы познакомились также
с тем, каким образом осуществляется проверка номеров версий для общих моду-
лей, и рассмотрели понятие кэша глобальных модулей, в котором хранятся общие
модули, а также различные инструменты, предназначенные для просмотра и вы-
полнения манипуляций над ними.
Мы рассмотрели компромисс между преимуществами проверки совместимости,
обеспечения безопасности и эффективности использования ресурсов с одной сто-
роны, и теми трудностями, к которым это приводит при создании и инсталляции
модулей, с другой. В заключение мы коротко рассмотрели, каким образом система
выполнения программ .NET осуществляет поиск модулей, к которым происходит
обращение.
Все эти возможности модулей существенно упрощают разработку, выполняе-
мую в среде .NET.
Упражнения
• Измените НОМер Версии И Другие атрибуты МОДУЛЯ В Assemblylnfo.cs
или shapes.cs. и понаблюдайте с помощью iidasm за тем,
к каким изменениям в файле shapes.dll это приведет.
• Создайте новый модуль moreshapes, в который — наряду
с классами circle и Triangle — будет включен класс square (квадрат),
а затем изучите его свойства с помощью iidasm.
• Замените в shapeuser.exe ссылку на модуль, с тем чтобы
воспользоваться модулем moreshapes.dll, а затем посмотрите в iidasm,
какие изменения произошли со свойствами.
• Создайте клиента для moreshapes, который будет использовать
Объекты Square И Triangle наряду С объектом Circle.
С помощью iidasm исследуйте модуль, созданный для этого клиента.
612 Глава 21
• Выведите список командных опций gacutii с помощью флажка /?,
а затем воспользуйтесь его опциями для вывода перечня свойств
всех глобальных модулей, которые имеются на вашей системе.
• Создайте строгое имя для модуля moreshapes и пометьте его
с помощью этого имени. Посмотрите на результат с помощью iidasm.
Попробуйте запустить клиентскую программу, а затем откомпилируйте ее
заново, включив ссылку на помеченный модуль.
• Инсталлируйте moreshapes.dll в Global Assembly Cache
С ПОМОЩЬЮ gacutii И Поэкспериментируйте С shapeuser
и созданным вами клиентом, запуская их как совместно
с модулем moreshapes, находящимся в локальной директории
и/или в GAC, так и без него