如何证明Application Domain的隔离性

ゝ一纸荒年。 2022-03-27 12:04 142阅读 0赞

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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：

![ExpandedBlockStart.gif][]   
![None.gif][]using System;  
![None.gif][]using System.Collections.Generic;  
![None.gif][]using System.Text;  
![None.gif][]using System.Runtime.Remoting;  
![None.gif][]using System.Reflection;  
![None.gif][]using Artech.AppDomainIsolation;  
![None.gif][]  
![None.gif][]namespace Artech.AppDomainIsolation  
![ExpandedBlockStart.gif][]\{  
![InBlock.gif][]publicclass GeneralType  
![ExpandedSubBlockStart.gif][]\{  
![InBlock.gif][] AppDomain GetAppDomain()  
![ExpandedSubBlockStart.gif][]\{  
![InBlock.gif][]return AppDomain.CurrentDomain;  
![ExpandedSubBlockEnd.gif][] \}  
![ExpandedSubBlockEnd.gif][] \}  
![InBlock.gif][]  
![InBlock.gif][] \[Serializable\]  
![InBlock.gif][]publicclass MarshalByValueType  
![ExpandedSubBlockStart.gif][]\{  
![InBlock.gif][]public AppDomain GetAppDomain()  
![ExpandedSubBlockStart.gif][]\{  
![InBlock.gif][]return AppDomain.CurrentDomain;  
![ExpandedSubBlockEnd.gif][] \}  
![ExpandedSubBlockEnd.gif][] \}  
![InBlock.gif][]  
![InBlock.gif][]publicclass MarshalByRefType : MarshalByRefObject  
![ExpandedSubBlockStart.gif][]\{  
![InBlock.gif][]public AppDomain GetAppDomain()  
![ExpandedSubBlockStart.gif][]\{  
![InBlock.gif][]return AppDomain.CurrentDomain;  
![ExpandedSubBlockEnd.gif][] \}  
![ExpandedSubBlockEnd.gif][] \}  
![InBlock.gif][]class Program  
![ExpandedSubBlockStart.gif][]\{  
![InBlock.gif][]  
![InBlock.gif][]staticvoid Main(string\[\] args)  
![ExpandedSubBlockStart.gif][]\{  
![InBlock.gif][] AppDomain appDomain = AppDomain.CreateDomain("newAppDomain");  
![InBlock.gif][]  
![InBlock.gif][]string assemblyName ="Artech.AppDomainIsolation";  
![InBlock.gif][]try  
![ExpandedSubBlockStart.gif][]\{  
![InBlock.gif][] GeneralType generalObject = (GeneralType)appDomain.CreateInstanceAndUnwrap(assemblyName, "Artech.AppDomainIsolation.GeneralType");  
![ExpandedSubBlockEnd.gif][] \}  
![InBlock.gif][]catch (Exception ex)  
![ExpandedSubBlockStart.gif][]\{  
![ExpandedSubBlockStart.gif][] Console.WriteLine("Fail to pass a general type instance created in another application domain to default appliction domain,beacuse \\"\{ 0\}\\"", ex.Message);  
![ExpandedSubBlockEnd.gif][] \}  
![InBlock.gif][]  
![InBlock.gif][] MarshalByValueType marshalByValueObject = (MarshalByValueType)appDomain.CreateInstanceAndUnwrap(assemblyName, "Artech.AppDomainIsolation.MarshalByValueType");  
![InBlock.gif][] MarshalByRefType marshalByRefObject = (MarshalByRefType)appDomain.CreateInstanceAndUnwrap(assemblyName, "Artech.AppDomainIsolation.MarshalByRefType");  
![InBlock.gif][]  
![InBlock.gif][] Console.WriteLine("\\nmarshalByValueObject is a transparent proxy? \{0\}.",RemotingServices.IsTransparentProxy(marshalByValueObject)?"Yes":"No");  
![InBlock.gif][] Console.WriteLine("marshalByRefObject is a transparent proxy? \{0\}.", RemotingServices.IsTransparentProxy(marshalByRefObject) ?"Yes" : "No");  
![InBlock.gif][]  
![InBlock.gif][] AppDomain appDomain\_MarshalByValueType = marshalByValueObject.GetAppDomain();  
![InBlock.gif][] AppDomain appDomain\_MarshalByRefType = marshalByRefObject.GetAppDomain();  
![InBlock.gif][]  
![ExpandedSubBlockStart.gif][] Console.WriteLine("\\nThe method of marshalByValueObject is executed in the default application domain?\\"\{ 0\}\\"",  
![InBlock.gif][]object.ReferenceEquals(AppDomain.CurrentDomain, appDomain\_MarshalByValueType) ?"Yes" : "No");  
![ExpandedSubBlockStart.gif][] Console.WriteLine("The method of marshalByRefObject is executed in the default application domain?\\"\{ 0\}\\"",  
![InBlock.gif][]object.ReferenceEquals(AppDomain.CurrentDomain, appDomain\_MarshalByRefType) ?"Yes" : "No");  
![InBlock.gif][]  
![InBlock.gif][] AppDomain.Unload(appDomain\_MarshalByRefType);  
![InBlock.gif][] marshalByValueObject.GetAppDomain();  
![InBlock.gif][]  
![InBlock.gif][]try  
![ExpandedSubBlockStart.gif][]\{  
![InBlock.gif][] marshalByRefObject.GetAppDomain();  
![ExpandedSubBlockEnd.gif][] \}  
![InBlock.gif][]catch (Exception ex)  
![ExpandedSubBlockStart.gif][]\{  
![ExpandedSubBlockStart.gif][] Console.WriteLine("\\nAn exception is thorwn when calling the method of marshalByRefObject because \\"\{ 0\}\\"", ex.Message);  
![ExpandedSubBlockEnd.gif][] \}  
![InBlock.gif][] Console.Read();  
![ExpandedSubBlockEnd.gif][] \}  
![ExpandedSubBlockEnd.gif][] \}  
![ExpandedBlockEnd.gif][]\}  
![None.gif][]

下面是运行结果的Screen Shot。

![applicationIsolation1.jpg][]  
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。

![None.gif][] public  class  GeneralType  
![ExpandedBlockStart.gif][] \{  
![InBlock.gif][] AppDomain GetAppDomain()  
![ExpandedSubBlockStart.gif][]\{  
![InBlock.gif][]return AppDomain.CurrentDomain;  
![ExpandedSubBlockEnd.gif][] \}  
![ExpandedBlockEnd.gif][] \}   
![None.gif][]  
![None.gif][] \[Serializable\]  
![None.gif][] public  class  MarshalByValueType  
![ExpandedBlockStart.gif][] \{  
![InBlock.gif][]public AppDomain GetAppDomain()  
![ExpandedSubBlockStart.gif][]\{  
![InBlock.gif][]return AppDomain.CurrentDomain;  
![ExpandedSubBlockEnd.gif][] \}  
![ExpandedBlockEnd.gif][] \}   
![None.gif][]  
![None.gif][] public  class  MarshalByRefType : MarshalByRefObject  
![ExpandedBlockStart.gif][] \{  
![InBlock.gif][]public AppDomain GetAppDomain()  
![ExpandedSubBlockStart.gif][]\{  
![InBlock.gif][]return AppDomain.CurrentDomain;  
![ExpandedSubBlockEnd.gif][] \}  
![ExpandedBlockEnd.gif][] \}   
![None.gif][]

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。

![None.gif][] 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。

![None.gif][] try   
![ExpandedBlockStart.gif][] \{  
![InBlock.gif][] GeneralType generalObject = (GeneralType)appDomain.CreateInstanceAndUnwrap(assemblyName, "Artech.AppDomainIsolation.GeneralType");  
![ExpandedBlockEnd.gif][] \}   
![None.gif][] catch  (Exception ex)  
![ExpandedBlockStart.gif][] \{  
![ExpandedSubBlockStart.gif][] Console.WriteLine("Fail to pass a general type instance created in another application domain to default appliction domain,beacuse \\"\{ 0\}\\"", ex.Message);  
![ExpandedBlockEnd.gif][] \}   
![None.gif][]  
![None.gif][] MarshalByValueType marshalByValueObject  =  (MarshalByValueType)appDomain.CreateInstanceAndUnwrap(assemblyName,  " Artech.AppDomainIsolation.MarshalByValueType " );  
![None.gif][] MarshalByRefType marshalByRefObject  =  (MarshalByRefType)appDomain.CreateInstanceAndUnwrap(assemblyName,  " Artech.AppDomainIsolation.MarshalByRefType " );  
![None.gif][]

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）

![None.gif][] Console.WriteLine( " \\nmarshalByValueObject is a transparent proxy? \{0\}. " ,RemotingServices.IsTransparentProxy(marshalByValueObject) ? " Yes " : " No " );  
![None.gif][] Console.WriteLine( " marshalByRefObject is a transparent proxy? \{0\}. " , RemotingServices.IsTransparentProxy(marshalByRefObject)  ?  " Yes "  :  " No " );  
![None.gif][]

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：

![None.gif][] AppDomain appDomain\_MarshalByValueType  =  marshalByValueObject.GetAppDomain();  
![None.gif][]AppDomain appDomain\_MarshalByRefType  =  marshalByRefObject.GetAppDomain();  
![None.gif][]  
![ExpandedBlockStart.gif][] Console.WriteLine( " \\nThe method of marshalByValueObject is executed in the default application domain?\\ " \{ 0\} \\ "" ,  
![None.gif][] object .ReferenceEquals(AppDomain.CurrentDomain, appDomain\_MarshalByValueType)  ?  " Yes "  :  " No " );  
![ExpandedBlockStart.gif][] Console.WriteLine( " The method of marshalByRefObject is executed in the default application domain?\\ " \{ 0\} \\ "" ,  
![None.gif][] object .ReferenceEquals(AppDomain.CurrentDomain, appDomain\_MarshalByRefType)  ?  " Yes "  :  " No " );  
![None.gif][]

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。

![None.gif][] AppDomain.Unload(appDomain\_MarshalByRefType);  
![None.gif][]marshalByValueObject.GetAppDomain();  
![None.gif][]  
![None.gif][] try   
![ExpandedBlockStart.gif][] \{  
![InBlock.gif][] marshalByRefObject.GetAppDomain();  
![ExpandedBlockEnd.gif][] \}   
![None.gif][] catch  (Exception ex)  
![ExpandedBlockStart.gif][] \{  
![ExpandedSubBlockStart.gif][] Console.WriteLine("\\nAn exception is thorwn when calling the method of marshalByRefObject because \\"\{ 0\}\\"", ex.Message);  
![ExpandedBlockEnd.gif][] \}   
![None.gif][]

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。

作者： [Artech][]  
出处： [http://artech.cnblogs.com/][Artech]  
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[Application Domain]: http://www.cnblogs.com/artech/archive/2007/03/05/664825.html
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[None.gif]: /images/20220327/6e3b0fda64e242c89b3296725c2c7028.png
[InBlock.gif]: /images/20220327/43729fd9e03d4323a04f05eb5adbe9bc.png
[ExpandedSubBlockStart.gif]: /images/20220327/215cba845cde407ebaa7724637e6d61d.png
[ExpandedSubBlockEnd.gif]: /images/20220327/35c3b168ce644bbe94a24fe4d712f78e.png
[ExpandedBlockEnd.gif]: /images/20220327/45632a26df8446b9a4fc06ba531942aa.png
[applicationIsolation1.jpg]: /images/20220327/5a070c91ec174bc6a38d95a0b632be26.png
[Artech]: http://artech.cnblogs.com/