一步步实现自己的框架系列（二）：插件框架实现

　　不好意思各位同学，本系列文章更新比较慢，因为我也要工作，况且还需要抽出时间编码验证理论，当然找借口总归是不好的，我们都是人，需要休息与娱乐嘛。

　　其实.net平台已经有自己的插件框架，比如MEF,MAF这些都是.net自带的框架，前者注重灵活，后者注重物理隔离。不过这不是今天的重点，今天的重点是做我们自己的框架。

　　第一步：插件模型设计

　　既然是插件框架就会有插件，就会有放插件的地方，我们就需要设计插件容器，这样既可以灵活的管理插件，也使代码的层次结构更加清晰，图示紫色部分是插件与插件容器部分，外边蓝色的就是我们需要使用插件的拥有者，我发现一张图片的效果远比一堆庸俗的文字效果来的更直接，所以如果能用图表达的地方我尽量用图去表达。

　　第二步：接口设计

    既然是插件我们如何标识我们的插件呢，看看MEF的导出设计，

[Export]

public class Part

{

}

这里我们借来用下，没错，就是使用特性来标识我们导出的插件,既然这种设计这么优秀我们为什么不用呢？

单部件特性设计

namespace GL.Core
{
    [AttributeUsage(AttributeTargets.Class, AllowMultiple = false, Inherited = false)]
    public class SinglePartAttribute : Attribute
    {

    }
}

多部件特性设计

namespace GL.Core
{
    [AttributeUsage(AttributeTargets.Class, AllowMultiple = false, Inherited = false)]
    public class MultiplePartAttribute : Attribute
    {

    }
}

　　为什么会设计两个特性呢？我们在使用一些功能时，比如设备管理，同一个客户端实例只需要一个设备管理的插件就够了，尽管我们可以写很多，但同一时刻我们只需要一个实例去管理就可以了，那多部件呢，比如我们客户端是一个图片效果处理程序，同一时刻，我们既可以使用图片灰度功能，也可以使用图片锐化功能，也可以使用负片功能等等，那么这种设计是合理的。
　　既然是插件，那么插件的描述信息必不可少，那么怎么设计我们的插件描述信息呢——特性，这里也使用特性，

比如这样定义我们的插件，我们既可以知道这是一个插件，又能获取插件的描述信息，简洁明了。

[Single]
[PartMetadata("Name","PartManage")]
[PartMetadata("Author","GL")]
public class PartManage
{

}

插件元数据描述

namespace GL.Core
{
    public class PartMetadata : Attribute
    {
        public string Name { get; private set; }

        public object Value { get; private set; }

        public PartMetadata(string name, object value)
        {
            this.Name = name;
            this.Value = value;
        }
    }
}

　　为了方便在内存中操作我们的插件，为插件设计一个信息描述实体是必须的，当然，根据实际需要大家可以自己添加或删除一些描述信息，为方便扩展插件描述这里给出了描述的接口。

namespace GL.Core
{
    public interface IPartInformation
    {
        /// <summary>
        /// 插件名称
        /// </summary>
        string PartName { get; }

        /// <summary>
        /// 插件版本
        /// </summary>
        string PartVersion { get; }

        /// <summary>
        /// 插件描述
        /// </summary>
        [DefaultValue("")]
        string PartDescription { get; }

        /// <summary>
        /// 插件类型
        /// </summary>
        Type PartType { get; }

        /// <summary>
        /// 依赖的插件类型
        /// </summary>
        [DefaultValue(null)]
        Type[] PartDependencies { get; }

        /// <summary>
        /// 插件作者
        /// </summary>
        [DefaultValue("")]
        string PartAuthor { get; }

        /// <summary>
        /// 最后修改日期
     /// </summary>
        [DefaultValue("")]
        string LastModifiedDate { get; }

        /// <summary>
        /// 备注
     /// </summary>
        [DefaultValue("")]
        string Comment { get; }
    }
}

　　有时候某些插件我们不希望启用，或者多插件版本切换的时候，我又不想每次都替换那些Dll,毕竟那是些麻烦又无聊的事情，这时候我就的给我们的每一个插件添加一个配置项信息了，想启用什么或者禁用什么改改配置文件就好了（当然，这工作交给小弟就好了，或者弄个配置文件修改的工具，随便一个人就能切换了）。
没想到还能为插件配置什么，就一个是否启用

namespace GL.Core
{
    public class IPartConfigration
    {
        public string PartType { get; set; }
        public bool IsEnable { get; set; }

        public IPartConfigration() { }
        
        public IPartConfigration(string partType, bool isEnable)
        {
            this.PartType = partType;
            this.IsEnable = isEnable;
        }
    }
}

　　跟插件相关的就差不多了，下面来设计下我们的插件容器吧，所谓容器就是能放东西的东西，我感觉上句话包括这句其实是废话，呵呵。既然是插件容器就得能放插件，没有接口设计的类，让人理解起来总是那么费劲，首先来看下我们插件容器接口的设计：

namespace GL.Core
{
    public interface IGLPartContainer
    {
        /// <summary>
        /// 单实例插件
        /// </summary>
        IList<Type> SingleParts { get; }

        /// <summary>
        /// 多实例插件
        /// </summary>
        IList<Type> MultipleParts { get; }

        /// <summary>
        /// 获取所有插件实例与配置信息
        /// </summary>
        IDictionary<object, IPartInformation> ActivePart { get; }

        /// <summary>
        /// 添加插件
        /// </summary>
        /// <param name="partType"></param>
        /// <param name="partConfigration"></param>
        void AddPart(Type partType, IPartConfigration partConfigration);

        /// <summary>
        /// 移除指定实例插件
        /// </summary>
        /// <param name="partInstance"></param>
        void RemovePart(object partInstance);

        /// <summary>
        /// 获取单实例插件
        /// </summary>
        /// <param name="partType"></param>
        /// <returns></returns>
        object GetSinglePart(Type partType);

        /// <summary>
        /// 获取多实例插件
        /// </summary>
        /// <param name="partType"></param>
        /// <returns></returns>
        IEnumerable<object> GetMultipleParts(Type partType);

        /// <summary>
        /// 获取插件信息
        /// </summary>
        /// <param name="partType"></param>
        /// <returns></returns>
        IPartInformation GetPartInformation(object instance);

        /// <summary>
        /// 获取指定类型插件是否启用
        /// </summary>
        /// <param name="partType"></param>
        /// <returns></returns>
        bool IsPartEnabled(Type partType);

    }
}

第三步：类的实现

　　接着就是类的实现，里面会涉及到反射的应用，linq等基本应用

namespace GL.Core
{
    public sealed class GLPartContainer<TOwner> : IGLPartContainer
        where TOwner : class
    {

        private static readonly ILog _logger = LogManager.GetLogger("GL.Core.GLPartContainer");

        /// <summary>
        /// 插件实例注册
        /// </summary>
        private IDictionary<object, IPartInformation> _PartInstanceRegistry = new Dictionary<object, IPartInformation>();

        /// <summary>
        /// 插件配置
        /// </summary>
        private IDictionary<string, IPartConfigration> _PartConfig = new Dictionary<string, IPartConfigration>();
        

        public IList<Type> SingleParts { get; private set; }

        public IList<Type> MultipleParts { get; private set; }

        public IDictionary<object, IPartInformation> ActivePart 
        {
            get { return _PartInstanceRegistry; }
        }

        /// <summary>
        /// 容器拥有者
        /// </summary>
        public TOwner Parent { get; private set; }

        /// <summary>
        /// 
        /// </summary>
        /// <param name="owner">容器拥有者</param>
        /// <param name="partConfigFile">插件配置文件目录</param>
        /// <param name="partDirectories">插件目录（绝对路径）</param>
        public GLPartContainer(TOwner owner, string partConfigFile, string[] partDirectories)
        {
            this.Parent = owner;

            if (File.Exists(partConfigFile))
            {
                var doc = XDocument.Load(partConfigFile);
                _PartConfig = doc.Descendants("part").ToDictionary(
                        e => e.Attribute("type").Value,
                        e => new IPartConfigration(e.Attribute("type").Value, bool.Parse(e.Attribute("isEnabled").Value)));
            }

            foreach (var path in partDirectories)
            {
                if (!Directory.Exists(path))
                {
                    throw new GLException(GLErrorCodes.PartDirectoryNotExists, string.Format("Part Directory Not Exist:{0}", path));
                }
                string[] dllPaths = Directory.GetFiles(path, "*.dll", SearchOption.AllDirectories);
                try
                {

                    var typeList = from dll in dllPaths
                                   from type in Assembly.LoadFile(dll).GetTypes()
                                   select type;

                    SingleParts = (from type in typeList
                                  from attribute in type.GetCustomAttributes(false)
                                  where attribute.GetType().Equals(typeof(SinglePartAttribute))
                                  select type).ToList();

                    MultipleParts = (from type in typeList
                                    from attribute in type.GetCustomAttributes(false)
                                    where attribute.GetType().Equals(typeof(MultiplePartAttribute))
                                    select type).ToList();
                }
                catch (Exception e)
                {
                    throw new GLException(GLErrorCodes.PartLoadError, "Platform Load Type Error:{0}", e.Message, e);
                }
            }

            if (SingleParts == null)
            {
                SingleParts = new List<Type>();
            }
            if (MultipleParts == null)
            {
                MultipleParts = new List<Type>();
            }

            foreach (var part in SingleParts)
            {
                var instance = Activator.CreateInstance(part);
                _PartInstanceRegistry.Add(instance, GetPartInformation(part));
            }

            foreach (var part in MultipleParts)
            {
                var instance = Activator.CreateInstance(part);
                _PartInstanceRegistry.Add(instance, GetPartInformation(part));
            }
        }

        public void AddPart(Type partType, IPartConfigration partConfigration)
        {
            var singlePart = from attribute in partType.GetCustomAttributes(false)
                          where attribute.GetType().Equals(typeof(SinglePartAttribute))
                          select partType;

            if (singlePart != null)
            {
                var instance = Activator.CreateInstance(partType);
                _PartInstanceRegistry.Add(instance, GetPartInformation(partType));
                SingleParts.Add(partType);
            }
            else
            {
                var multiplePart = from attribute in partType.GetCustomAttributes(false)
                                   where attribute.GetType().Equals(typeof(MultiplePartAttribute))
                                   select partType;
                if (multiplePart != null)
                {
                    var instance = Activator.CreateInstance(partType);
                    _PartInstanceRegistry.Add(instance, GetPartInformation(partType));
                    MultipleParts.Add(partType);
                }
                else
                {
                    throw new GLException(GLErrorCodes.PartNotFound, "指定类型中未发现插件");
                }
            }
        }

        public IPartInformation GetPartInformation(object instance)
        {
            IPartInformation partInformation = null;
            _PartInstanceRegistry.TryGetValue(instance, out partInformation);
            return partInformation;
        }

        private IPartInformation GetPartInformation(Type type)
        {
            var partMetadatas = type.GetCustomAttributes(false).Where(e => e.GetType().Equals(typeof(PartMetadataAttribute)));
            var partInformation = new PartInformation();
            foreach (var metadata in partMetadatas)
            {
                var partMetadata = metadata as PartMetadataAttribute;
                partInformation.SetProperty(partMetadata.Name, partMetadata.Value);
            }

            return partInformation;
        }

        public bool IsPartEnabled(Type partType)
        {
            return _PartConfig.ContainsKey(partType.FullName) ? _PartConfig[partType.FullName].IsEnable : false;
        }


        public void RemovePart(object partInstance)
        {
            if (_PartInstanceRegistry.ContainsKey(partInstance))
            {
                _PartInstanceRegistry.Remove(partInstance);
            }
            else
            {
                throw new GLException(GLErrorCodes.PartNotFound, string.Format("instance of {0} not found", partInstance.GetType().FullName));
            }
        }

        public object GetSinglePart(Type partType)
        {
            var instanceCount = _PartInstanceRegistry.Keys.Count(p => partType.IsAssignableFrom(p.GetType()));
            if (instanceCount > 1)
            {
                throw new GLException(GLErrorCodes.PartMultipleInstances, string.Format("{0} has multiple instances", partType.FullName));
            }
            return _PartInstanceRegistry.Keys.SingleOrDefault(p => partType.IsAssignableFrom(p.GetType()));
        }


        public IEnumerable<object> GetMultipleParts(Type partType)
        {
            return _PartInstanceRegistry.Keys.Where(p => partType.IsAssignableFrom(p.GetType()));
        }

    }
}

第四步：单元测试

　　好了，我们插件存放的容器就设计好了，来个单元测试，接下来享受下我们的成果吧：

 class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Program p = new Program();
            var configPath = Path.Combine(AppDomain.CurrentDomain.BaseDirectory,"PartConfig.config") ;
            IGLPartContainer cont = new GLPartContainer<Program>(p, configPath, new string[] { AppDomain.CurrentDomain.BaseDirectory });
            var p1 = cont.GetSinglePart(typeof(Part1));

            Console.WriteLine("Part1 Full Name : {0}",p1.GetType().FullName);

            var xxx = cont.GetPartInformation(p1);

            Console.WriteLine("Part1 Metadata : {0}", xxx.PartName, xxx.PartType);

            var p2 = cont.GetMultipleParts(typeof(Part2));

            Console.WriteLine("Part12 Full Name : {0}", p1.GetType().FullName);

            Console.ReadLine();
        }
    }

 运行结果：

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