理解ASP.NET 5运行时命令：DNVM, DNX, 和DNU


ASP.NET 5 引入了一个新型的运行时，让我们可以现场交付模式组合式构建应用程序，而不依赖于宿主机上的.NET框架。这种新模式为我们提供了命令行工具（DNVM、DNX、DNU）用于管理我们的.net 版本，依赖的库和运行环境，我们可以不需要Visual Studio，只需要一个文本编辑器和命令行就可以开发一个应用程序。

了解.NET 版本管理器 (DNVM) 之间 ，.NET 执行环境 (DNX) 和.NET 开发实用程序 (DNU) 之间的关系是开发 ASP.NET 5的根本。在这篇文章我们将看看在CentOS安装并使用 DNVM，DNX 和 DNU ，从命令行和文本编辑器开发一个简单应用程序，如果你使用docker，这些命令和docker还真是很像。

DNVM（.NET Version Manager）：由于要实现跨平台的目录，微软提供了DNVM功能，DNVM是ASP.NET最底层的内容，它是一组Powershell脚本，用于启动指定版本的ASP.NET运行环境，并且可以在同一台机器的同一时间点上通过使用Nuget工具来管理各种版本的ASP.NET运行环境（DNX），以及进行相应的升级操作。

DNX（.NET Execution Environment）：DNX是ASP.NET程序的运行环境，用于启动并运行ASP.NET程序。该运行环境包括了编译系统、SDK工具集、Native CLR宿主环境。可以使用DNVM管理各种版本的DNX，如dnvm list命令可以列出所有可用的DNX环境，而dnvm install 1.0.0-beta4则可以将指定版本的DNX安装到.dnx文件夹，你可以在%USERPROFILE%\.dnx\runtimes目录下找到已安装所有版本的DNX。不同的操作系统有不同的DNX版本。

dnx.exe:dnx.exe是用于启动自宿主环境（Self-Hosting）的命令行工具，在使用命令行代码进行自宿主环境启动程序时，dnx负责查找并调用CLR Native Host，dnx命令是整个运行环境的入口点，你可以使用dnx run来启动程序。

dnu（DNX Utility）:是一个命令行的包管理器，包含在DNX内，所以只要安装了DNX，就可以使用dnu命令，其可以用于恢复程序包、安装程序包、部署程序包等等，比如把project.json里自定义的程序集自动下载下来进行使用。

DNX架构及运行原理

DNX是ASP.NET程序运行的核心，其遵循如下两个准则：

  1. DNX应该是自包含的，DNX在解析完应用程序依赖树以后才能知道要使用哪个Core CLR包，所以在得到解析树之前，DNX是无法加载任何CLR的，但Roslyn编译器除外。
  2. 依赖注入（Dependency Injection，简称DI）贯穿着整个系统栈，DI是DNX的一个核心部分，所有DNX上的类库都构建在DI之上。

DNX执行环境的分层架构如下：

Layer 0:Native Process

该层的功能非常简单，主要就是用于查找并调用Layer 1里的CLR Native Host，并将系统相关的参数传递给native host，以便后续使用。目前Windows下使用DNX.exe来处理这个事情，而IIS也提供了一个中介（网站bin目录下提供一个AspNet.Loader.dll）可以将请求转发给Native Host；而Linux和Mac则通过其相应版本的dnx来支持这项功能。

DNX用法：

dnx.exe --lib {paths} --appbase {path} [ProgramName]

--lib {paths}：程序集dll的保存地址（一般是引用的第三方程序集和项目预编译程序集），该地址是Layer 2层的托管代码入口点可以加载程序集的地方。

--appbase {path}：程序保存的目录，默认为%CD%。

[ProgramName]：程序名称，该程序所在的程序集（或者是含有Programe::Main的dll）保存在--lib路径下，默认值是appbase\project.json里的name。大多数情况下，该名称都是包含着加载链的程序宿主（Microsoft.Net.ApplicationHost）。但是，如果你的程序包含了入口点（Main方法），并被编译到--lib目录下的话，你就可以使用该程序集的名称作为[ProgramName]，这种方式将完全忽略加载链并直接启动你的程序。

Layer 1 : CLR Native Host

这一层的内容依赖于你所选择呢CLR版本，该层有如下两个职责：

  1. 启动CLR，启动哪个CLR取决于你选择的CLR版本。如果是Core CLR，该层会加载coreclr.dll，配置并启动运行环境，然后创建应用程序域（AppDomain），以便运行所有的托管代码。
  2. 调用托管代码的入口点（Layer 2），一旦Native Host的入口点返回了该线程，就会把CLR的线程清理干净并关闭，比如，卸载应用程序域（AppDomain）并停止运行环境。

Layer 2：Managed Entry Point

Layer 2层（托管代码入口）是编写托管代码的第一层，其职责如下：

  1. 创建LoaderContainer（其包含需要的ILoaders），ILoader负责根据程序集的名称来加载程序集。CLR需要一个程序集的话，LoaderContainer就会使用其ILoader来解析所需要的程序集。
  2. 从--lib的路径目录下，用根ILoader来加载程序集，并解析其依赖。
  3. 调用程序的主入口点。

Layer 3：Application host/Application

如果开发人员将整个程序编译成程序集放在libpath目录下，那该层就是你的应用程序了。使用的时候，将含有程序入口点的程序集名称作为[ProgramName]的参数传入即可，Layer 2层会直接调用该程序集。

不过，一般其它情况下，都会使用一个应用程序宿主（Application host）来解析程序的依赖内容并启动运行程序。Microsoft.Net.ApplicationHost是运行环境提供的应用程序宿主，并拥有如下职责：

  1. 解析project.json里定义的各种依赖程序集。
  2. 将一个ILoader添加到LoaderContainer，以便从各种地方（如源代码、NuGet、Roslyn等）加载相应的程序集。
  3. 调用程序集的入口点，将其作为下一个参数，传递给DNX.exe。

Layer 4：Application

这一层，就是开发人员开发的程序，其运行在应用程序宿主之上。

环境配置：

要对ASP.NET 5程序的运行环境DNX进行配置，首先需要安装并配置DNVM，CentOS等Linux系统上需要先安装Mono，可以参照文章CentOS 7 上部署Mono 4 和Jexus 5.6。然后运行下面命令

curl -sSL https://raw.githubusercontent.com/aspnet/Home/master/dnvminstall.sh | sh && source ~/.dnx/dnvm/dnvm.sh

 

[root@Mono ~]# curl -sSL https://raw.githubusercontent.com/aspnet/Home/dev/dnvminstall.sh | DNX_BRANCH=dev sh && source ~/.dnx/dnvm/dnvm.sh

Downloading dnvm as script to '/root/.dnx/dnvm'

Appending source string to /root/.bash_profile

Type 'source /root/.dnx/dnvm/dnvm.sh' to start using dnvm

运行命令dnvm：

上述DNVM安装以后，系统会将dnvm文件复制到/root/.dnvm目录，并将/root/.dnvm目录添加到环境变量中，以便全局都可以使用。注意：这里只是安装了DNVM，并没有安装任何版本的DNX，要安装DNX的话，可以通过运行dnvm或dnvm help来查找相关的命令，具体命令如下：

dnvm upgrade [-x86][-x64] [-svr50][-svrc50] [-g|-global] [-proxy <ADDRESS>]

  1. 从feed源安装最新版的DNX
  2. 为已安装的DNX设置一个默认（default）别名
  3. 将DNX bin添加的用户PATH环境变量中
  4. -g|-global 在全局内进行安装（其它用户也可以使用）
  5. -f|-force 强��更新成最新版（即便最新版已经安装过了）
  6. -proxy 访问远程服务器的时候使用特定的地址作为代理

dnvm install <semver>|<alias>|<nupkg>|latest [-x86][-x64] [-svr50][-svrc50] [-a|-alias <alias>] [-g|-global] [-f|-force]

  1. | 从feed源安装指定的DNX
  2. 从本地文件系统安装指定的DNX
  3. latest 从feed源安装最新版的DNX
  4. 将DNX bin添加到当前命令行的path环境变量中
  5. -p|-persistent 将DNX bin添加到系统PATH环境变量中
  6. -a|-alias 对指定安装的DNX设置别名
  7. -g|-global 在全局内进行安装
  8. -f|-force 强制安装指定的DNX（即便该版本已经安装过了）

dnvm use <semver>|<alias>|none [-x86][-x64] [-svr50][-svrc50] [-p|-persistent] [-g|-global]

  1. | 将DNX bin添加到当前命令行的path环境变量中
  2. none 将DNX bin从当前命令行的path环境变量中删除
  3. -p|-persistent 将DNX bin添加到系统PATH环境变量中
  4. -g|-global 组合使用-p将用户PATH修改成系统PATH

dnvm list //列出所有已安装的DNX版本

dnvm alias //列出所有定义了别名的DNX版本

dnvm alias <alias> // 显示定义了别名的DNX名称

dnvm alias <alias> <semver> [-x86][-x64] [-svr50][-svrc50] //给指定的DNX版本设置别名

管理程序集的dnu命令和feed源配置

通过dnu命令进行包管理的时候，通常使用如下命令:

dnu restore：查询程序的所有依赖包，并将其全部下载到packages目录，该命令会下载整个依赖包以及这些依赖包所依赖的其它依赖包。
dnu install <package id>：该install命令用于下载指定的程序包并添加到程序中。
dnu publish：该命令会将你的程序打包到一个可以运行的自包含目录中。其会创建如下目录结构：

output/

output/packages

outpot/appName

output/commandName.cmd

packages目录包含所有应用程序需要的程序包。

appName目录包含所有应用程序的代码，如果引用了其它项目，则在引用的其它项目也会创建各自项目的同级目录，即生成的目录会和AppName同级。

publish命令，会将project.json中的commands节点中的各种命令，分别生成响应的命令行文件，如commands里的web命令，我们就可以通过dnx web（格式：dnx <command>）开运行它。

由于dnu在内部使用了Nuget命令，进行程序包的管理，所以使用的时候要正确配置Nuget的feed源，目前ASP.NET 5相关的包都在myget feed上，所以我们需要添加这个feed才能正常运行。这些配置信息在*nix下Mono使用的~/.config/NuGet/NuGet.config文件中进行管理，示例如下：

从命令行开始构建一个控制台程序

我们使用vim 和dnx/dnu命令行构建一个简单的程序，创建一个目录dnx_demo, 在目录下创建一个project.json 文件，包含下面内容：

{

"version": "1.0.0-*",

"description": "geffzhang demo project",

"commands": {

"runme": "dnx_demo"

},

"frameworks": {

"dnx451": { },

"dnxcore50": {

"dependencies": {

"System.Console": "4.0.0-beta-22816",

"Microsoft.CSharp": "4.0.0-beta-22816"

}

}

}

}

上面我们定义了一个命令"runme"，它指向的是工程名称:dnx_demo。我们可以通过命令行使用dnx运行我们的项目，我们的项目指向传统的.NET Framework (dnx451) 和 .NET Core (dnxcore50)，所以我们可以用dnx和.net fx运行。

然后在创建一个Program.cs文件，内容如下：

using System;

namespace dnx_demo

{

public class Program

{

public void Main(string[] args)

{

Console.WriteLine("No Visual Studio Here!!");

Console.Read();

}

}

}

保存后，我们先运行命令dnu restore，将我们依赖的程序包下载到package目录。

目前我们运行的程序还仅仅是一个非常简单的控制台程序,还没有包括EF, SignalR, Identity等复杂组件,但从整个部署过程中,我们可以感觉到其实差距已经很小. 首先运行和部署环境DNVM和dnu, dnx命令和VS 2015的环境是一致的,而且组件包都是从Nuget上获取,这和标准的Windows开发环境并没有太大区别。

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