如何在.NET中实现脚本引擎 (CodeDom篇)

        .NET 本身提供了强大的脚本引擎，可以直接使用.NET CLR的任何编程语言作为脚本语言，如VB.NET、C#、JScript, J#等等。使用脚本引擎，我们可以动态生成任意表达式、或动态导入任意脚本文件，并在任意时候执行。
        经实践发现，我们可以使用至少两种不同的方式在.NET中使用脚本引擎：VsaEngine和CodeDom。
        其实，CodeDom不能算是真正的脚本引擎，它实际上是编译器。但是我们完全可以利用CodeDom来模拟脚本引擎。
        使用Emit方法也能达到动态生成可执行代码的目的，而且Emit生成的代码不需要编译，因此速度更快。但是Emit插入的实际上是汇编代码，不能算是脚本语言。
        本文介绍如何以CodeDom方式来动态生成可执行代码。

如何在.NET中实现脚本引擎 (CodeDom篇)    沐枫网志

    1.     构造一个编译器

• 设置编译参数
  编译参数需要在CompilerParameters设置： 

CompilerOptions	用于设置编译器命令行参数
IncludeDebugInformation	用于指示是否在内存在生成Assembly
GenerateInMemory	用于指示是否在内存在生成Assembly
GenerateExecutable	用于指示生成的Assembly类型是exe还是dll
OutputAssembly	用于指示生成的程序文件名（仅在GenerateInMemory为false的情况）
ReferencedAssemblies	用于添加引用Assembly

例如：

theParameters.ReferencedAssemblies.Add( " System.dll ");

• 创建指定语言的编译器
  编译需要由指定语言的CodeDomProvider生成。

这里列举一些.NET的CodeDomProvider：        

vb.net	Microsoft.VisualBasic.VBCodeProvider
C#	Microsoft.CSharp.CSharpCodeProvider
jscript	Microsoft.JScript.JScriptCodeProvider
J#	Microsoft.VJSharp.VJSharpCodeProvider

以C#为例，要创建C#编译器，代码如下： 

CodeDomProvider theProvider =  (ICodeCompiler)  new Microsoft.CSharp.CSharpCodeProvider();

下面是完整的创建编译器的例子：

         /**//// <summary>
        /// 创建相应脚本语言的编译器
        /// </summary>
         private   void  createCompiler( string  strLanguage,  bool  debugMode,  string strAssemblyFileName)
         {
            this.theParameters = new CompilerParameters();
            this.theParameters.OutputAssembly = System.IO.Path.Combine(System.IO.Path.GetTempPath(), strAssemblyFileName + ".dll");
            this.theParameters.GenerateExecutable = false;
            this.theParameters.GenerateInMemory = true;
            if(debugMode)
            {
                this.theParameters.IncludeDebugInformation = true;
                this.theParameters.CompilerOptions += "/define:TRACE=1 /define:DEBUG=1 ";
            }
            else
            {
                this.theParameters.IncludeDebugInformation = false;
                this.theParameters.CompilerOptions += "/define:TRACE=1 ";
            }

            AddReference("System.dll");
            AddReference("System.Data.dll");
            AddReference("System.Xml.dll");

            strLanguage = strLanguage.ToLower();
 
            if("visualbasic" == strLanguage || "vb" == strLanguage)
            {
                theProvider = new Microsoft.VisualBasic.VBCodeProvider();
                if(debugMode)
                    theParameters.CompilerOptions += "/debug:full /optimize- /optionexplicit+ /optionstrict+ /optioncompare:text /imports:Microsoft.VisualBasic,System,System.Collections,System.Diagnostics ";
                else
                    theParameters.CompilerOptions += "/optimize /optionexplicit+ /optionstrict+ /optioncompare:text /imports:Microsoft.VisualBasic,System,System.Collections,System.Diagnostics ";
                AddReference("Microsoft.VisualBasic.dll");
            }
            else if("jscript" == strLanguage || "js" == strLanguage)
            {
                theProvider = new Microsoft.JScript.JScriptCodeProvider();
                AddReference("Microsoft.JScript.dll");
            }
            else if("csharp" == strLanguage || "cs" == strLanguage || "c#" == strLanguage)
            {
                theProvider = new Microsoft.CSharp.CSharpCodeProvider();
                if(!debugMode)
                    theParameters.CompilerOptions += "/optimize ";
            }
//            else if("jsharp" == strLanguage || "vj" == strLanguage || "j#" == strLanguage)
//            {
//                theProvider = new Microsoft.VJSharp.VJSharpCodeProvider();
//                if(!debugMode)
//                    theParameters.CompilerOptions += "/optimize ";
//            }
            else
                throw new System.Exception("指定的脚本语言不被支持。"); 
        }

         /**//// <summary>
        /// 添加引用对象。
        /// </summary>
        /// <param name="__strAssemblyName">引用的文件名</param>
         public   void  AddReference( string __strAssemblyName)
         {
            theParameters.ReferencedAssemblies.Add(__strAssemblyName);
        }

2.     编译源代码 

        编译源代码相当简单，只需一条语句就搞定了：

CompilerResults compilerResults  ＝ compiler.CompileAssemblyFromSource( this .theParameters,  this .SourceText); 

执行后，可以从compilerResults取得以下内容： 

NativeCompilerReturnValue	编译结果，用于检查是否成功
Errors	编译时产生的错误和警告信息
CompiledAssembly	如果编译成功，则返回编译生成的Assembly

  
示例函数： 

         /**//// <summary>
        /// 编译脚本。编译前将清空以前的编译信息。
        /// CompilerInfo将包含编译时产生的错误信息。
        /// </summary>
        /// <returns>成功时返回True。不成功为False。</returns>
         public   bool Compile()
         {
            this.theCompilerInfo = "";
            this.isCompiled = false;
            this.theCompiledAssembly = null;
            // 下面一行代码仅用于.NET 2.0
            this.theCompilerResults = this.theProvider.CompileAssemblyFromSource(this.theParameters, this.SourceText);
            // 下面一行代码用于.NET1.1（与.NET2.0的区别是，.NET2.0不需要调用CreateCompiler）
            // this.theCompilerResults = this.theProvider.CreateCompiler().CompileAssemblyFromSource(this.theParameters, this.SourceText);

            if(this.theCompilerResults.NativeCompilerReturnValue == 0)
            {
                this.isCompiled = true;
                this.theCompiledAssembly = this.theCompilerResults.CompiledAssembly;
            }

            System.Text.StringBuilder compilerInfo = new System.Text.StringBuilder();

            foreach(CompilerError err in this.theCompilerResults.Errors)
            {
                compilerInfo.Append(err.ToString());
                compilerInfo.Append("\r\n");
            }

            theCompilerInfo = compilerInfo.ToString();

            return isCompiled;
        }

    3.     执行代码

使用Reflection机制就可以很方便的执行Assembly中的代码。
我们假设编译时使用的脚本代码 this.SourceText 内容如下：

namespace test 
{ 
    public class script 
    { 
        public static void Main() 
        { 
            MessageBox.Show("Hello"); 
        } 
    } 
}  

则相应的执行代码为：

scriptEngine.Invoke( " test.script " ,  " Main " ,  null);

注意：Invoke调用的函数必须是静态的。

Invoke函数内容：

         /**//// <summary>
        /// 执行指定的脚本函数(Method)。
        /// 如果指定的类或模块名，以及函数(Method)、或参数不正确，将会产生VsaException/VshException例外。
        /// </summary>
        /// <param name="__strModule">类或模块名</param>
        /// <param name="__strMethod">要执行的函数(Method)名字</param>
        /// <param name="__Arguments">参数(数组)</param>
        /// <returns>返回执行的结果</returns>
         public   object  Invoke( string  __strModule,  string  __strMethod,  object[] __Arguments)
         {
            if(!this.IsCompiled || this.theCompiledAssembly == null)
                throw new System.Exception("脚本还没有成功编译");

            Type __ModuleType = this.theCompiledAssembly.GetType(__strModule);
            if(null == __ModuleType)
                throw new System.Exception(string.Format("指定的类或模块 ({0}) 未定义。", __strModule));

            MethodInfo __MethodInfo = __ModuleType.GetMethod(__strMethod);
            if(null == __MethodInfo)
                throw new System.Exception(string.Format("指定的方法 ({0}::{1}) 未定义。", __strModule, __strMethod));

            try
            {
                return __MethodInfo.Invoke(null, __Arguments);
            }
            catch( TargetParameterCountException )
            {
                throw new System.Exception(string.Format("指定的方法 ({0}:{1}) 参数错误。", __strModule, __strMethod));
            }
            catch(System.Exception e)
            {
                System.Diagnostics.Trace.WriteLine(string.Format("执行({0}:{1})错误: {2}", __strModule, __strMethod, e.ToString()));
                return null;
            }
        }

总结：

        CodeDom可以很方便的随时编译源代码，并动态执行。虽然作为脚本引擎，它没有VsaEngine正规和方便，但作为一般应用，也够用了。并且结合Reflection机制，它的功能比VsaEngine更强大：它可以编译任何提供CompilerProvider的CLR语言（目前.NET自带的语言中都有）。 
        当然，它也有一些缺点：它生成的Assembly不能动态卸载。这在一般情况下不成问题，因为一个源代码只需编译一次，并载入执行，并不需要动态卸载。 
        假如你需要做脚本编辑器时，就要考虑这个问题，因为有可能一个脚本会因为修修改改而不停的重新编译，从而造成不停的产生新的Assembly，最后将导致内存被大量占用。要解决这个问题，需要将编译器加载到独立的AppDomain中，通过卸载AppDomain达到卸载所需的Assembly的目的。

附件为完整的源代码，以供测试：
http://files.cnblogs.com/ly4cn/netScript.rar