簡介

Natasha 是一個基于 Roslyn 的動態編譯類庫，它以極簡的 API 完成了動態編譯的大部分功能，使用它可以在程序運行時編譯出新的程序集。

Natasha 允許開發人員直接使用 C# 代碼即可編寫運行時的功能，避免了 Emit 的學習、開發、維護的成本。

Natasha 的編譯單元的基本輸出是程序集，程序集加載在域中，使用該類庫可以創建域，并在不同的域內創建新的功能，也支持可以卸載域。

Natasha 為開發人員提供了插件管理的功能，并內置解析依賴的功能，我們可以有針對性的加載和卸載插件及其依賴。

使用 Natasha 我們可以快速的實現映射/類庫粘合/業務邏輯組裝/動態代理/協議轉換等等，使用 Natasha ?需要一定的編程基礎，有動態編譯經驗相關的實踐。盡管 Natasha ?可以輸出詳細日志，但是動態功能的開發本應該是邏輯暢通，代碼規范的，如果你不能保證代碼是暢通的，且沒有動態編譯的思維可以先找相關的文章進行學習。

項目鏈接地址: https://github.com/dotnetcore/Natasha

Natasha 的進化

Natasha 自 v3.0.0 版本之后，進行了比較大的革新，以下我列舉一些比較重要的：

• 移除對 .NET Standard2.0 / .NET Core 2.1-3.0 的支持，目前支持的版本為：.NET Core 3.1/.NET 5.0/.NET 6.0，兼容版本已歸檔至其他分支。Runtime 是 Natasha 的強依賴， .NET 從 3.0 起，Runtime 升級了很多新的特性， 比如支持可空引用及元數據處理，支持 ALC 高級特性，方便的插件依賴解析方案等等，另外由于個人精力有限，最終決定從分水嶺 3.1 ?開始做兼容。

• 語義過濾，自 v3.0.0 以后，Natasha 新增了語義層，這讓 Natasha 顯得更加智能，我們可以根據自己的需求去解析和重組語法語義。比如 Natasha 內置的語義處理，其中有一個功能是將無用的 using 移除掉，只保留有用的 using。大大減少了日志輸出的代碼，讓開發者一眼看到有用的代碼邏輯。編譯一段代碼，需要引用元數據，需要準備 using，需要寫正確的代碼，最后是輸出方式，為了讓開發者以最快速度上手，Natasha ?解決了元數據引用問題，以及 using 覆蓋問題，另對外提供了輸出 API，理論上開發者需要關注的是自己如何編寫一段動態代碼， 如何與運行時其他功能接洽配合。

  另針對命名空間濫用導致的多義性引用問題，我們提供了語義擴展包 Natasha.CSharp.Extension.Ambiguity

• 性能優化，優化是 Natasha 一直在做的事情，Natasha 在預熱方法上進行了一些并發的改造，以便讓相互無關的任務并行初始化，除此之外也移除了 AdWorkspace 代碼，這些代碼均由高性能的方案取代。針對性能敏感場景， 我們增加了預熱時全局修剪錯誤語義，以及禁用語義過濾的 API，以便讓編譯更快的發生。

• 新特性支持。支持 C# 最高語言版本，支持可空引用的編譯(默認關閉)，DLL/PDB/XML 文件手動選擇生成。Natasha ?4.0 的源碼使用了可空引用支持，因此支持可空引用項目的接入和使用，在方法調用的上下游明確了可空界限。但在動態編譯層面，嘗試可空引用的元數據解析功能時，我遇到了無法解決的難題，可空引用的頂層泛型傳遞是無法正確解析的，因此在 ?Action<string?> 等元數據解析中，無法得到正確結果，另外方法返回值可空引用解析也未找到方法，綜上 Natasha ?默認關閉了動態編譯初始化中的可空引用的選項，開發者需要自行開啟。

• 重構引用管理，4.0 重構了 Natasha 的引用管理，經過探索我們最終選定以 AssemblyName 作為引用版本管理的依據，并在預熱過程中采用只讀上下文解析引用。

• 重構插件管理，4.0 重構了 Natasha.Domain 域實現，摘除了對引用管理的耦合，讓 NatashaDomain 更專注于程序集及其依賴的加載與卸載，此次對外提供了4個方法以便于用戶在加載插件時管理不同版本的依賴。

• 重構日志模塊，4.0 版本后日志將由用戶自行控制寫入和獲取，對外提供編譯后的日志處理事件，Natasha 將不再負責日志的 IO 部分。

• 重構異常模塊，4.0 重構了 Natasha 的編譯單元，其中語法轉換階段如果出錯會拋出異常，之后編譯不成功也會拋出異常，并提供編譯成功和失敗事件。

實戰應用

Natasha 已經在網友公司及我司得到了廣泛應用，比如：客戶端腳本定制，動態計分系統，低代碼應用中的邏輯組裝與編譯， 類庫中字符串到表達式樹的轉換，基于算法的高性能只讀并發字典，忽略類庫版本的代碼粘合劑，實體映射，動態路由，動態 RPC， 動態定時任務等等。

Natasha 與其他技術

• SG(Source Generetor)

首先來講 Natasha 與 SG 有重疊的部分，但也有各自取代不了的地方。我認為比較好的組合是，SG 提供靜態約束，Natasha 來提供動態實現。

• AOT

Natasha 是盡可能覆蓋全面的程序集和引用，剪裁需謹慎，另外 AOT 不會取代動態編譯，只會平行發展。

未來規劃

Natasha 完成了自己的核心任務，但它還有很長一段的路要走，期待大家的反饋。

后續 Natasha 還有一些方案需要調研，一些應用需要開發，例如:域的強制卸載方案，基于 ASP.NET 的動態開發框架，高度靈活的高性能實體映射庫等。

下一篇將介紹 Natasha 的域組件與插件編程。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的Natasha 4.0 探索之路系列(一) 概况的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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